2017年的《義務教育小學科學課程標準》及《義務教育科學課程標準（2022年版）》提出倡導跨學科學習方式，而將STEM教育與科學課程相結合正是貫徹這一理念的有效途徑。歷經四年多，基于STEM教育理念的小學科學課程整合區(qū)域實踐探索，通過頂層設計、機制建構，協(xié)調各方資源為區(qū)域學生綜合素養(yǎng)發(fā)展助力。

一、背景

（一）背景與緣由

《義務教育科學課程標準（2022年版）》將技術與工程領域納入課程內容，提出倡導跨學科學習方式，倡導教師開展STEM教育，要求教師在教學中突出強化教學實踐環(huán)節(jié)，加強實踐探究過程的指導，強調引導學生動手與動腦相結合，增強學生的問題意識，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實踐能力。圍繞區(qū)域發(fā)展定位，鹽田區(qū)政府出臺《鹽田區(qū)教育品質提升行動計劃（2017-2019年）》，促進跨學科課程整合和項目式、主題式學習，嘗試開展教師跨學科合作和跨學科任課實驗?；诖?，小學科學課程整合已成為區(qū)域教育改革和發(fā)展的內在需求。

（二）重點解決的問題

統(tǒng)攬國家教育發(fā)展大局，結合鹽田區(qū)小學科學教育現(xiàn)狀，圍繞教育品質提升、全面發(fā)展學生的綜合素養(yǎng)，我們重點解決了兩個問題：

1.如何在小學科學課堂中結合STEM教育全面提高學生的綜合素養(yǎng)？近年來，STEM教育理念在基礎教育中被廣泛應用。STEM教育是將原本分散的四門學科融合成一個新的整體，其中的數(shù)學教育發(fā)展已相對成熟，科學教育也在2017年發(fā)布課程標準后越來越受到重視，但工程教育與技術教育普及和發(fā)展相對滯后，尤其在小學階段。STEM教育與小學科學課程兩者都有趣味性、實踐性、綜合性等特點，依托國家教材和課程標準，如何對小學科學課程進行基于學科化的STEM教育整合，是我們要解決的核心問題。

2.如何構建STEM教育理念的科學課程整合實施模式？通過整體分析現(xiàn)階段各區(qū)域科學課程整合現(xiàn)狀，以國家課程為主體，利用項目化學習方式為載體，設計課程整合的教學組織方式，建立科學課程整合的應用案例庫，并開展教育實踐，是解決本問題的關鍵。

二、思路

（一）總體思路

基于技術工程和學習綜合實踐能力的重要性，結合STEM課程與小學科學課程開放性、實踐性的特點，培養(yǎng)學生的綜合應用能力。依托國家標準教材，以科學課作為課時載體，通過案例的開發(fā)與實踐探索，我們建立了基于STEM教育理念的小學科學單元整合案例的開發(fā)與設計流程及教學過程設計與實施路徑，促使學生主動探究，從而發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。

（二）解決問題的理論依據(jù)

以皮亞杰為代表的建構主義學派提倡以學生為中心，學生的學習具有能動性的特點，知識的獲得不是被動接受，而是學生在特定情境中，通過師生對話、小組協(xié)作等方式建構和生成的。STEM教育強調以跨學科融合的理念去探究實際生活中的問題，讓學生在教師的指導下去自主感知事物關系，從而建構知識和技能，促進學生的綜合素質發(fā)展。小學科學新課程標準倡導讓學生主動參與、積極體驗，經歷科學探究的過程，獲取科學知識，領悟科學思想，學會科學方法。由此，我們可以看出STEM教育與小學科學課程都有著建構主義的理論基礎，二者存在共性，將兩者融合是全面提高學生綜合素養(yǎng)的重要途徑之一。

（三）解決問題的過程

2018年，我們對五年級上冊《運動和力》單元進行整合，以解決實際問題為核心，選取學生熟悉的玩具車，致力于設計一款行駛距離更遠的車。整個探究過程運用了工程思維，同時結合過程性和終結性評價，引導學生發(fā)現(xiàn)并解決實際問題。此次單元整合的成功經驗為后續(xù)區(qū)域推廣打下了良好基礎。

教研結合。在積累了一定理論和教學實踐經驗后，2020年筆者以課程整合為研究方向申報了2個省級專項課題。在省級課題的引領下，帶動了區(qū)內教師積極參與，到目前為止，共成功申報1個市級課題，6個區(qū)級課題。

模式建構。基于三維視角（即學科、情境、生活）開發(fā)單元整合案例，針對性提供方法指引，搭建實施路徑，建立保障機制，并深化推廣。在專家的引領下，及時總結實踐經驗，形成可復制、易操作的模型，以點到面、逐步擴充，打造區(qū)域小學科學特色品牌。

（四）解決問題的方法

1.樹立理念。逐步樹立STEM教育與科學課程融合的理念，不斷提升師生踐行理念過程中的獲得感，認同理念的積極價值，促進理念落地。

2.課題引領。在課題引領下，不斷提升區(qū)域單元整合案例開發(fā)的深度和廣度，交流分享促進互學互鑒，多方協(xié)調打造區(qū)域整體聯(lián)動。

3.建立機制。以政策文件、師資培訓、評價導入為保障，通過課題組、教科院、學校等多方配合，將課程整合落實在課堂和實踐中。

三、成果

近年來，我區(qū)在STEM教育理念的單元整合方面取得了顯著成果。以鹽田區(qū)庚子革命首義中山紀念學校為例，該校通過教科版四年級上冊《聲音》單元的整合，實施了合奏《小星星變奏曲》，設計制作小樂器的教學活動，從而解讀了案例的開發(fā)與設計流程，以及實施路徑。

（一）單元整合案例的開發(fā)與設計流程

單元整合是將某一單元的教學內容進行整理、重新編排，圍繞一個核心驅動問題，以完成一個項目的形式，將散落在不同課時的具體知識與技能以最優(yōu)的方式綜合，使學生在解決真實問題中“水到渠成”地學習，獲取相應的知識技能，在經歷工程設計的過程中建立工程思維（圖1）。

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1.選擇合適的單元

所選單元應具備技術工程的可開發(fā)性和實踐性。因此，要進行單元整合，先要對教科書各大領域整體的編排特點、該單元的性質與地位以及學生目前的知識能力水平進行分析，研讀并梳理各課時內容之間的邏輯關系，評估該單元是否適合且有必要進行整合，而不是強行整合，違背單元整合的初衷。

2.梳理課程目標

課程目標是在整個案例中最重要、最核心的部分，清晰、準確的目標能有效指導后續(xù)活動的開展。在設置課程目標時，筆者有以下幾點建議：

（1）以科學學科為核心，多學科目標并行

課程目標設計應先圍繞《義務教育小學科學課程標準》對該單元的要求予以開展，重點體現(xiàn)以科學學科為核心的課程目標。同時，還要關注本課程涉及的其他學科、學習能力、操作能力等跨學科目標設計，尋找不同學科與科學學科之間的聯(lián)系，使學生通過課程學習后，能將不同學科的知識聯(lián)系起來，形成一個立體的、多學科的知識結構網，而不是提到聲音只能想到與科學相關的內容。

（2）聚焦培養(yǎng)關鍵能力，注重發(fā)展工程思維

《關于深化教育體制機制改革的意見》中指出，在培養(yǎng)學生基礎知識和基本技能的過程中，要強化學生關鍵能力的培養(yǎng)，而項目式學習就是一種培養(yǎng)關鍵能力的良好途徑。因此，在設置目標時，我們應把關鍵能力的培養(yǎng)加入課程目標中。

3.提出核心驅動問題

在選擇核心驅動問題時，先要了解問題的理論性和實踐性，評估該問題是否能使學生主動且有效地建構本單元的知識與技能，否則實踐（解決問題）將會與理論（學習單元知識與技能）相分離，使得教學效果大打折扣。另外，要把握好核心驅動問題的指向性和劣構性。核心驅動問題的表述要清晰地指向最終產品（作品）及附加要求，讓學生有方向地進行思考和設計，避免思維過于發(fā)散，導致效率低、產品偏離要求等問題的出現(xiàn)。

4.分解形成若干子問題

學會分解問題是計算思維的體現(xiàn)，是一種高效解決問題的方法。因此，教師可以“頭腦風暴”的形式，引導學生運用這樣的計算思維，抓住問題本質要求和關鍵進行拆分，將復雜的問題分解成一個個小但能被解決的子問題，列出子問題清單，并形成解決問題的步驟。但在單元整合案例開發(fā)與設計時，教師要先對問題進行分解，盡可能多地羅列出子問題，以備補充學生沒有思考到的問題。

5.建立相關活動

根據(jù)預設的子問題清單，建立相對應的學習活動，以探究過程形成執(zhí)行方案，使學生有依據(jù)、有順序地進行學習。在設計活動中，可能需要其他學科知識與技能的補充，教師應及時予以更新，以完善課程目標。最終，學生將通過解決子問題，習得該單元教學內容。

6.設置評價

設計評價主要由總結性評價與過程性評價相結合，在設置過程中，我們應注意以下幾點：

（1）評價主體多元化

基于STEM教育理念的單元整合課程開發(fā)涉及到多學科教師的共同合作。同時教學活動又是師生、生生的雙邊活動，因此在評價過程中，不僅要協(xié)同各學科教師進行評價，還要充分考慮學生的課程實施主體性，注重學生自評與互評的設置。

（2）圍繞目標促發(fā)展

應圍繞教學目標及活動設置有可觀察、有針對性的評價標準。同時，評價的目的是促進學生的發(fā)展，因此評價中應加入長期性、增值性的評價內容。

（3）評價方式多樣化

教師可以選擇多種評價方式相結合，將評價置于真實情境中，注重學習過程的評價，如使用評價量表、成長檔案袋等評價方式。

需要提醒的是，盡管樂器的完成情況是學生在整個單元整合學習的最終成果，但這個單元整合仍是基于小學科學學科為核心的整合，本質上還是一節(jié)科學課。因此，能否達成課標對本單元的科學概念目標也是教師需要關注的。不可否認，紙筆測試是檢測學生學習知識點的情況最便捷、最高效、最經濟的方式，因此可在總結性評價中可加入單元紙筆測試。

（二）單元整合教學過程設計與實施路徑

通過團隊的探索與實踐，我們以工程設計的一般過程為主線，將其融入教學過程，提出了單元整合的教學過程設計與實施路徑（圖2）。

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1.導入

導入環(huán)節(jié)主要由講授知識和布置任務、公布過程性評價和終結性評價量表組成。

2.設計方案與工程制作

設計方案與工程制作環(huán)節(jié)主要由收集資料、聚焦問題、完成設計方案、動手創(chuàng)作、實驗修正四個部分組成。成功的工程常常需要在設計與制作間多次循環(huán)迭代，因此，四個部分并不是單向的、順序性的，而是相互支撐、促進的閉環(huán)，直到得到最優(yōu)產品。

3.測試反思環(huán)節(jié)

本環(huán)節(jié)由成果展示、反思與建議組成。工程師良好的溝通能力可以讓團隊合作效率提高，讓客戶、用戶容易理解。同樣的，培養(yǎng)學生的溝通能力是關鍵能力中合作能力的集中體現(xiàn)。因此，在這兩個環(huán)節(jié)中教師要著重培養(yǎng)學生的表達與交流，同時也要引導學生傾聽他人建議、對他人的作品進行客觀評價。

四、成效

近年來鹽田區(qū)積極開展研究與實踐，努力打造區(qū)域優(yōu)質教育新樣態(tài)。項目式學習與STEM教育已成為鹽田教育新名片，鹽田教育已成為“魅力鹽田、活力鹽田”的重要風景線?？茖W學科是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神與科學素養(yǎng)的主陣地，我們以課程滋潤學生，以學習方式變革促進學生全面成長，在這個過程中取得了豐碩成果。

以培育學生創(chuàng)新素養(yǎng)，提供更多發(fā)展可能。近五年，鹽田學子在教育部白名單賽事中共獲國家級一等獎80多個，二等獎120多個，三等獎50多個。

以科研促教學，引領教師隊伍建設。項目組教師在五年多的實踐過程中，已成功申報省級課題2項：《基于STEM教育理念的小學科學課程整合實踐研究》與《基于STEM教育理念的小學科學課程整合區(qū)域實踐研究》，市級課題2項，區(qū)級課題9項，與華中師范大學出版社合作出版《基于STEM教育理念的小學科學課程整合實踐研究》1本，同時發(fā)表論文10余篇。

以課程建設，助推學校品牌塑造。依托項目組的案例成果，近五年鹽田區(qū)教師獲廣東省中小學項目式學習案例資源評審45人次。在此基礎上，鹽田區(qū)云海學校獲評深圳市海洋教育特色學校，鹽田區(qū)梅沙未來學校獲評深圳市自然教育特色學校。

以優(yōu)質課程資源，擴大區(qū)域影響力。隨著我區(qū)項目式學習與STEM教育在學生與家長心中得到了廣泛認可的同時，也引來了很多媒體的關注，其中在某媒體特別報道了《玩轉空中課堂，鹽田區(qū)以項目帶動學生自主學習》，著重介紹了我區(qū)項目式學習的開展經驗。

五、啟示

在實踐中，逐漸深化了對STEM教育理念的課程整合的認識。首先，帶有STEM理念的科學課程可以激發(fā)學生的學習興趣。它從學生感興趣的生活實際出發(fā)，讓學生在探索、解決問題的過程中自然學到東西，大大增強了學生的學習興趣。其次，這也是激發(fā)教師熱情的有效手段。它促使教師打破學科壁壘，以跨學科教學為基礎，重構新型的課程形態(tài)，極大地提升了教師教學的主動性和積極性。同時，也是改善家校、親子關系的有效途徑。無邊界的學習模式，面向未來的關鍵能力培養(yǎng)，讓許多家長意識到它的魅力與價值，并主動參與到學生的項目探究過程，極大地促進了家校溝通與合作。

（本文系廣東省小學科學教研基地（深圳）階段性研究成果；現(xiàn)代教學技術教育部重點實驗室基礎教育開放課題培育項目《創(chuàng)新思維導向下的小學科學課程整合實踐研究》階段性研究成果。）

作者單位 深圳市鹽田區(qū)教育科學研究院

責任編輯：張言