跨学科整合视角下国内外STEM课程质量比较与优化
闫寒冰 王巍
摘要：STEM教育的不断发展，催生了对跨学科整合型课程的迫切需求。然而当前我国的STEM课程建设更多注重形式规范，总体质量堪忧，因此从跨学科整合视角来开发优质的STEM课程以指导教学迫在眉睫。比较与借鉴是提质增效解决问题的重要途径。为提升我国STEM课程建设质量，借鉴权威的STEM课程整合评价工具，从课程背景、工程设计挑战、科学内容整合、数学内容整合、教学策略、团队合作、交流、评估、组织等9个维度对58个国内外STEM优秀课程案例进行定性与定量对比分析后发现，我国的STEM课程案例在课程背景、科学内容整合、教学策略和评估四个方面较国外STEM课程存在明显不足。这在一定程度上制约了我国STEM课程建设和教学质量提升。未来我国STEM课程建设应从以下四个方面加强：一是提升对社会问题的响应度，培养学生的社会责任感;二是鼓励有效失败，营造真实的科学体验;三是丰富以学生为中心的策略，放大学生的思维过程;四是注重非正式评价，促进学生综合能力的发展。
关键词：STEM课程;质量评价;分析框架;比较研究;跨学科整合
中图分类号：G434? ?文献标识码：A? ? 文章编号：1009-5195（2020）02-0039-09? doi10.3969/j.issn.1009-5195.2020.02.005
*基金项目：2018年度国家社会科学基金重大项目“信息化促进新时代基础教育公平”（18ZDA335）。
作者简介：闫寒冰，博士，教授，博士生导师，华东师范大学开放教育学院（上海 200062）;王巍，硕士研究生，华东师范大学教育信息技术学系（上海 200062）。
一、研究背景
1986年，美国国家科学委员会（NSB）发表的《本科的科学、数学和工程教育》中首次明确提出“科学、数学、工程和技术教育的集成”这一纲领性建议，被认为是STEM教育的开端（钟柏昌等，2014）。STEM是Science（科学）、Technology（技术）、Engineering（工程）和Mathematics（数学）四门学科的首字母缩写，但又不是四门学科的简单组合。不同学者对STEM教育有着不同的理解，目前主要有两派观点：一派观点认为STEM是通过不同学科有目的地整合来解决真实世界问题的课程（Labov et al.，2010），另一派则认为STEM是一种培养学习者综合利用STEM知识解决现实问题的学习方法（傅骞等，2016）。虽然不同学者对STEM教育的定义各有侧重，但都指向了STEM教育跨学科的核心特征，即以一种多学科交叉融合的方式培养复合创新型人才和全面发展的人（余胜泉等，2015）。
课程是落实STEM教育的关键。为推进STEM教育，国内外学者在不同层面对STEM课程进行了研究。在课程设计方面，周鹏琴等（2016）从STEM视角对美国科学课程教材“SCIENCE RESOURCES”中的知识点和教学活动进行分析，探究了美国科学课程教学内容的特点。杨彦军等（2019）以美国亚利桑那州立大学火星教育项目的STEM课程为案例，通过质性分析方法从教学策略和课程开发策略两个方面对该STEM课程的特点进行了分析。在教学效果方面，为更好地了解STEM课程在多大程度上能满足学生的需求并进一步完善课程，Selwitz等（2018）通过定性方法从学生的意见和观点的角度对STEM课程进行了分析。在学科特色方面，Parker等（2015）从技术的角度构建了STEM课堂中技术应用的质量评估框架，包括所使用的技术类型、与STEM实践的一致程度、以学生为中心的教学实践以及与现实环境的关联程度。上述研究虽从不同侧面对STEM课程进行了定性或定量分析，但尚未有研究从STEM课程跨学科整合的视角对国内外STEM优秀课程案例进行质量评价与对比分析。本研究旨在通过对国内外STEM课程进行质量评价和对比分析，从而精准定位我国STEM课程存在的问题并提供指导性建议。
二、研究设计
1.案例来源与标准
美国科学教师协会（National Science Teachers Association，NSTA）是世界上最大的致力于促进科学教学和卓越创新的组织。由NSTA主办的《科学与儿童》（Science and Children）、《科学视野》（Science Scope）和《科学教师》（The Science Teacher）三本杂志分别面向小学、初中和高中的科学教师定期刊登优秀的STEM课程，详细展现了美国教师在科学与工程教学中的成功案例。本研究从这三本杂志中选取了2016年1月-2018年12月刊登的具有完整教学设计且能体现STEM教学特色的32个案例作为国外分析样本，覆盖小学（11个）、初中（13个）和高中（8个）三个学段。
2017年8月14日，由北京师范大学未来教育高精尖创新中心主办、江西教育出版社承办的第二届STEM+创新教育学术交流研讨会围绕STEM+教学成果的活动设计、课程研发以及创新分享展开讨论，汇集了众多优秀STEM课程案例。大会评选出26个国内一线教师的实践教学案例并收录在作品集中，案例涉及小学（16个）、初中（6个）和高中（4个）三个学段。这些课程案例来自北京、杭州、广州、重庆、武汉等10余个城市，地区覆盖面较广且均来自一线教师的真实教学经历，在一定程度上可以代表我国STEM课程建设水平，因此本研究将其作为国内分析样本。
2.案例分析框架
为评估教师在专业发展项目中开发的20个以工程设计为基础的STEM课程单元，Guzey等开发了STEM课程整合评估工具（STEM Integration Curriculum Assessment，STEM-ICA），包含课程背景、工程设计挑战、科学内容整合、数学内容整合、教学策略、团队合作、交流、评估、组织等9个维度，对于评价一门课程的跨学科特性提供了重要的参考依据（Guzey et al.，2016）。由于STEM-ICA设计的初衷是评估教师在专业发展项目中的绩效提升，且重点针对以工程设计为基础的STEM课程，因此具有一定的局限性。此外，STEM-ICA评估工具由一系列是与否的问题构成，旨在帮助評估者反思课程单元的具体要素并理解各维度的评估意图，严格来说并未形成清晰明确的课程评价框架。本研究基于STEM-ICA评估工具中设置的问题进一步提炼评估细则，并参考《新一代科学教育标准（NGSS）》和《州共同核心课程标准——数学（CCSS-M）》，对评估细则做出些许调整，如在“数学内容整合”维度补充“使用合适的工具/单位系统收集、处理和表示数据”的要求，最终形成如表1所示的STEM课程整合评量指标。
STEM课程整合评量指标由9个维度构成，每个维度包含4～5个评估细则，共计37个评估细则。依据评量指标，具体评分规则如下：为使评分结果更容易理解，本研究选择1～5分的计分方式，每个维度的初始得分为1分，每体现1条评估细则，对应维度得分加1分，每个维度最高得分为5分（即“工程设计挑战”维度若同时满足4～5条评估细则，则该维度得分均为满分5分），课程总体得分为各维度得分的加权平均。此外，为后续对国内外STEM课程案例进行对比分析，在进行评分的同时还对课程案例在评估细则上有无体现进行编码（若该评估细则在案例中有所体现，则编码为1;若没有体现，则编码为0），结合量化的统计和质性的分析，有助于进一步阐释研究结果。
3.研究问题
本研究选用定性和定量相结合的研究方法，首先对选取的课程案例进行全面阅览，以初步了解国内外STEM课程的概况。其次，依据选取的案例分析框架，采用李克特五级量表对58个优秀STEM课程案例在课程背景、工程设计挑战、科学内容整合、数学内容整合、教学策略、团队合作、交流、评估和组织等9个维度进行打分，并对各维度的得分情况进行统计分析。最后，对比国内外STEM课程案例的得分结果，并结合典型样本进行深入分析，探讨如下三个问题：（1）国内外STEM课程整体质量如何？在各个维度的表现如何？（2）我国STEM课程在哪些维度存在明显不足？原因是什么？（3）美国STEM课程案例对我国课程建设有哪些启发？
4.信度分析
为保证数据分析的外在信度，本研究进行了信度分析。由熟悉STEM教育的4名研究人员组成两个评分小组（每组各2名），在明确案例分析框架后独立对5个国内案例和5个国外案例进行评分，并在组内展开讨论以最终确定各自的评分结果。通过评分者一致性检验，得到肯德尔和谐系数为0.749（P<0.05）。因此，可以认为4名研究人员的评定结果有较大的一致性，即数据分析具有较高的可信度。
三、研究结果及讨论
1.研究结果
依据上述STEM课程整合评量指标，本研究采用李克特五级量表对58个国内外STEM课程案例进行评分，1～5分代表评估细则中特征描述的体现水平。统计结果显示，国内STEM课程案例总体得分为3.10分，居于中等水平;国外STEM课程案例总体得分为3.74分，处于中等偏上水平。国内STEM课程在组织维度得分最高（4.23分），在评估维度得分最低，仅为1.69分;国外STEM课程在科学内容整合维度得分最高（4.56分），组织维度次之（4.53分），工程设计挑战维度得分最低，仅为2.84分。从各维度来看，组织维度整体表现水平较好，国内外平均得分为4.38分，但在评估维度平均得分低于3分，整体水平较差。
通过比较国内外STEM课程在各维度上的差异，可以发现，除工程设计挑战维度国内得分（3.19分）较国外（2.84分）更高外，在其余维度上国内STEM课程得分均低于国外。为进一步判断国内外STEM课程在得分上是否存在显著差异，本研究进行了独立样本T检验。如表2所示，国内外STEM课程在工程设计挑战、数学内容整合、团队合作、交流和组织5个维度上的得分相近，但在课程背景、科学内容整合、教学策略和评估四个维度的得分上存在显著差异（P<0.05）。
2.研究讨论
鉴于国内外STEM课程在课程背景、科学内容整合、教学策略和评估四个维度存在显著差异，本研究进一步统计了国内外STEM课程在这四个维度评估细则上的编码结果（以百分比形式呈现），以便挖掘造成两者存在差异的深层原因，如表3所示。
表3? ? ? ? ? ? ? 國内外STEM课程编码统计对比
[评估细则＼&国内＼&国外＼&CC1＼&69.23%＼&84.38%＼&CC2＼&3.85%＼&18.75%＼&CC3＼&38.46%＼&68.75%＼&CC4＼&84.62%＼&87.50%＼&S1＼&61.54%＼&96.88%＼&S2＼&65.38%＼&96.88%＼&S3＼&65.38%＼&96.88%＼&S4＼&34.62%＼&65.63%＼&IS1＼&73.08%＼&100.00%＼&IS2＼&84.62%＼&90.63%＼&IS3＼&53.85%＼&90.63%＼&IS4＼&65.38%＼&59.38%＼&A1＼&26.92%＼&68.75%＼&A2＼&15.38%＼&87.50%＼&A3＼&26.92%＼&81.25%＼&A4＼&0.00%＼&62.50%＼&]
（1）课程背景差异
课程背景主要考量STEM课程能否提供激励和吸引人的问题情境，允许学生基于个人知识和经验在真实情境下开展活动。进一步分析国内外STEM课程在各评估细则上的表现发现，两者得分产生显著差异的主要原因在于问题情境是否“涉及时代背景与挑战”。68.75%的美国STEM课程在构建情境时能够结合全球、社会、自然环境等问题或挑战，相比之下，国内能够体现这一评估细则的课程样本仅占38.46%。一个好的问题情境不仅需要还原真实世界的本质面貌，更应该具有开拓学生眼界、扩大学生格局的教学立意。通过从个人、区域和社会三个层面对国内外STEM课程案例中问题情境的格局定位进行分析发现，两者呈现出很大的不同（见图1和图2）。在国内STEM课程案例中，超过50%的课程将问题情境定位在个人层面，缺少“如何利用你所学的知识让世界更美好”的教学立意;而在国外STEM课程案例中，有超过70%的课程能够从区域或社会层面构建问题情境，为学生打开了面向世界和面向未来的窗口。以生物领域为例，国内STEM课程更多关注学生对于生物多样性知识的学习，如了解鸭子的生态特征、辨析不同植物种类等;而美国STEM课程则能以更为开放的视角去构建问题情境，如探究深海热液口的生物群落、在火星上种植土豆是否可能、冠状动脉阻塞修复手术等。这些涉及时代背景与挑战的问题情境有助于扩大学生的视野与格局，从而培养学生的社会使命感与责任感。
图1 国内STEM课程中问题情境的格局定位情况
图2 国外STEM课程中问题情境的格局定位情况
（2）科学内容整合差异
STEM课程强调多学科融合，其中科学内容整合是一个重要表征。科学内容的整合主要考量STEM课程能否通过科学探究活动促进学生学习科学概念和科学思想，从而加深对自然世界的理解。统计结果显示，国外STEM课程在这一维度领先国内1.29分，这与其重视科学学习是分不开的。90%以上的国外课程样本在教学设计中能够整合科学知识，以促进学生对科学概念的理解。由于我国以分科教学为主，且没有明确的STEM教育标准，因此在跨学科整合方面难度更大。创客教育的理念与STEM教育有着高度的一致性，因此被认为是推动我国STEM教育的重要突破口。作为创客教育的主要载体，诸如3D打印技术、开源硬件（如Arduino、树莓派等）以及一些编程软件（如Scratch、Mixly等）成为国内STEM课程的技术依托。通过分析发现，超过50%的国内STEM课程样本与软硬件应用相关，仅有60%左右的课程能够整合科学方面的知识。整合技术本身虽符合STEM跨学科特征，但过度重视技术应用而忽略学生对科学本质的探索却与STEM教育理念背道而驰。
科学的本质在于认识自然世界，科学探究就是模拟科学家认识自然的真实探究过程。通过对32个国外STEM样本案例中科学探究活动的分析，可以将科学探究分为调查研究和实验研究两类。其中，调查研究是指有计划、有目的地了解调查对象的实际情况并对调查材料进行分析的研究范式;实验研究是指通过控制有关因素，收集直接数据并最终建立变量之间因果关系的一种研究范式。图3给出了两者的主要步骤。国外STEM课程通过“真问题、真探究、真解决”的“三真”过程，引导学生模拟科学家的真实研究活动，从而培养学生的科学意识、科学素养和科学精神。与美国STEM课程强调真实科学体验不同，我国的STEM课程开放性不足，教师往往采用固化解决思路或操作步骤的方式保证学生能够得到正确结果或标准答案。从某种程度上来说，这是我国学生在课业成绩方面得分较高的重要原因之一，但这也因此限制了学生挖掘和检验探究过程和结果的空间。由于国内外STEM课程样本中均涵盖“牛顿第二定律”这一知识点的教学，因此可以该知识点为参照来比较分析两者在设计科学探究活动方面的区别。鉴于牛顿第二定律是在实验基础上建立起来的重要规律，因此国内和国外均将课程重点放在了探究加速度与力、质量关系的实验上。但两者在教学方法上却截然不同，国内是基于讲授法的实验探究，即学生根据教师提示采用控制变量法探究在保持质量不变时加速度与合外力的关系。与之相反，国外大胆采用了试错法，即教师在最开始并没有提醒学生控制质量，而是在学生经历失败后才根据实验数据存在的问题给出提示。这种做法更接近科学家的真实探究流程，不仅有助于学生了解科学本质和科学实践，对培养学生的批判性思维也具有重要作用。
图3? ? 国外STEM课程中的两类科学探究步骤
（3）教学策略差异
教学策略是教学设计的重要组成部分，是教师在特定教学目标下制定的教学实施策略。通过对比发现，“以学生为中心”和“论证的策略”是国内外STEM课程在教学策略维度得分存在显著差异的主要原因。近乎100%的国外STEM课程案例都包含了“以学生为中心”的动脑思考或动手实践活动，而这一点仅在73.08%的国内课程案例中有所体现。STEM课程强调以培养学生能力为中心，鼓励学生掌握更多的主动权和自由发挥空间。分析发现，国内STEM课程主要采用任务驱动教学法，即教师以具有难度梯度的一系列任务为驱动，指导学生开展实践活动。在明确的任务要求下，结果性产出往往大同小异，因此无法满足学生个性化发展的需要。对比来看，国外STEM课程更强调通过一系列层层递进的步骤引导学生开展科学探究与工程实践活动。“5E教学模式”和“工程设计循环”是美国STEM课程采用的主要教学模式，充分体现了“以学生为中心”的原则。5E模式通过引入（Engagement）、探究（Exploration）、解释（Explanation）、拓展（Elaboration）和评价（Evaluation）5个环节引导学生开展自主探究（Bybee et al.，2006）。工程设计循环（Engineering Design Process）主要包含提出问题、设计解决方案、創建原型、测试和改进等阶段，用以支持学生实现从需求到设计的迭代过程（Teachengineering，2019）。美国STEM课程通过有效整合“5E教学模式”和“工程设计循环”的步骤，使得开展“以学生为中心”的实践活动有章可循。
基于证据得出结论是美国STEM课程的一大特色，近90%的国外STEM课程样本均采用了论证的策略，而仅在50%左右的国内STEM课程样本中有所体现。论证策略强调通过数据分析为所提出的主张提供证据，真正做到“有理有据”。近年来，随着大数据技术、计算科学和人工智能的不断发展与融合，学习生态环境正逐步由数字化过渡到数据化，数据对于学生多元智能的发展和核心素养的形成具有举足轻重的作用（Committee on K-12 Engineering Education et al.，2009）。在工程领域，设计的选择必须要有数据支撑，如在设计太空服时，要求学生分别在冷热两种环境中测试材料的温差变化从而为太空服材料的选择提供依据。在科学探究中，数据更是论证结论的可靠依据，如在案例《生机勃勃的湖泊》中，为探究冬季湖水深度与温度和溶解氧的关系，学生通过对采集得到的Payette湖水温和溶解氧浓度的数据进行分析解读，从而得出冬季湖水随着深度增加而温度变高、溶氧量变少的结论。因此，合理采用论证策略不仅可以培养学生推理论证的能力，也能够提高学生的数据素养。
（4）评估差异
评价旨在检测教学是否达到了预期的学习目标，一般分为准备性评价、形成性评价和总结性评价三类。相比于传统课堂的纸笔测验，STEM教育更关注学生在学习过程中的表现及想法。科学和工程实践活动的灵活性和不唯一性使得评价标准难以界定，评价也因此成为科学教师在设计STEM课程时最为困惑和头疼的难题。统计结果显示，仅有不到30%的国内STEM课程样本将评价纳入考量，这也是造成在评估维度得分与国外STEM课程产生较大差距的原因。通过分析发现，美国STEM课程在评价方式上呈现多元化的特点，注重正式评价与非正式评价相结合，具体的评价方法如表4所示。在课前的准备性评价中，教师会通过调查问卷、提问或访谈的形式评估学生的学习情况，包括前期的知识储备以及对背景知识的了解程度。在过程性评价中，教师非常注重学生对问题的看法以及学生间的交流。科学笔记本是美国STEM教师普遍采用的过程性评价依据，记录了学生在实践活动中的重要过程性信息，如发现、问题、想法、步骤、方案、草图、数据、解释、讨论和结论等（Campbell et al.，2003）。教师通过分析科学笔记本上呈现的初始信息、观察记录和讨论结论，可以评估学生对问题的理解程度、对知识的掌握程度以及活动的参与程度。在总结性评价方面，除了对模型设计、口头及书面报告等常规内容进行评价外，美国STEM教师还会采用一些特色的策略洞察学生的想法，如使用CER（Contention-论点、Evidence-论据、Reasoning-论证）方法让学生基于证据书写实验陈述材料，运用ORID焦点讨论法（Objective-客观性、Reflective-反映性、Interpretive-诠释性、Decisional-决定性）检验学生对课程内容的深入思考，以及使用321策略帮助学生反思设计过程中的3个收获、关于设计改进的2个问题和1个在实践期间感觉很好的做法。
四、对我国STEM课程设计的建议
通过对比分析国内外STEM课程在各维度上的表现情况，可以发现美国STEM课程更能为学生创设具有社会性和挑战性的问题情境，在科学内容整合、教学策略和评估方面也有着独到的经验。结合前面的分析结果，我国STEM课程设计可采取如下建议：
1.提升对社会问题的响应度，培养学生的社会责任感
情境是让学生的学习与真实世界相关联的切实路径，创设情境从而驱动科学与工程实践活动是STEM课程的核心要义。我国STEM课程大多将学生需要解决的问题从情境中抽象出来，从个体学习的层面给予学生明确的主题和目标。然而，真实世界中的问题是与社会情境紧密结合的，且存在一定的“噪音”。教师需要创设能够开拓学生视野的问题情境，引导其思考如何利用所学的知识解决真实世界中的难题与挑战，从而达到扩大学生人生格局的目的。一个好的问题情境不仅能够与学生自身产生关联，更能在区域或社会层面为学生提供表现个人创造力与社会责任的机会。因此，在构建STEM课程情境时，教师应慎重选择问题情境，帮助学生理解个人与社会的关系，思考人类社会所面临的机遇和挑战，履行个人在信息社会中的责任和义务。目前，一些国际组织如美国国家工程院（NAE）提出了多项面向社会的研究挑战，如创造清洁能源、循环利用资源、防止核恐怖危机、增强虚拟现实等（National Academic of Engineering，2008）。教师在设计STEM课程情境时，有必要将视线从个人、社区扩大到全球，以全球性的机遇与挑战为背景培养学生的社会责任感。
2.鼓励有效失败，营造真实的科学体验
我国STEM课程在整合科学内容方面较为欠缺，不仅科学概念融入较少，而且科学探究环节更为缺失。过度依赖软硬件技术，导致我国教师忽视了学生对科学概念的学习和理解。美国STEM教师以调查研究和实验研究为主要形式指导学生遵循科学的探究流程开展活动，在整合科学内容方面具有较高的借鉴价值。为改善科学内容整合的现状，一方面教师要减少STEM课程对软硬件技术的依托，从真实生活情境入手设计调查或实验活动。如在“自动跟踪风扇案例”中，可以先让学生通过实验探究不同扇叶形状和数量对送风的影响，然后设计风扇结构模型。这样既能结合软硬件技术，又能实现科学探究和工程设计的有效融合。另一方面，教师要重视科学探究的完整流程，为学生营造真实的科学体验。受班级人数、教学时长和活动场所的限制，国内很多教师会采用预设解决思路或操作步骤的方式保证学生能够得到正确结果或标准答案。这样的做法虽然可以使学生以最短的路径接近科学事实，但却无法提供真实的科学体验。科学没有最短路径，经历错误是科学家在科学实验中的必修课，真正的科学家会在失败中找到摆脱错误的方法。因此，适当地“放权”于学生，鼓励其通过有效失败模拟科学家的真实探究活动，对培养学生的科学意识、科学素养和科学精神具有重要的促进作用。
3.丰富以学生为中心的策略，放大学生的思维过程
K-12 STEM教育面临的最大挑战之一是，对于教师如何在课堂中使用STEM整合方法进行教学，很少有通用的指导方针或模型可供遵循（Wang et al.，2011）。目前，我国STEM教师大多采用讲练结合的方式开展教学，学生通过完成难度进阶的任务以掌握必要的知识与技能。这种方法虽可以增强学生记忆事实性信息，但往往不能促进有意义学习，也并没有发生从“以教师为中心”到“以学生为中心”的质变。STEM课程强调“以学生为中心”，其关键在于能否促进学生自我主导地积极参与学习过程（Land et al.，2012）。当前我国普遍采用任务驱动法，结合教师的启发引导，促进学生开展合作学习，整体的教学策略是比较单薄的。美国STEM课程通过整合5E教学模式和工程设计循环的递进步驟，为学生提供了一个可行的学习路径。在5E教学模式和工程设计循环的指导下，教师巧妙地融入故事线、模型法、角色扮演、头脑风暴、实地调研、实验工作站等方式激发学生的学习内驱力，充分体现了“以学生为中心”的原则。此外，美国STEM课程采用“论证的策略”指导学生开展基于证据得出结论的课堂研究，不仅有助于放大学生的思维过程，对学生批判性思维的发展也具有重要推动作用。因此，我国的STEM教学应丰富以学生为中心的策略，放大学生的思维过程。
4.注重非正式评价，促进学生综合能力的发展
评价是教学的一个重要环节，对于评估学生能力、优化课程教学、促进学生发展具有重要意义。通过分析我国STEM课程案例可以发现，除少数课程采用学生自评、教师点评或小组竞赛的形式开展评价活动外，大部分课程并没有将评价纳入考量。STEM课程注重学生的过程表现及思维发展，但以学生为中心的科学探究与工程实践活动具有较大的开放性和灵活性，因此使得评价难以开展。借鉴美国STEM课程设计经验，课程中的非正式评价是一个关键突破口。非正式评价可以帮助教师更准确地评价学生对科学过程技能和内容领域知识的掌握情况，挖掘学生更多的隐藏性问题（Peters，2008）。教师在开展STEM课程评价时，建议从以下几个方面入手：丰富非正式评价的工具，如科学笔记本、课堂观察、开放式问题等;深化非正式评价的内容，允许和鼓励学生通过口头、书面、图表等多种形式记录、讲述和交流自身对知识的理解、取得的进步以及现存的困难，从而充分了解学生的成长和思维发展;采取切实可行的策略，在开展非正式评价时关注对学生思维方式的外化与评价引导，灵活采用一些策略引导学生的讨论方向或建立对推理论证的规范，如CER法、ORID焦点讨论法、321策略等。
五、结语
在STEM教育日趋流行的今天，开发优质的STEM课程以指导教学迫在眉睫。美国是最早开展STEM教育的国家，也是世界范围内最能系统完整地实施STEM教育政策、进行STEM教育实践的国家，在STEM课程设计方面积累了丰富的实践经验。为剖析我国STEM课程存在的问题，本研究基于国外权威的STEM课程整合评估工具，对国内外STEM课程进行质量评价与对比分析，结果发现我国STEM课程在课程背景、科学内容整合、教学策略和评估四个维度较国外STEM课程存在明显不足。借鉴美国STEM课程设计经验，本研究提出四点建议：提升对社会问题的响应度，培养学生的社会责任感;鼓励有效失败，营造真实的科学体验;丰富以学生为中心的策略，放大学生的思维过程;注重非正式评价，促进学生综合能力的发展。由于本研究选择了某一学术交流研讨会评选出的一线教学案例作为国内分析样本，因此存在代表性不足的问题。希望未来的研究能够挖掘更多权威的STEM课程案例，开展样本量更大的质量评价研究，为推进我国STEM课程建设做出应有的贡献。
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收稿日期 2019-12-12責任编辑 刘选
