印培培

南通师范高等专科学校信息技术学院 江苏南通 226500

STEM教育是一种综合型教学理念，代表科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、数学(Mathematics)。STEM教育是一种以培养科技创新性人才为主要目标，同时需要学生具有各学科专业知识、综合解决问题的能力和创新能力。STEM课程注重课程的互动性、创造性、开拓性，也注重学科融合教学和知识的多维性，蕴含着一种科学的、多学科融通的教育思维。[1]

2017年中国教育科学研究院和STEM教育研究中心起草了《中国STEM教育白皮书》，将STEM教育理念做出了全面专业的阐述，并且《中国STEM教育2029创新行动计划》提出了我国STEM教育领域最具体的行动实施方案。[2]2001年从国外引入STEM教育，到近年来的研究高潮，目前，中国的STEM教育已经呈现一派繁荣的发展态势。

一、南通市STEM教育发展现状

2018年南通市有25所学校获评首批中国STEM教育2029创新行动计划领航学校及种子学校。为更好地促进本市STEM教学实践和科学研究工作，经南通市教育局同意，由南通市教育科学研究院牵头，与联合教育技术中心组建了南通市STEM教育协同创新中心，共同组织、指导、推进STEM工作，开展我市STEM实验学校的遴选建设、优秀案例评选、研讨交流、课程开发等工作。

(一)南通市中小学STEM课程的相关模式

STEM教育初衷是培养高科技人才，中小学STEM教育重在培养学生对科学、技术产生兴趣。早在2013年高师附小就开设了STEM课程，就是在问题中让孩子们创造、设计、建构、发现、合作，并解决问题。“帮助孩子像科学家一样思考问题，像工程师一样解决问题”是通师一附STEM教育云中心的老师们共同追求的方向。不止通师附小，实际上整个南通的中小学都迎来了STEM课程浪潮，涌现出许多优秀的基于STEM教育的课程案例。

比如，2017年南通市小学STEM教育项目化学习专题研讨活动中展示的语文课《鲁滨逊的小木屋》，就把“思维引向深入”“技术支撑工程”“科学助力施工”“分享提升素养”等巧妙地融入在一起，整个教育实施过程环环相扣。通过老师层层深入地引导学生把掌握到的碎片化知识在实际解决问题的具体情景中运用起来，转变成学生利用各科知识综合解决现实问题的能力。

2021年的专题研讨活动中，展示的课程里“美妙的杯琴”中老师将科学、艺术等元素完美融合，带领学生们探究了影响音调高低的因素，并利用发现的规律制作出杯琴，演奏出美妙的乐曲；“校园小景我设计”课程中老师设置了闯关环节，激发学生的合作意识，培养学生的时间观念，引导学生利用新型材料设计并搭建校园雕塑；“我的音乐盒”中老师以如何给音乐机芯放大音量为主线推进课堂，学生们通过研究，自己尝试用材料改进了机芯的音量，从而让机芯更大地发声。

以上这些STEM教学模式的课程激发了学生的创新思维能力，培养了学生的综合实践能力，让学生在解决问题的过程中收获了知识。

(二)南通市中小学STEM教育的开展形势

作为国家级STEM领航及种子学校，各中小学目前正着力于开展教育研究，探讨构建本土STEM教育课程体系，真正起到示范和带头作用。南通市持续在STEM教育体系的建设和实施上加强研究力度，扩大实施领域，实现教育改革的新飞跃。

本市STEM教育相关活动也进行得如火如荼，例如：从2018年开始由崇川区教育体育局、南通市青少年活动中心、崇川区科技协会联合举办崇川区中小学生STEM创客大赛，目的正是为了培养学生的一种科学的理性思维，并探讨如何将其融于日常生活。大赛活动的目的是透过学生对生活本质的认识，基于对学习的深化，培养学生的创新思维、实践能力和知识的积累，旨在培养孩子们学科综合运用的创新能力。

南通市对STEM教师资源也给予了大力支持，不但鼓励学校聘请校外专家，还扶持STEM教学国外交流活动。在这一系列活动中涌现出了一大批STEM教育示范学校和地方杰出STEM教师，进而带领着本市其他学校与教师在STEM教育上蓬勃发展。

我国的STEM教育起步较晚，由于我国在师范教育方面一直沿袭传统学科人才培养模式，因此尚未能建立如欧美等西方国家的STEM高等教育培养体制。要做到顺应时代发展，需要在师范院校推行STEM教育，培养符合我国教育实际的STEM教师，引领一条STEM教育专业发展之路。

二、在地方师范院校中推广STEM教育

2018年5月，中国教育科学研究院STEM教育研究中心出台了《STEM教师能力等级标准》(试行)，对STEM教师能力从5个维度、14个类别、35条内容上给出了具体而实用的指标体系。[3]STEM教师能力等级标准对师范生培养提出新的挑战，要求师范生不仅要具备扎实的学科知识基础，同时还要具备创造意识、创新能力和审美能力，以及能够在真实复杂的环境中应用高阶思维解决问题。

(一)培养STEM专业教师

STEM师资的严重短缺，是目前STEM推广的最大瓶颈所在。STEM教育需要教师必须具备跨学科、跨专业的教育能力，但现在本土师范类院校中却缺乏专门的STEM课程及教学人员，这直接影响了中小学跨领域教学人才的持续发展，从而加大STEM教育在我国施行难度。只有将STEM教育纳入师范院校学生能力培养体系，才是解决STEM教师短缺的根本。

地方师范教育是培养未来人才的重要保障，培养创新型教师是师范院校的重要职责。师范院校普及STEM教学能够推进STEM教育的本土化发展，通过推进师范生STEM教学，培养更多的创新型中小学教师，是确保STEM教育在中国可持续发展的基础，从而使得各地区各年龄阶段的学生，都能够获得高质量的STEM教育，从而缓解了STEM教育不公平问题。

(二)推进STEM课程建设

目前国内的STEM教育并未建立完善的系统性方案，各个阶段知识点和教学目标不衔接。在经济发达区域的部分学校开发了STEM校本课程，另外部分小学在基础科学课程中增设了STEM的内容设计，但在初高中却缺乏相关的延续教学，只有少部分教师会在原有课程的基础上增设STEM理念，并且学校之间、教师之间的差距也较大。缺乏STEM课程体系建设，不利于创新型人才培养的系统性训练和持续效应的形成。课程机制的不足也造成了STEM教育当中理性精神的不足，从而使STEM教育还处在动手实践的初级阶段，缺少了完善的课程体系，STEM教育精神不能得到正确理解和执行。

STEM教育不是把传统的科学、技术、工程和数学知识简单汇总，而是特别强调将原来分散的多门学科，自然地重新组合构成相互联系的综合教育。要把学生学习到的零碎的多学科知识与机械过程转变成一个探究世界相互联系的不同侧面的过程。[4]这就要求STEM专业教师具有全面的知识体系，不再是传统的分科教学。师范生的年龄层次、知识储备、思维高度决定了他们在解决问题时更能从多角度去思考，从而有助于师范院校率先开发出完整的STEM课程。课程建设不是一朝一夕，需要多方共同努力，师范院校作为培养中小学教师的主阵地，有责任将STEM课程建设作为一项研究项目推广，从中小学课程体系重构的视角入手，开发实训项目，并以问题为导向，逐步分析完成项目或解决问题所需的知识体系，建立相关的知识模块，将同一能力培养下的知识体系的所有模块整合为一门课程。[5]

三、信息技术推进STEM课程整合

2016年教育部出台的《教育信息化“十三五”规划”》中明确指出，合理运用信息技术推动“众创空间”的构建，积极研究发展STEM教学、创客教育等新型教学方式，让学习者具备较强的信息意识和创新意识。信息技术作为新型的教学媒体，与各学科的教育紧密联系所产生的特性，为STEM教学提供了途径。[7]

(一)利用信息技术手段保障STEM项目教学的开展

STEM课程不是单一的学科，而是集多门学科自然融合的新课程，STEM项目的选择需要从深度、广度两个方面去考虑。项目的难度设置要具有一定的挑战性，能够让学生在利用信息技术协助其掌握相关内容的知识，借助网络资源针对STEM项目的主题进行深入学习。STEM的课程设计强调激发学生的学习能力和探究精神，STEM项目中涉及的知识结构较为复杂，学生需要学会利用科学手段，从丰富的网络资源中获取所需知识，通过自主学习、协作学习和探究学习多种方式解决问题。

(二)信息技术教学与STEM教学方法的融合

STEM教学最常使用的两种方法是项目式和问题式教学法，而这两种教学方法在信息技术课程教学中已经得到广泛运用，它们强调教与学的互动性，为学生提供积极、自主合作、探索创新的教学模式，培养学生分析问题和解决实际问题的能力。STEM教育旨在使学生参与以合作、基于项目和解决问题为基础的学习，在这个过程中引导学生运用所学习到的各个学科的知识，它提供了一种工程式的实践课堂。

在信息技术教学中，在进行项目设计时注重从生活中出发，采取任务导向激发学生的学习兴趣，引导学生可以充分利用信息技术手段实现线上线下全方位学习，借助丰富的网络资源去寻找解决问题方法，分工协作完成相关任务，突出创新，体现教学实践性和职业性。在信息技术课程中运用STEM理念，既可以从多方面推进信息技术课程和其他学科课程的整合，也进一步推动了信息技术教学方法的改进，并为提高中小学信息技术教学质量、保证学生深入学习信息技术知识提供了坚实保障。

(三)信息技术实现STEM跨学科融合

STEM教育主张让学生像科学家发现问题、像工程师解决问题，整个教学过程强调多学科、多能力的运用，着重强调学生独立思考、知识运用及自主学习的能力，这与当前新课改教育理念相契合。因此在信息技术教学中，教师必须注重多学科整合，通过不同课程之间的相互联系，真正推进STEM教育，达到教育目的。[6]此外，学科之间的整合不仅促进了不同学科之间的教师联系更加紧密，增进学科融合，在融合课程中教师也得到了不断的成长。

整个信息课程的实施，需做到层层推进，充分体现STEM教育理念。在课程实施中，不再需要传统的知识灌输，而是可以实现跨学科界限，课程中的项目内容应该涵盖多门学科知识，将科学、技术、工程、数学巧妙地融合起来。教师要一步步引导学生把学习到的不同科目的知识在解决问题的具体情境中融合起来，转变成学生运用各种知识综合解决实际问题的能力。这样的教学形式开拓了学生的思维，激发了学生的学习兴趣和创造性，并实现了多学科之间的知识串联，达到了STEM教育的价值体现。

如课件制作这门课程，从课程内容的选取到教学方案再到课堂实践，这一连串的教学活动都站在让学生主动参与到项目中的角度，体现学生自我学习和运用的能力，实现从技术、工程等角度去解决问题。师范生在完成自己任务的过程中所体会到STEM教育理念，也要求他们加入课件实施中，达到学以致用的效果。

(四)借助信息技术手段多元评价

运用多元评价，不仅能促进学生转变传统的学习思维和学习习惯，也能促进教师专业能力的提升。STEM教育重过程轻结果，在教学过程中让学生碰撞出思维的火花，尝试不同的创新方法，在反复试错的过程中去发现新问题，解决问题。教师借助信息技术手段，对学生的学习过程建立档案，形成过程性评价。

STEM课程学习的评价体系区别于传统的评价方式，首先是评价侧重点的不同，由原先评价学生掌握单科知识的情况变为评价学生知识迁移、运用能力，解决问题能力和综合素养；评价方式也多元化，区别于传统的考试模式，评价包括学生的学习表现，运用学科的知识，以及学生自我评价、团队成员互评，组织能力、协调能力、知识综合运用能力等；评价轻结果重过程，科学评价不再简单地仅以打分制的形式，而是体现在整个课程过程中，每个项目的实施中记录学生多方面的表现，形成横向、纵向的报表使得过程更加具体化，最终全面地评价学生在STEM项目教学过程中的表现。这样的评价体系激发了教师和学生的积极性，不仅让学生更好地投入项目的学习，同时也能够指导教师为下一步的STEM教育实施和课程研发提供依据。

结语

STEM教育目的是要培养创新性科技人才，创造力和思维能力是要从小学生开始培养，中小学教师承担着STEM教育育人的责任，而我国目前的中小学教师过去都是单科培养出来的，为了STEM的可持续发展，势必要在地方师范院校推行STEM教育，培养一批专业的STEM教师。信息技术在这一过程中，因它独特的作用承担着重要的角色，因此有必要在师范院校的信息技术课程中率先走出STEM教育之路。