初探 STEM 教育理念下海洋特色课程开发与实施
（日照市岚山区安东卫实验小学，山东日照 276800）
摘 要：为了新时代信息技术的快速发展，培养具有综合素质的创新型人才，有必要开发具有本土化的STEM课程。本文系统分析基于STEM教育理念海洋特色课程开发的必要性，设计具有本土化特色的STEM课程案例“制作贝壳风铃”，并将设计案例进行课堂教学实施，取得了良好的教学成果，本课程案例可供其他一线教师参考借鉴。
关键词：STEM教育；海洋特色；贝壳风铃；教学实施海洋特色课程是以“区域海洋特色”为基础，结合学校课程特点，开发的一类具有海洋特色的自主性课程。现代教育课程开发需要打破传统意义的分科教育越来越细的特点，开发一系列具有综合性，实践操作性，合作性的课程。基于此，本文主要基于STEM教育理念下，开发具有海洋特色的课程并且进行教学实施。STEM教育指的是将科学（Science）、技术（Technolog）、工程（Engineering）和数学（Mathematics)等多学科整合到一种教学范式中，把知识变成相互联系的统一整体的教育。STEM是一种教育理念，有别于传统的单学科，传统的分学科教育重书本知识的教育方式，而STEM是一种重实践的超学科教育概念。目前缺乏STEM与区域海洋特色结合进行研发课程的相关研究，仅有的是STEM课程理论研究或者是借鉴国外的STEM课程体系教学研究，所以研发基于STEM教育理念下海洋特色课程开发与教学实践研究是一项具有新颖性和创新性的研究。本研究拟采用国际广泛运用的STEM教育理念，结合民族区域海洋特色，研发出一套基于STEM教育理念下的区域海洋特色的课程。通过本项目的研究，一方面建立一套适合中国基础教育进行教学的具有海洋特色STEM课程体系；另一方面可以为教育者进行STEM教育提供理论和方法上的指导，培养适合未来新时代发展的创新型人才，提高国家人才储备战略能力，以期为国家培养具有创新型新时代人才作铺垫。
1 基于 STEM 教育理念海洋特色课程开发的必要性
STEM 是科学、技术、工程和数学4门学科的缩写，[1]但STEM在教育过程中并不是简单地将科学、技术、工程和数学知识叠加，而是将多学科自然的组合成一个整体，进而形成的一种多学科教育素养。
STEM教育理念其实是基于标准化考试的传统教育理念的转型，它代表一种现代的教育哲学，在教学实施中更注重学生的学习过程而不是学习结果。现代社会发展迅速，需要具有良好学科素养的青少年来继承国家未来科技的发展，因此，我们有必要开发具有区域民族特色的STEM课程。
由于我国海岸线漫长，很多的沿海城市存在，沿海城市有必要发展具有区域特色的海洋课程，一方面可以为本地区未来海洋人文发展培养优秀青少年，另一方面这些地区的青少年对于本区域的人文地理环境充满浓厚的兴趣，相比较其他内陆地区青少年更了解海洋区域特色。因此为了适用教育的变化满足未来海洋社会和生产力的需要，有必要研发基于STEM教育理念的海洋特色课程。本研究立足中国教育基本国情，根据教育现状以及国际对于当代创新型人才要求，系统、深入分析STEM系统对于基础教育教学的有效性，在此基础上构建以相关政策为先导、以提高青少年综合创新能力为目标的具有民族区域海洋特色的STEM课程体系。结合民族区域海洋特色，构建研发STEM课程体系并进行实证研究；最后，分析其在基础教育教学中的应用价值与改进措施。
2 制作“贝壳风铃”STEM 设计课例
本研究以STEM教育为基本理念进行指导，取海洋文化中的海产品贝壳与风力技术结合知识适用于STEM教育理念，设计出适用于基础教育小学中低年段的教学课例----制作“贝壳风铃”。
2.1 研究目标
采用国际广泛运用的STEM教育理念，结合民族区域海洋特色，以基础教育小学生为研究对象研发出一套基于STEM教育理念下的区域海洋特色的课程，本文以“贝壳风铃”为主线进行阐述，通过本课程学习，学生STEM综合能力得到提升，分析问题能力、动手操作能力、创新思维能力、评价反思能力等等均得以发展。
2.2 学情分析
本案例实施对象为小学一、二、三年级学生，他们对于海产品贝壳充满浓厚的兴趣，之前做过手工制作，但是动手能力没有达到很高的水平。没有做过类似于海产品的手工制作，但是制作简单地贝壳风铃对于他们来说会很感兴趣，同时存在一定的挑战性。因为贝壳风铃制作出来容易，想使得成品遇风力能发出声响却具有一定难度，这一年龄段的孩子初具备合作意识，但是需要教师指导合作方式与交流方式。
2.3 问题分析
本研究以“硕硕妹妹的风铃坏了，掉了很多的铃铛已经不能够发成风铃声音，请同学们帮忙运用我们平时经常吃剩的贝壳设计一款贝壳风铃。”为导入的问题情境，引出课程的目标制作“贝壳风铃”。同学们听到问题后充满了浓厚的兴趣，因为地处海边城市学校，所以他们对于贝壳这一海产品非常熟悉，使得学生的学习兴趣高涨。
2.4 个人以及团队设计产品
本研究分别采用个人自主设计和团队合作设计进行产品的预设计，体现了STEM教育理念的自主学习性与合作探究性。实践动手前设计图纸有利于学生动手操作时目标更加明确，改变了传统教育中教师一味灌输知识的教育方式，让学生开动脑筋大胆设计。
在小学阶段STEM课上，教材工具是必不可少的部分。教材工具与制作技术结合是课程的关键，例如“制作备课风铃”环节部分，学生可以准备贝壳、海螺壳、蛤蜊壳等带壳的海产品。让学生体验制作学具的过程，在选择贝壳时，注意选择材质光滑、提前打孔、漂亮完整的贝壳，不要使用带有毛刺、破损等贝壳。
2.5 制作“贝壳风铃”STEM课程实施
课程实施是将理念中的教学设计应用到实践的过程。在本课程案例基于STEM 教育理念下海洋特色课程中，首先进行的第一个课例是“制作贝壳风铃”教学过程中。在教学中，学生利用课前准备好的线开始连接贝壳，将贝壳连成一串串的，串好后绑在不同形式的架子上支撑。完成成品后教师带领孩子们进行风力测试，检测遇到风力时贝壳是否能够发出响动，如果能够发出响动那么证明实验成功，如果遇到风力不能发出声音或者发出微弱的声音，那么证明实验失败。
图3 制作美化过程
图4 风力实验实施过程
2.6 评价与反思
本案例主要采用基于STEM教育理念的海洋特色课程“制作贝壳风铃”，所以在进行评价时以学生是否完成作品为主要出发点。评价分为三个不同的环节：组内组间评价、教师评价、自我评价。其中组内、组间评价包括语言表达能力、动手能力、与人交流能力、合作能力等方面；教师评价角度主要从学生作品完成程度、是否符合风力学技术、作品美观程度等角度进行评价。自我评价方面，本案例关注学生对动手操作能力的评价，从学生的课堂表现、项目完成程度、是否独立完成等角度评价和反思。
3 结 语
STEM教育在现代中国教育中掀起了新的浪潮，海洋特色课程具有区域性，值得沿海城市学生去学习和传承，笔者将STEM教育与海洋特色课程知识相结合，以“制作贝壳风铃”课例作为STEM与海洋特色课程结合的初步尝试，基本完成了预期的研究工作，取得了良好的教学成果，可供其他一线教师参考借鉴。今后继续探索基于STEM教育理念的其他海洋特色课程，以期取得更深入的研究成果。
在研究中还存在一些不足。首先，STEM视野下的海洋特色课程教学设计仍处于初级阶段研究，缺少进一步实验证明和进一步修正。
其次，本研究目前只是采用了“制作贝壳风铃”进行初步探试展开教学，后期还需要开发更多的海洋特色课程，进行深入的探索和研究。
参考文献：
[1]Sanders，Mark.STEM, education,STEM maninal[J].The TechnologyTeacher,2009(4)：20-26.
课题项目：日照市教育科学“十三五”规划 2020 年度课题，立项编号：
2020ZD003。
