STEM课程校本教材开发的策略研究
霍韵婷
STEM教育起源于20世纪80年代的美国，2007年引入我国，2013年开始迅速发展。尽管在沪、浙、粤、深等地的STEM教育、创客教育发展得如火如荼，但在目前，国家层面并没有发布关于STEM课程的教学大纲或统一教材。因此，STEM课程在我国多以校本课程的形式来实施。如何有效开发STEM课程的校本教材，使STEM课程既能补充国家课程、地方课程，服务于学校发展，又适合其他学校复制和推广，这是本文所要研究的问题。
校本教材是STEM课程量身订做的载体
我国的STEM课程缺少打通学段的整体设计，各学段的STEM教学内容和教学目标不衔接。具体体现在小学新设的科学课程中融合了STEM教学设计，但是初中、高中没有开设相应的延续课程，完全由学校自主开课。这赋予了STEM课程更大的发展空间、灵活性和生命力，同时也给实施STEM课程的学校、一线教师带来极大的挑战和施展拳脚的机会。
从国内推进STEM课程的现状分析，学校多以校本课程的形式实施STEM课程。从某种意义上来说，校本教材是STEM课程量身订做的载体，它具有以下优点。
①以校为本，因情施教。校本教材最大的特点在于“以校为本”，因此，学校自主开发的STEM校本课程能与本校的校情、生情、教情相结合，在学校自主范围内最大限度地契合校情、挖掘生情、适应教情，能真正忠于学校的育人方向和发展目标。
②自主开发，因力施教。在学校层面规划课程，教学内容自定，量力而为，不为做而做。STEM课程的实施需要时间、空间、课程、师资等要素相辅相成。缺乏与之相匹配的师资和空间，再优质的课程也是空谈。如果不能保证每周的课时，就不能持续发挥STEM课程培养学生各项综合能力的作用。
③课程实施，因材施教。STEM课程可把普及必修课与社团活动课两种形式相结合。普及必修课面向全体学生，写入常规课表，每周2课时，要求所有学生必须完成，教学目标是全员参与、全员通过、全员提升。而社团活动课的对象是精英学生，以社团的形式开展，上课时间更灵活，由辅导教师把握，教学目标是引导学生往更深层、更专业的方向发展。
④开发教材，以教促改。开发校本教材只是第一步，后续还有教材的实施、反馈、评价和修改，这个过程同时也是培养校内STEM师资团队、促进新型课程改革的过程。因为STEM课程打破了传统的学科教育模式，要求教学从专科教学转变为跨学科教育，而教师在开发STEM课程校本教材的同时，也对各学科知识进行内化、重组、还原。
校本课程的独特性
1.解读STEM教育理念
（1）跨学科融合
虽然STEM是指Science（科学）、Technology（技术）、Engineering（工程）、Mathematics（数学）这四门学科，但STEM课程涉及的不仅仅是上述四门学科，它的核心理念是跨学科的知识融合。尤其在义务教育阶段，应从广义上理解“跨学科”——跨多个学科，不仅是理科间的跨学科，还应是文理间的跨学科。
例如，学习单元“初识番附”，涉及地理、生物等学科，而学生在阅读《番附知多少》《植物宝典》的文字材料时，也锻炼了语文阅读能力，提升了语言理解水平。
另外，学科融合应把各个学科的知识充分搅拌，重新产出，而不是把各个不同学科的课时拼接了事。在STEM课程校本教材的开发过程中，更要注重打破学科壁垒，发挥集体备课的优势，聚集各个学科的教师，先从总体上确定课程架构，再根据每个学习单元的主题，以思维导图的方式研讨内容。
（2）项目式学习
STEM课程基于跨学科，但内容并不是零散的，而是以项目学习为基调，以某个主题贯穿始终，把所有知识点、操作点有机结合起来。
例如，项目“我是番附人”，通过任务（研学、探究、制作、分享），培养了学生的核心素养，引导学生从“知校”转變为“爱校”。
（3）以解决实际问题为导向
STEM课程应基于真实情境，以解决实际问题为导向，小组合作探究完成任务。由于受传统课堂的约束，我们常把“课堂”单一地理解为“课室”。但在“我是番附人”的项目学习中，笔者把STEM课堂搬到课室外，让学生在校园里调查、探究，问题变得更真实，更切合实际。
（4）培养核心素养
STEM课程培养学生解决实际问题的能力、创新能力、协作能力和表达能力，与教育部提出的核心素养里的“科学精神”“学会学习”“实践创新”等要素是一致的。在开发STEM校本课程时，更要有意识、有目的地培养学生的核心素养，使课程真正切合国家的教育需求，培养国家需要的人才。
2.充分利用校本资源
（1）学校的花草树木是资源
校园植物多是常见植物，教师可选取其中有代表性的植物讲授知识，针对低年段学生，可用叶子制作手工作品，如书签、树叶画、拓印画等，针对高年段学生，可制作木质或金属质地的植物标牌。
（2）学校的建筑物是资源
上述项目中，可设置学生徒手测量建筑物长、宽、高的任务，启迪学生的发散思维，引导他们想出更多测量方法。如“化整为零”，先数砖块、鞋底或梯级，再用尺子量砖块、鞋底、梯级的长度或高度，然后乘以数量即可得到整栋建筑物的长、宽或高;利用身体条件，根据两臂伸展与身高同长的原理，多位学生手拉手测量建筑物的长、宽;学生A与建筑物并排站立，学生B手拿尺子从远处同时测量、读取学生A和建筑物的尺子刻度，或拍下学生A与建筑物并排站立的照片，再用尺子度量两者的高度，已知学生A的实际高度，再按比例换算建筑物的实际高度等。
（3）学校的历史文化是资源
新入学的学生如果连自己学校的全称都读不对，那就更谈不上了解学校了。所以，可在第一节课设置“番附知多少”的课程，让学生了解学校名字的由来、学校的发展史、在社会的影响力，让学生产生“我是番附人”的身份认同感。
STEM课程的适应性
STEM课程的适应性是指课程适合在其他学校推广或二次开发。由于STEM课程没有国家统一教材或教学大纲，所以它有很多探索的空间和未知的方向。而实施STEM课程、开发STEM校本教材，更多的是为其他学校、后来者提供经验，以便共同铺设STEM教育的发展之路。
因此，在突出STEM校本课程独特性的同时，还要兼顾课程的适应性，把STEM课程设置成可扩展的“开源式”课程，不同类型的学校在课程“主控板”上外接满足各自需求的“传感器”，通过不同的“编程语言”，对STEM课程进行二次开发和扩展补充。
下面仍以项目“我是番附人”为例进行具体分析。
1.课程“主控板”
课程“主控板”就是整个项目“我是番附人”，包括该项目的单元设置、学习内容设置及学习目标设置。需要二次开发的内容包括：把项目名称中的“番附”换成其他学校的简称，把学习场景换到各自学校，学习目标的设置可以更贴合校情，根据校园文化、培养目标调整或增加内容。
2.外接“传感器”
外接“传感器”是指课程“主控板”的扩展，即各個学习单元的学习内容。
学校可根据需求更换传感器。例如，第1课时“番附知多少”，讲述的是学校的概况和历史。每一所学校的情况不尽相同，但设置该单元的初衷是一致的：让学生知校、爱校，从“我是番附的学生”转变身份为“我是番附人”。
学校还可挖掘社区、校企资源，开发新课程，添加传感器。例如，笔者所了解的一所中学，地处珠宝产业园附近。该校与其中一家珠宝首饰生产基地合作，共同开发了“珠光宝影”STEM校本课程。课程中，学生先学习珠宝的分类、鉴定、制作工序，再亲手画图设计首饰，利用3D打印制作半成品，然后由技术工人进行后期修饰，制作成品。学校在母亲节活动上举行仪式，由学生亲自把首饰送给母亲。这个项目从理论学习到动手实践，最后上升到德育渗透，给开发STEM校本课程提供了非常好的典范。另外，学校把STEM课堂搬到了工厂里，组织学生观摩工人生产、流水线操作，现场效果非常震撼。
3.“编程语言”
“编程语言”是指学校实施STEM课程的形式。
对面向全体学生、提升学生整体STEM素养的课程，可以采用普及必修课的形式，让每一位学生都能在STEM教育中获益。普及必修课是指“普及推进，必修完成”，在普及推进的过程中，教师关注所有学生的表现和成长;在必修学习的过程中，学生通过教师的过程性评价更关注自己的能力和表现，而不仅仅是结果。
对于有爱好、特长的学生，可以采用社团活动课的形式，让学生的创新能力有用武之地。STEM社团活动的开展，弥补了必修课统一授课的不足，使学生能根据爱好、特长选择发展方向，培养学生的多元兴趣和多向特长。
开发STEM课程的校本教材是一个动态的过程，教材应随着课程的实施不断打磨、不断改进。而开发STEM校本课程，既要立足于校本资源、凸显校本特色，又要兼顾课程的适应性，使其能被复制、推广。
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