义务教育科学课程标准（2022年版）最突出的变化之一就是更强调知行合一、学思结合，旨在让学生们既要像“科学家一样探究”，还要像“工程师一样实践”，这无疑对小学科学教学提出了更高的要求。而目前受到各国普遍重视的STEM（科学Science、技术Technology、工程Engineering、数学Mathematics）教育，它的核心就是需要学生将科学探究、工程设计、数学方法和信息技术有机统一，运用跨学科的知识和方法解决实际问题，从而提升自身的创新意识和实践能力。这与新一轮科学课程标准倡导的价值导向是一致的。
浙江省嘉兴市实验小学近些年来一直致力于开展STEM教育与科学课程深度融合的本土化实践，形成了以“普及+进阶+拓展”为路径的课程融合实践样态，促进不同层次的学生发展科学思维、培养科学实践能力。
普适型课程注重开放式和应用性
基于学科融合的普适型STEM课程面向全体学生，在各年级的科学课堂上由科学老师引领实施，一般需要两至三课时。学校对小学科学课程一至六年级教材中“技术与工程领域”的学习内容进行了系统规划设计，形成了如“我们的风力小车”“让玩具屋亮起来”“疯狂过山车”等20多个与STEM教育相融合的科学学习项目。
这些学习项目与科学学科核心概念相勾连，使之具有内在逻辑性和外在关联性，避免了课程实施的随意性和碎片化。与以往科学课围绕本节课核心科学概念，学习制作完成一个单项科学小制作所不同的是，这些STEM学习项目更强调学生在任务情境中运用已学知识，通过开发解决方案、检验设计合理性、权衡方案、讨论修正等过程发展工程设计能力。
这样的开放式、应用性的学习任务让学生在限定条件下从初始尝试，到通过编程应用建立科学理解，到优化设计，再到进一步检验，都充分渗透了工程设计的“迭代”过程，比较好地体现了科学与工程的双向联系。
进阶型课程注重真实情境下的问题解决
学校通过基于项目驱动的进阶型STEM课程的开发与实施，让学校学有余力的学生能够在面向真实世界的情境中，通过一个较为长期的具有创造性的工程设计与开发的STEM项目学习，提升科学探究能力和实际解决问题的能力。
这样的项目学习主要凸显以下特征：一是真实性，项目聚焦于与生活实践紧密联系的真实的科学问题；二是进阶性，更关注学生在项目学习中的实践操作能力、沟通能力、创新能力和协作能力等高阶能力培养；三是开放性，学习过程开放，需要在不断迭代中找寻最佳可能的解决方案；四是协作性，以项目驱动学生在学习过程中的协作与对话。
学校利用周五走班选修课程时间，成立STEM科创营，招募四至六年级的学生和科学、信息技术、数学、美术、语文等学科的教师，以学科教师协同指导学生们完成STEM项目。学校成立了校级STEM项目学习社团，如“世界机关王”STEM社团。团队围绕主题情境进行工程搭建，设计打造创意连环机关，并进行作品的现场展示与阐述。
学校建构了基于项目驱动的进阶型STEM课程学习流程，包括三个迭代循环：外部循环用于整个工程项目的学习过程，探究循环为方案的设计提供科学依据，测试循环用于优化产品和方案。三个循环之间相互促进，相辅相成，共同帮助学生完成项目学习。
延展型课程满足学生个性化需求
学校根据节假日实践性作业、春秋季研学、寒暑假研学等不同时段，设计与科学课程相融合的延展型STEM课程。这些学习项目具有以下特征：一是多空间广时段，空间更多维，时段上更延展，闲暇时间都可以开展；二是具有动态性灵活性，在实施对象、课程内容、实施形式、课时上都更加动态开放、灵活多样。
延展型STEM课程学习中，学生可根据自己的兴趣特长、能力水平和资源情况，在主题菜单中选择特定的STEM挑战任务，然后根据任务要求选择合适的学习伙伴组成项目小组。小组在回顾以往STEM学习项目所获得的经验的基础上，合作商讨、完成方案的制定，再进行设计、制作、测试、修改完善，并进行展示、质疑。这个过程中，学生为了寻找问题的解决方法，往往需要体验真实的工作节奏，借助开放的时间、空间来进行自主探究，从而不断培养解决问题的能力。
实践表明，通过STEM教育与科学课程的融合实践，聚焦真实问题，让学生在不同层次的STEM项目学习过程中习得“像科学家一样探究，像工程师一样实践”的思维路径与方法，也有效培养了学生自主学习探究、勇于创新思辨、敢于质疑反思、善于解决问题、乐于合作沟通、交流展示等方面的能力。
（作者系浙江省嘉兴市实验小学党委书记、校长）
《中国教育报》2022年11月23日第5版
作者：张晓萍
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