《STEAM教育整体解决方案(小学科学版)》发布

日期:2018-04-23编辑作者:申博

  建构体现STEAM教育和科学学科的核心素养

  3月17日,由现代教学技术国家教育部门重点实验室、中国工信出版集团电子工业出版社、基础教育课程教材发展中心《基础教育课程》杂志社、北京亚卓教育科技有限公司协作举办的“第二届STEAM教育评价专家委员会暨小学科学课程数字教育资源开发研讨会”在成都召开。此次会议会聚了来自北京、上海、天津、重庆、四川、河北、浙江、江苏、陕西、山西、辽宁、山东、湖南、湖北、黑龙江等十几个省市自治区的STEAM教育评价专家、小学科学教研员;与会专家围绕“STEAM教育如何与小学科学课程接轨”“STEAM教育如何与综合实践活动课程有机结合”“如何在STEAM教育中进行思维的培养”等议题进行了广泛而深入的研讨。

  面对我国当下小学教育中很热门、也是很棘手的问题,专家们纷纷给出了自己的观点和见解,其中,在这次国内STEAM教育和科学教育的尖端学术研讨活动正式发布的《STEAM教育整体解决方案(小学科学版)》,成为本次会议上“重量级”的成果,也对热门问题和棘手问题给出了极具实践意义的答案。

  《STEAM教育整体解决方案(小学科学版)》发布

  会议现场

  让STEAM教育从“云端”到“课堂”

  《STEAM教育整体解决方案(小学科学版)》由现代教学技术教育部门重点实验室主任胡卫平教授担任总主编,中国工信出版集团电子工业出版社与亚卓教育联合开发与出版,是国内首个紧扣2017年《义务教育小学科学课程标准》,涵盖纸质丛书、科学实验活动、实验材料、数字教育资源库、互动平台、线下增值服务于一体的整体解决方案。

  近年来,国家相继出台《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见(征求意见稿)》《关于印发全民科学素质行动计划纲要实施方案(2016—2020年)的通知》等一系列相关政策,但纵观当下现状,我国的STEAM教育和科学教育水平仍处于起步阶段。

  “STEAM课程要组织实施,就必须与相关课程进行整合,才能保证时间、场地和师资等。”杭州经济技术开发区基础教育质量评价负责人李霞博士表示,由于我国实行分科课程组织形式,在国家课程中,小学科学课就范围而言,知识涵盖面广泛,是初中物理、化学、生物等许多课程的基础,就内容而言,涉及自然现象、生活常识,包括天文、地理、宇宙、技术与工程等,与STEAM课程中的“跨学科学习”特点一致。因此,“STEAM课程与小学科学课程应该是‘最佳拍档’”。

  然而,将STEAM教育与小学科学课程接轨,对很多一线学校来说,实际操作起来仍是困难重重。现代教学技术教育部门重点实验室主任、国家小学科学课程标准修订专家组副组长、《STEAM教育整体解决方案(小学科学版)》总主编胡卫平教授认为,师资、教具、课程资源的缺乏是重要原因。

  据调查,目前小学科学课程专任教师严重不足,大部分教师没有经历系统的理科学习,无法保证科学课程的有效实施,而对教师在教学模式、教学资源运用以及教师综合素质方面提出更高要求的STEAM教育的师资更是成为了稀缺资源。

  因此,目前全国各地学校STEAM教育在课程上依然难以形成体系,课程形式主要有两种,其一为海外课程的二次开发,其二为教师根据自己的理解自主研发,缺乏课程的连续性,缺少上层理念指导,课程多以碎片化形式出现。

  部分学校更是采取STEAM课程整体外包的方式或者直接将难题“抛”给校外培训机构。经过走访发现,这些方式虽然能解决小规模开课的问题,但却无法保证常态化、高质量教学效果,在很多地方,STEAM教育已然被定义为“精英教育”“小众教育”。

  那么,STEAM教育在学校就真的无法开展了吗?

  《STEAM教育整体解决方案(小学科学版)》给出了漂亮的答案。

  全国首创《STEAM教育整体解决方案(小学科学版)》

  作为国家教育部门重大攻关研究课题:拔尖创新人才成长规律与培养模式研究(11J2D040)成果;全国科普教育基地研发成果;现代教学技术教育部门重点实验室创新教育研究成果……这个戴着众多“光环”的《STEAM教育整体解决方案(小学科学版)》,从起点开始就决定着它的权威性与引领性。“中国基础教育的播火者”、北京师范大学教授、“中国学生发展核心素养”课题组负责人林崇德担任总顾问,国家小学科学课程标准修订专家组副组长、现代教学技术教育部门重点实验室主任、中国教育学会科学分会理事长胡卫平教授作为该项目《创意科学》丛书和数字教育资源的总主编,带领国内20多个省份的尖端STEAM及科学教育的专家和一线优秀科学教师,组成了华丽的“梦之队”负责整个项目的研发工作。

  中国工信出版集团电子工业出版社首席策划、STEAM教育评价专家委员会秘书长马利荣博士介绍《STEAM创意科学》系列丛书由中国工信出版集团电子工业出版社出版,紧扣《义务教育小学科学课程标准》,1—6年级共72册丛书,充分考虑小学不同学段学生心理发展特点,遵循学生螺旋形上升的学习认知特点,按照低、中、高3个学段设计进阶。

  288个实验活动,涵盖3000余种实验材料,可供学生一人一套或小组协作等方式开展,确保每周一个实验,让学生在“做中学、学中思”。

  288个课时的STEAM创意科学数字教育资源库、多平台数字教学中心、AR互动小游戏,更是其中的亮点,巧妙地利用教育信息化的手段,缓解了师资的压力。

  《STEAM教育整体解决方案(小学科学版)》发布

  数字资源库说课视频、实验微课、AR游戏、动画

  《STEAM教育整体解决方案(小学科学版)》发布

  丛书封面、数字教育资源库、实验材料

  辽宁省基础教研培训中心副主任、教育部门义务教育质量监测国家视导员、辽宁省小学科学教育专业委员会理事长刘天成认为,《STEAM教育整体解决方案(小学科学版)》,特别是数字教育资源库,为现行的STEAM教育和科学教育提供了很好的补充,极大地丰富了教学资源,而且提炼了可操作、可学习的思维型教学模式,同时配套资源包就“怎样研究科学”“怎样上好科学课”“怎样设计科学课内容”这些教师们所关注的重点内容,为他们提供了很好的范例和模板。这套教学资源难能可贵,它不仅包含了教材、学具,还有各种线上线下资源,是全方位的围绕科学教学做的整体设计,就内容来说是十分丰富的。它是用STEAM教育的方式来指导科学教育怎么做。

  据了解,为了帮助学校开课、教师授课,亚卓教育经过广泛的学校调研、一线教师走访、专家研讨论证,严格遵循STEAM教学规律,按照项目学习从“课前”“课中”“课后”三个阶段对数字教育资源库进行设计。

  “课前部分”资源包包含:说课视频、教学参考资料、教案、教师用书,让非专业背景的小学教师也能轻松备课;“课中部分”包含:导入微课、实验微课、课件、PC端数字教学中心、学生用书、实验材料,帮助教师利用信息化手段实现混合式教学,学生高效、生动地学习,快乐地做实验;“课后部分”包含:AR互动游戏、微练习、拓展活动、移动端数字教学中心,让学生回到家中通过一部手机便可以巩固课堂内容、参与在线讨论、上传实验作品、实现跨学科融合及实际生活中的应用迁移。教育部门教育教学评价专家、中国教育学会科学教育分会副理事长、山西省教育科学研究院基础教育质量监测中心主任、STEAM教育评价专家委员会委员尚秀芬认为,目前国内的STEAM课程还在起步阶段,可供STEAM教师们使用的专业、系统、实用的教材教辅工具十分稀缺,教师们也缺乏培训、提升的机会和平台。“STEAM教育还需要大力地宣传,让更多学校、老师理解它、落实它,并在实践中逐渐完善它。而《STEAM创意科学数字教育资源库》很好的一方面就是它可以依托于小学科学教师队伍,作为一种线上资源让学校现有的老师,甚至是不具备科学教育学科背景的教师,通过自主的学习、然后直接使用,而不一定需要线下培训。”

  而作为这套数字教育资源的研发方,国内领先的数字教育资源研发机构亚卓教育CEO李超教授认为,教育信息化就是要解决教育资源的不均衡,因此对于目前小学STEAM教育和科学教育的最大“难题”,就是要充分发挥教育信息化的优势,通过为教师提供教案、课件、说课视频、参考资料、实验微课等丰富的数字教育资源,极大地弥补现阶段小学STEAM科学师资的缺乏,提高科学教育的认知水平、实际教学水准。

  《STEAM教育整体解决方案(小学科学版)》发布

  数字教育资源库构成图

  李超介绍,2015年9月,教育部门发布了《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见(征求意见稿)》,提出了未来5年教育信息化的规划,其中明确提到要“探索STEAM教育、创客教育等新的教育模式”。

  到2016年4月28日,国家《关于印发全民科学素质行动计划纲要实施方案(2016—2020年)的通知》(国办发〔2016〕10号)明确强调:“推进义务教育阶段的科技教育。基于学生发展核心素养框架,完善中小学科学课程体系,研究提出中小学科学学科素养,更新中小学科技教育内容,加强对探究性学习的指导。修订小学科学课程标准实验教材。增强中学数学、物理、化学、生物等学科教学的横向配合。重视信息技术的普及应用,加快推进教育信息化,继续加大优质教育资源开发和应用力度。”

  胡卫平说,过去一段时间,在不少地方和学校,为了培养学生的实践动手能力,机器人制作、3D打印风靡一时。但大部分活动都是“结果”导向,学生根据教师提供的材料,按照指定的程序,做出了精美的作品,家长看来也很高兴。

  “但是学生真的掌握了机器人的原理了吗?下一次如果做机器狗、机器猫,学生还能完成吗?”胡卫平认为教育活动重在发展学生素养,而不是让他们去完成程序、产出什么产品。过去我们的教学活动多是“不动脑”的程序性活动,学生的学习过程简化了,无法培养学生的素养。“随着人工智能时代的到来,这种程序性的教学活动面临重大危机,培养操作员的教育是没有出路的。”

  胡卫平说,“跨学科学习”的STEAM教育一大特点,就是以发展学生素养为导向,学科边界模糊化,提供的是一种融合项目学习,让学生以一种新的姿态进入“基于思维的学习”过程。

  据了解,为了培养学生的综合素养,胡卫平教授领衔的团队为构建能体现STEAM能力的科学学科核心素养,提出了思维型教学理论。通过《STEAM教育整体解决方案(小学科学版)》提出了一套实施STEAM教育有效课堂教学策略:创设情境—提出问题—自主探究—合作交流—总结反思—应用迁移。

  四川师范大学附属小学科学课教师程巧,作为首批试用《STEAM教育整体解决方案(小学科学版)》的一线教师,在给自己教授的二年级学生上完一堂《叶子的样子》的课程后,兴奋地和我们分享了她的感受:“这套资源与传统教学方法很大的不同在于,它不会直接告诉学生答案,而是让他们基于观察、总结,然后提出问题、解决问题,让学生有系统地认知。”

  “如《叶子的样子》一课,会先让学生观察,通过形状、颜色、质地、叶脉分布等提炼归纳植物叶子的特征,继而推导为什么有这样的特征,什么样的植物有这样的特征。”程巧说,“一片叶子串联起多个领域,调动了学生多方面能力”,这样学生就不单单只了解了叶子,更了解了植物和它们所处的环境。与此同时,程巧的学生在上完这节课后也给出了非常积极的回应,课后孩子们主动地分享了各自观察的结果和实验活动后的感受。

  STEAM教育与小学综合实践活动课的有机结合

  2017年9月,教育部门发布的《关于印发<中小学综合实践活动课程指导纲要>的通知》明确了“课程目标以培养学生综合素质为导向”,同时强调“地方教育行政部门、教研机构和学校要开发优质网络资源,遴选相关影视作品等充实资源内容,为课程实施提供资源保障”。而在教育部门“中小学综合实践活动推荐主题”中“设计制作活动”作为四大主要综合实践活动方式之一,几乎都与STEAM教育和科学教育有关。

  因此,在“第二届STEAM教育评价专家委员会暨小学科学课程数字教育资源开发研讨会”上,多位专家都提出《STEAM教育整体解决方案(小学科学版)》可以作为STEAM教育与小学综合实践活动课的“桥梁”,利用其中丰富、生动的“数字教育资源库”作为课程实施的保障,将二者有机结合。

  黑龙江省科学教研员王伟晔认为,STEAM课程本身具有跨学科性、实践性,目前可以纳入中小学综合实践活动课程体系中,这样一方面能够丰富综合实践活动课的课程内容,另一方面可以保障STEAM教育能够在学校广泛推广。

  作为先行先试的样板学校,浙江丽水文元教育集团和县育英外国语实验学校率先引进该方案提供的各种资源,从小学二年级下学期的科学课程开始教学,结合教育部门去年颁布的《义务教育小学科学课程标准》,在教学实践中进行有的放矢的科学课教学改革。安徽省合肥市芙蓉小学、合肥一六八玫瑰园学校近期也引进了《STEAM教育整体解决方案(小学科学版)》,计划打造STEAM实验室,利用这个创新空间与综合实践活动课结合,丰富学校课程体系的同时,充分利用高科技手段,增强课程的吸引力、感染力和表现力,引导学生综合运用各学科知识,提出、分析和解决现实问题,提升综合素质,着力发展核心素养。四川省蒲江实验外国语小学探索将该课程体系与下午三点半后“课后延时服务”进行结合,在家长、学生、学校教师自愿的原则下,开展STEAM教育,不仅解决了孩子的托管问题,同时提高学生的科学素养和跨学科思维能力。

  为了让STEAM教育在小学真正“落地”,近期《“小学科学、STEAM教育课程教学改革试点学校建设”实施方案》正式发布:现代教学技术教育部门重点实验室主任胡卫平教授作为《STEAM创意科学》丛书、数字教育资源库的总主编,以现代教学技术教育部门重点实验室的名义建立思维型教学实验基地,开展相关的学术研究,负责《STEAM创意科学》使用中的专业指导,指导学校基于思维型教学理论推进科学教学改革。中国工信出版集团电子工业出版社、基础教育课程教材发展中心《基础教育课程》杂志社、教育管理信息中心《基础教育参考》编辑部、北京亚卓教育科技有限公司四家机构将主要承担丛书、数字教育资源库、教具、互动在线平台等的编辑、开发、出版、师资培训、试点学校建立、试点学校教师优先发表论文等具体工作的实施。

  该方案旨在通过三年建设,协助试点学校建立起常态化、长效化的小学科学、STEAM教育课程教学体系,构建全方位育人格局,促进学生全面发展。同时,通过培训、引领,全面提升试点学校校长、副校长、教师的STEAM教育教学水平,打造高水平小学科学、STEAM教育课程师资和管理队伍。通过深入开展STEAM教育线上线下相结合的科学课程教学探索和实验,逐步形成试点学校的办学特色,最终实现全面提升试点学校教育教学竞争力。

  目前,目前该方案已在江苏、山东、黑龙江、安徽、重庆、浙江、四川等省市自治区的上百所小学开展了试点工作。

  “通过‘试点学校’建设,我们将在全国树立STEAM教育标杆,探索出小学科学课程教学改革的有效途径和方法。而亚卓教育将和中国工信出版集团电子工业出版社以《STEAM教育整体解决方案(小学科学版)》这一创新研究成果为抓手,与全国各地的STEAM教育专家、一线教师们携手推进线上、线下的STEAM教育,为我国的STEAM教育、小学科学教育事业添砖加瓦。”李超教授说。

  专家点评

  正如联合国儿童基金会执行主任安东尼·雷克所说的“对儿童来说,最重要的是什么?正是他们的大脑。但我们并没有像关心儿童身体一样关心他们的大脑。”深度思考比勤奋更重要,教育实际上是在构建人的大脑。

  STEAM学习的本质是师生的思维活动,STEAM教学过程要引发学生积极思维,相信该方案能做到这一点。

  ——现代教学技术教育部门重点实验室主任、国家小学科学课程标准修订专家组副组长胡卫平教授

  我觉得这套课程的整个框架结构挺好的,包括整体思路也很好。教材及其他配套资源很丰富,整体上对于一线老师的帮助还是非常大的。

  ——中国教育学会科学教育分会理事、成都市教育学会科学专业会秘书长常利梅

  这是目前国内首个涵盖纸质丛书、实验材料、数字教育资源、互动平台,以及线下增值服务的STEAM教育整体解决方案。有很多创新性的东西,比如AR互动小游戏,将增强现实技术运用到STEAM教育和科学教育是非常新颖的。事实证明,学生也非常喜欢,因为可以进行互动,还可以形象地展现一些抽象的科学原理以及难以在课堂呈现的自然现象和危险实验。

  ——电子科技大学教授、网络课程开发知名专家、STEAM教育评价委员会委员伍忠杰

  目前天津市引进STEAM教育的学校还是比较多的,但是大部分都是每个学校自己进行,没有形成整体的氛围。STEAM教育是强调整体思维的教育,但目前真正做到重视思维的很少。

  《STEAM教育整体解决方案(小学科学版)》的资源内容相当好,而且形式很活泼,数字教育资源在设计上引导学生积极动脑去探究,培养学生综合解决问题的能力和创新思维。

  ——原中国教育学会小学科学教育分会副会长、天津市教研室科学教育教研员刘唐育

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