上海市实验学校东校在2020年底成为上海市级百所“项目化学习素养实验校”,发展迄今,已完成基于顶层设计“以真实问题为导向的中小学跨学科项目化学习的实践研究”区级重点课题的第一轮中小学跨学科项目化学习的课程与教学实践,初步取得中小学七大学科的相关成果。这些成果的取得离不开学校“生命、生活、生态”的“三生”课程理念,在此思想的引领下,学校注重科技创新教育教学,增强学生的探究与学习体验。
近年来,随着“核心素养”概念的提出,STEM教育、跨学科学习、综合实践活动、项目化学习等新型教育理念、内容、方式正逐渐被基础教育界熟知、认同。其中STEM教育理念具有很强的包容性,凸显了符合当前课程改革方向的诸多特征,比如:强调真实问题情境,强调运用跨学科的知识、方法解决问题、完成任务挑战,强调以项目化学习、探究式学习等基于学生主体参与的学习方式。学校在“生命、生活、生态”课程理念指导下,进一步加深对STEM理念的理解,构建了基于STEM教育理念的“三类多门”的跨学科课程体系,创新实验室这一跨学科学习空间则为学生的STEM实践提供了深度学习的场域和发展核心素养的机会。
基于STEM理念的跨学科课程体系
学校在“生命、生活、生态”课程理念指导下,进一步加深对STEM理念的理解,构建了基于STEM教育理念的“三类多门”的跨学科课程体系(如下)。本课程体系采用问题解决设计模式,旨在让学生通过课程学习提升学生问题解决能力、团队合作能力、表达交流能力等,培育学生的创新精神和实践能力,并探索学生创新能力个性化发展实践路径,进而凸显了学校课程与教学改革以学生为中心,持续促进学生成长的核心价值导向。

基于STEM理念的“三类多门”的跨学科课程体系
跨学科学习空间赋能STEM跨学科课程
学校积极探索基于STEM教育理念的“三类多门”的跨学科课程体系,完善了具有鲜明STEM特色的30多门跨学科课程。因为STEM跨学科课程中部分课程的特殊需要,学校专门打造了适应于教学的跨学科学习空间—创新实验室。目前,这一学习空间主要服务于STEM跨学科课程教学工作。
创新实验室构造:为学生的STEM实践提供深度学习的场域
创新实验室的平面布局采用圆形+长方形的设计,将空间分为三大教学功能区域:劳动技术中心、物联网实验室、科普走廊。劳动技术中心主要帮助学生进行工程、技术层面的学习和操作;借助物联网实验室,学生可以在项目进行时查找需要的信息或信息技术支持;科普走廊主要提供了一个良好的科普环境,供学生在情景中学习。创新实验室的学习环境旨在为STEM课程提供深度学习的场域和机会。
01 劳动技术中心
劳动技术中心包含有五个区域,分别为:讲授区、讨论区、制作区、作品展示区、储物区,为学生的科学、技术、工程和数学学习提供需要的工具和空间。
讲授区作为教师授课和学生产品展示场地,其主要的组成工具为电子屏、传统黑板。讨论区采用小组式的座位模式,5-6人/组,为学生的合作学习提供方便。
制作区主要由半圆弧形操作面构成,学生可借助墙上的工具在此进行作品的制作。储藏空间在制作区的下方,便于材料的拿取,其紧靠内侧墙体设计,又可以减少空间的浪费。作品展示区紧靠内侧墙体设计,不占用地面空间,展示作品的同时还能起到美化教学环境的作用。
02 物联网实验室
物联网实验室的空间呈长方型布局形态,整体布局自由,中间位置为信息查询区,教室左侧为作品展示区,教室右侧设有讲授区,左右两侧均设有课程器材储物区。讲授区作为教室授课场地,其主要的组成工具为教师电脑。信息查询区采用小组式的座位模式,5-6人/组,为学生的信息查询与合作学习提供技术支持。储藏空间紧靠内侧墙体设计,减少空间浪费,此处放置的主要是乐高等人工智能类器材。
03 科普走廊
科普走廊主要包含:科学家介绍区、荣誉墙区、创新作品展示区这三个区域,为学生的科学学习创设良好的学习环境。
科普走廊两侧为科学家介绍区,其中的科学家简介可以让学生在沉浸式的环境中认识科学家、感受科学精神。
荣誉墙区域展示了在科技创新比赛中获奖学生的照片和事迹,以激励在校学生进行创新学习。创新作品展示区在走廊两侧,其中放置有获奖作品的介绍展板,方便学生在科普走廊活动时阅览。
创新实验室功能:赋能STEM跨学科课程发展核心素养
联合国教科文组织的“五大支柱”核心素养框架、经济合作组织提出的DeSeCo核心素养框架、北京师范大学发布的《中国学生发展核心素养》等,这些核心素养框架大都强调学生批判性思维、沟通协作、创新创业、信息技术等能力的培养。相关研究表明,STEM跨学科课程能够在夯实科学、技术、工程和数学等多学科知识的基础上,提高学生以跨学科的知识、技能和方法来解决真实情景问题的综合能力,这与21世纪技能和核心素养教育的诉求不谋而合。
上实东校的创新实验室以物联网技术为环境内核,以STEM课程为实施载体,培养学生运用跨学科的知识、技能、方法来发现、定义、解决真实情境问题的能力,提升学生科学探究、工程设计、团队协作、公众表达等创新思维和实践能力,促进学生核心素养的形成。例如,学校乔丹璇老师开发的《设计水净化器》这一项目将STEM工程设计与项目化学习有效融合,七年级学生化身为工程专家,综合运用科学、数学、工程、设计等学科的知识、思维,在完成项目任务的过程中一步步深入探究水净化原理,制作水净化器,尝试解决污水处理的问题。本项目的亮点在于在完成任务的过程中让不同程度的学生均能有效参与其中,学生的问题解决、创造、系统推理分析等高阶认知能力得以发展,科技素养和工程素养也在任务完成过程中得到提升。
结合学校的“生命、生活、生态”的“三生”课程理念,以提升学生的核心素养为导向,学校基于STEM教育理念积极探索跨学科课程的设计与实施,打造致力于学生核心素养发展的跨学科综合学习空间,进而为学生的深度学习提供了良好的环境支持。
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