STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineer）和数学（Mathematics）英语首字母的缩写。 STEM教育就是让学生面对真实情境中的问题，将科学探究、工程设计、数学方法和技术制作有机统一，运用跨学科的知识和方法来解决实际问题，学生通过做中学，学会应用跨学科的知识和方法，提升学生的创新意识和创新能力的一种教育理念、教育方式和教育形态。传统的教育内容及其资源开发大多是以指向单一学科知识体系的分科课程为主。作为跨学科综合教育形态的STEM教育，以何种形式的教育资源为依托和载体、通过什么途径来建构资源，直接决定了STEM教育这一教育理念能否转化教育现实，这使得校内外教育资源的开发利用成为STEM教育亟待解决的问题。

一、STEM教育资源开发利用的现状及问题

（一）重设备设施等硬件建设，轻教育资源开发

目前的STEN教育有过于注重硬件建设的倾向，学校普遍缺乏STEM教育资源开发的意识和能力，未能因地制宜、就地取材进行校内外教育资源的开发利用。STEM教育的本质是以培养学生的技术素养、工程素养、科学素养、创新精神和实践能力为目标，最终落实培养在某个领域具有创新创造能力的人上。STEM教育的开展需要建设“学习空间”以及配置基本的设备、设施和材料。但现实中有些学校的“学习空间”以配置豪华设备设施为主，STEM活动变成以3D打印、机器人为主的堆料运动。且这些豪华的设备设施大多数时间锁起来，仅仅在特定的、有限的时间向少数学生开放。这使得农村学校、薄弱学校或家庭经济条件欠缺的孩子，不能负担得起STEM教育，遑论参与项目的设计制作、发明创造。

（二）资源建设碎片化，没有进行系列化开发利用

我国素来有重视理工科教学内容的传统，但却存在科学知识分科化甚至以“试题为本”的碎片化，学习方式多为静态的、接受的学习，导致学生的直接经验和间接经验、书本世界和生活世界隔绝。这种倾向体现在STEM教育资源开发中，就是目前开发项目孤立学科化、资源形式文本化、实施方式讲授化等问题。特别是由于企业、商业机构的介入，一定程度上使得学校STEM教育成为商家眼中的产业和市场，所谓构建产、学、研融合的新教育生态变成了企业向学校售卖他们开发的课程产品的市场，而少见基于教师的资源、学生的需求、真实的场景和问题的STEM教育资源校本化系列开发。

二、STEM教育资源开发利用的原则

STEM教育综合程度高、实践领域广、活动生成强、学习效果物化等特点决定了它不能完全按照传统学科严密的知识结构和逻辑体系来进行静止的、孤立、文本的资源开发，而是要遵循以下原则。

（一）立德树人，培养学生的STEM素养

以立德树人为宗旨，基于现实情境的“真问题”、进行项目的跨学科设计以及强调创意物化是在STEM教育资源开发的关键所在，使学生通过项目学习，获得亲身参与STEM的体验，培养STEM素养。所谓STEM素养，是指学生能够在真实的生活情况中发现问题和提出问题，应用科学知识和原理、数学模型建构及数据分析、工具和材料的综合选择应用、工程技术及其设计制作来解决问题，在解决问题的过程中沟通协作、批判思考、物化表达和交流分享，并在此过程增强探究精神和动手实践能力，学习科学研究的基本方法，掌握常见工具的使用和材料的选取，学会创意化作品的设计与制作，使学生养成正确的价值体认、积极的责任担当，形成有效的问题解决、个性化创意物化的意识和能力。

（二）在活动中进行跨学科知识的综合运用知识和迁移拓展

STEM教育不是对科学、技术、工程、数学等学科知识的简单叠加，而是通过预设真实情景中的复杂问题，将问题进行项目化设计，在活动中学生了解现实生活中科学、技术、工程、数学是怎样融合在一起。所以资源的开发应该以从学生的真实生活情境出发，从生活情境中发现问题，转化为活动主题，通过考察、探究、建模、设计、制作、调测、优化等方式，使学生掌握开展STEM活动的理性认知和有效方法，并能将理性的认识、科学的方法、技术设计和工程思维向学科学习迁移和拓展。

（三）灵活开放，构建更适合学生学和教师教的教育资源

根据STEM教育性质和基本理念，其资源开发应定位为活动型、生成型，突出真实的问题解决情境和问题设计的开放性。遵循学生的认知规律、学习特点，使学生在实践中学、在活动中学，使教育资源的内容和学生的生活、学习密切相关，使资源呈现方式和学生学习活动的开展具有高度的一致性，使教育资源本身成为学生开展STEM活动的资源包、活动指南、自学材料，从而帮助学生养成自主合作探究的学习方式。另外，考虑到STEM教育的特点以及目前缺乏专业、专职教师的现实，资源开发应将活动项目设计与教师的教学设计融合起来，便于教师开展STEM教育，增进教师的课程设计开发实施能力。

三、校内外STEM教育资源的开发利用的策略

（一）遵循活动逻辑进行跨学科综合的系列化开发

针对不同学段学生身心发展的特点，按照由真实情境到问题提出、从问题分析到问题解决、由创意设计到创造物化的活动逻辑，整合贯通科学、技术、工程、数学等四大领域，使活动过程始终围绕着解决生产/生活中的难题展开，将科学和工程技术问题有效的结合在一起，学生在活动中把学习到的零碎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。

（二）立足现实情况，进行现有学科STEM化开发

在学校教育内容仍然是单一的分科课程为主的情况下，基于现有学科、融合课内外教育，是目前STEM教育开发利用的有效途径，具体有以下三种情况。

一是与基于科学课程的STEM教育资源开发——基于科学情境，结合技术与工程活动；从现在科学课程的课堂教学切入，强调跨学科的STEM化的体验和探究，将科学知识学习和考察探究、设计制作、创意创造等融合起来，激发学生对科学问题探究的兴趣，运用技术和工具的创新使用、数学的模型建构和数据分析、成果的物化表达与交流评价来开展STEM教育。如讲解初中生物《昆虫》这一知识，可以通过思维导图，发散昆虫的形态、结构、功能，让学生了解探究生活中的仿生应用，进而尝试开展生活中的仿生设计和制作。

二是基于综合实践和通用技术课程的STEM 教育资源开发——基于工业情境，融合科学问题与工程技术。尤其是2017年教育部颁布的《中小学综合实践活动课程指导纲要》中明确了“创意物化”是综合实践活动课程目标之一，并提出“设计制作”是该课程的主要活动方式和关键要素，并在附录中推荐了大量具有STEM教育性质的活动主题。所以基于综合实践活动的STEM教育资源开发具有较强的操作性。通过设计调查、考察、参观、访问、实验、探究、设计、制作等活动方式，实现综合实践活动和STEM教育的高度整合。如环境保护系列下的主题活动，从搜集环境问题的资料入手，使学生初步了解人类面临的环境污染问题，然后设计实验，引导学生深刻感受环境污染给人类生活带来的危害，提出解决环境问题的策略，开展有关环境治理的技术实践，利用工程技术、人工智能等进行环保装置的改进和发明创造。

三是基于科技活动的STEM教育资源开发——基于生活情境，巧妙结合科学、技术和工程问题。如自封袋是学生生活中常见的用品，通过不同的连接方式，使两个部分牢固的锁在一起，起到密封的作用。这其中包括有材料的特征和特性、连接的方式和方法，受力的控制等科学原理和工程技术。学生通过观察和研究常见的各种自封袋，了解力可以通过多种方式进行传递，可以用一些装置控制力，以实现自由的打开和闭合；了解这样的装置中有的部分需要能移动和旋转、有的部分必须牢牢地固定住；理解在设计结构时要考虑其用途和条件的限制，要考虑材质的选择和链接的方法。在这个项目中，解决袋子自由打开和紧密闭合这个实际问题成为一个贯穿始终的线索，将科学学习、设计、和技术运用结合起来。在我们的科技活动和各类科技竞赛活动中，有大量的实例和问题可以开展这类形式的STEM教育。

（三）与信息技术进行深度融合开发

将STEM资源开发与信息技术深度融合，不仅将信息技术的运用贯穿在STEM学习活动的各环节、全过程，而且在资源建构形式上，通过建设配套光盘、创建APP、构建资源平台等方式，形成基于现代信息技术的立体的、多样的、动态的、更加生动的STEM资源体系。

参考文献

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[4]闫寒冰,郑东芳,李笑樱.设计思维——STEM教育不可或缺的使能方法论[J].电化教育研究,2017（6）：36-48.

（文章选摘自中国科普教育论文集（2018年）·融合篇，作者系黄志红。）