中小学课题申报书：项目导向的STEAM课程统整模式的研究与实践

项目导向的STEAM课程统整模式的研究
与实践
学科分类：基础教育
课题类别：一般课题
关键词：项目学习，STEAM课程，统整模式
预期研究成果：研究报告
课题设计论证
1.1
一、问题的提出面对狂飙突进的科技创新浪潮和复杂多变的世界格局，致力于学生21世纪核心素养的培养，探索出一条具有中国特色的STEAM教育发展道路，是当前我国基础教育改革的核心要务。

尽管STEAM教育已经在部分大中型城市快速开展，且呈蓬勃发展之势，但是在STEAM教育本土化推进的过程中，我们仍然面临着诸多问题和挑战。

如缺少国家战略高度的顶层设计，STEAM教育多集中在大中型城市，学校层面缺乏本土特色的STEAM课程标准、课程资源、监测和评价体系、教师培养计划和配套资金支持等。

我国正处于STEAM教育改革的起步阶段，其全面开展需要长期布局，以及来自行政、学术和民间力量的共同推进，而这场变革的落脚点和突破点即在于发展STEAM课程。

目前中小学最广泛采用的课程模式是分科教学，然而要让学生为未来的职业发展做好准备，他们必须超越学科的界限进行思考。

因此，STEAM教育的课程设计应该使用“统整的（Integrated）
课程设计模式”，即将科学、技术、工程、艺术和数学等整合在一起，通过基于现实的项目，进行跨学科知识和技能的应用。

综合培养学生的科学素养与人文素养，促进学生的全面发展。

1.2 课题的界定项目学习：基于项目的学习（Project-based learning）是一种以建构主义学习理论为基础的学习模式。

该模式需要学生以学科的概念和原理为中心，借助多种资源进行调研、查阅文献、收集资料、分析数据，构建证据，得出结论。

在基于项目的学习过程中，首先要以现实生活中的真实问题为驱动，学生需要相互合作，通过运用跨学科的知识和技能来理解、分析、解决问题，并以丰富多彩的作品形式表现最终的成果。

项目导向的STEAM课程：项目导向的STEAM课程是以项目为核心，以工程设计为基石，借由工程设计的历程，融入科学、技术、艺术和数学（Science，Technology，Engineering，Art，Mathematics)各个领域的知识来解决真实世界中的实际问题。

课程中要求学生自主学习、团队协作，共同完成作品的制作。

统整：统整（Integrated）强调联结与融合，这种联结与融合是持续的、动态的和以学习者为中心的。

包括学科关系的统整、学科内容的统整、学生个人经验的统整、学校学习与校外活动的统整以及教育共同体的统整。

1.3 国内外研究现状述评 STEM最早由美国国家科学基金会于上世纪九十年代提出，是科学、技术、工程和数学首字母的缩写。

随着STEM运动的发展，2009年开始，A（艺术）这一要素受到越来越多的关注，并逐渐融入到STEM教育中。

形成了多元文化融合创新的理念，自此STEAM教育成为新兴的教育趋势，在全球范围内开展起来。

随着STEAM教育的不断推进，
其研究已从教育目标、课程教学、教育监测与评估和师资培训四个方面深入开展起来。

美国作为STEAM教育的发起者和倡导者，其研究最为深入也极具代表性。

目前只有美国针对不同的教育阶段，制定了具体的STEAM教育目标，并开发了STEAM课程系列，如项目引领方向和基于设计的工程课程等。

教学模式方面则提出了逆向设计模式、知情设计模式和协同设计模式等。

教育监测指标体系主要有：美国国家科学院2013年颁布的STEM教育监测指标体系，2012年爱荷华州STEM教育监测指标体系，2012年“变革方程组织”的STEM教育监测指标体系。

师资培训方面，美国开发了中学STEM 综合性教师培训模型（The Secondary STEM Integration teacher-training module），旨在培养STEAM 综合师资。

欧洲国家对STEM的关注始于上世纪90年代。

在英国，最初的重点是科学、工程和技术（SET），到2006年也转变为了STEM。

在德国，STEM 教育由于语言的关系被缩写为MINT教育。

其政府报告中多次提出在各个层面的教育系统中加强MINT教育。

亚太地区方面，韩国教育部于2011年推出了《搞活整合型人才教育（STEAM）项目》，提出要实施以数学和科学为中心、与工程技术相结合的STEAM 课程，培养现代社会所需的具备科学技术素养的人才。

2015 年12 月澳大利亚联邦及各州和地区教育部长在“教育委员会”会议上签署了《STEM 学校国家战略2016-2026》，通过采取国家行动，改进澳大利亚学校的科学、数学和信息技术教学与学习。

新加坡于2014年成立了STEM Incorporated，旨在推动中学生的STEM学习热情。

其2015年开展的“智慧国家”计划中指出STEM教育将是新加坡维持全球竞争力的关键。

早在2001年，STEM教育就进入了我国教育研究者的视野，然而在2012年后才
开始受到越来越多的关注，并逐渐演化为STEM+、STEAM教育。

2016年，教育部在《教育信息化“十三五”规划》中指出“有条件的地区要积极探索信息技术在跨学科学习（STEAM 教育）、创客教育等新的教育模式中的应用”。

2017年2月，教育部在《义务教育小学科学课程标准》中首次定义了中国版STEM，言明STEM应是一种项目学习和问题解决为导向的跨学科课程组织方式。

北京师范大学余胜泉教授归纳了STEM教育的九个核心特征，开发出了STEM 项目设计模型。

一线教师，吴俊杰、谢作如等基于我国基础教育的实际，提出了STEM、STEAM教育的实践路线。

尽管STEAM教育这个名词是舶来品，但它所包含的思想与我国探索的基础教育改革方向是一致的。

我国现今仍处于STEAM教育的起步阶段，要想更好的与国际教育接轨，应当在本国的基础上，吸取和借鉴他国经验，探索出一条具有中国特色的STEAM教育发展道路。

1.4 选题意义与研究价值
在全球化、信息化和知识经济的背景下，各国之间的竞争日益激烈，这种竞争归根到底是教育和人才的竞争。

为此，以经济发展为核心，以科技创新为动力，致力于培养拥有21世纪核心素养的公民，逐渐成为世界发展的主题。

作为STEM教育延伸与发展的STEAM教育正是培养学生这些“明日所需素养”的教育理念和实施路径。

为此，本课题立足于本土，兼具国际视野，以项目学习为导向，纵向衔接递进，横向连通拓展，进行跨学科、跨领域、跨学段的STEAM课程统整模式的研究与实践。

丰富拓展STEAM教育的研究视角和实施路径，为教师有效开展STEAM教学提供支持和参考，助力基础教育课程改革的深化与发展。

2.1 研究理论依据
本课题将以建构主义学习理论、学习进阶、大概念、核心素养理论以及课程设计的相关理论为依据进行研究和实践。

2.2 研究目标
高质量的STEAM教育是增强国家竞争力、培养创新人才的重要手段，课程是实现STEAM教育目标的重要途径，是开展STEAM教学活动的载体。

故而，本课题立基点于我国基础教育课程改革的实际，吸取和借鉴国际经验，以培养学生21世纪核心素养为目的，以项目学习为导向，纵向衔接递进，横向连通拓展，进行STEAM课程统整模式的构建，并设计出具体的课程案例。

为STEAM教育本土化的研究提供理论依据和实证支持，也为教师有效开展STEAM教学提供支架和参考。

2.3 研究内容1. 依据核心素养，制定STEAM 课程目标2016年发布的《中国学生发展核心素养》报告展示了中国教育对未来人才的新愿景，也明确了STEAM课程的价值取向。

本课题将以核心素养为主轴，制定与学生各学段身心发展水平密切结合的STEAM课程目标，为后续的研究工作提供“规划蓝图”。

2. 项目导向的STEAM课程统整模式的理论研究通过问卷调查和访谈，了解我国STEAM教育的发展现状，以及STEAM课程在基础教育阶段的实施效果和存在的问题。

基于现有STEAM课程开展的实际情况，构建项目导向的STEAM课程统整模式。

（1）纵向衔接递进的课程统整模式基于学习进阶理论，遵循各阶段学生认识水平和思维方式的发展，进行STEAM课程的统整。

小学阶段以活动、游戏的形式学习STEAM课程，让学生对STEAM有初步理解和认识，增强他们的学习兴趣。

初中阶段以解决真实的实际问题为出发点，结合探究学习和工程设计，进行项目活动的开展，并制作出相关的作品。

高中阶段相较于初中阶段，会更多的考虑学生的兴趣，并增加就业和生涯规划。

（2）横向连通拓展的课程统整模式横向统整分为三个层级，第一级别为学科关系的统整，即以某一学科为主，围绕学科大概念，融入其它学科的相关学习元素。

第二级别为学科内容的统整，以主题学习的形式打破学科边界，综合各学科、各领域的学习元素，以跨学科大概念为经纬线进行课程的统整。

第三级别以学生的兴趣和需求为中心决定学习内容。

重在学生个人经验的统整、校内和校外学习的统整，打通正式学习和非正式学习的界限，使得学习的场所不再局限于教室，也可以是社区、博物馆、科技馆和高新企业。

3. 项目导向的STEAM课程统整模式的实践研究依据构建的STEAM课程统整模式设计相应的课程案例，开展教学实践。

收集相关数据，并基于结构方程模型进行建模分析，揭示STEAM课程对学生学习态度和行为意向的影响。

2.4 假设研究1. 构建的STEAM课程统整模式，有助于推动STEAM教育在中国真正落地，有效提高中国学生的核心素养。

2. 依据统整模式开发的STEAM课程案例，能够为一线教师有效开展STEAM教学提供支持和参考。

2.5 创新之处1. 构建的STEAM课程统整模式纵向打通学段，横向融通各学科领域内容，形成具有系统性、连续性和完备性的课程结构。

2. 基于实证的研究，开展STEAM课程的实践。

通过结构方程模型的建模与分析，对STEAM课程进行效果论证。

3.1 研究思路本课题的研究思路流程如图1所示，首先依据中国学生核心素养发展框架，制定出STEAM课程目标。

然后基于课程目标，从纵向连续贯通，横向融合拓展，进行项目导向的STEAM课程统整模式的构建。

最后，通过教学实践，进行STEAM课程的效果论证，为中国特色STEAM教育的发展提供理论和实证支持。

（流程图见附件）3.2 研究方法1. 文献法：对国内外相关理论和实践研究进行收集、鉴别、整理和分析，把握关于21世纪核心素养和STEM （STEAM）教育的研究进展与趋势。

2. 比较分析法：从多方面、多维度、立体化的视角解析各国关于STEM（STEAM）教育的研究，深入分析它们的共性与差异。

3. 问卷调查法：设计问卷进行调查，了解我国STEAM教育发展和实施现状，以及当前所面临的挑战和存在的问题。

4. 访谈法：在问卷调查的基础上对教育管理者、一线教师、相关领域专家和学生进行深入访谈。

深入了解STEAM课程在基础教育阶段的实施效果和当前所遭遇的瓶颈问题。

5. 量化分析法：对收集的数据进行统计分析，并通过结构方程模型的建模与分析，对STEAM课程的实践效果进行论证。

3.3 实施步骤2018.06~2018.09 在全球范围内选取具有代表性的国家进行比较，明晰各国核心素养的共性与差异，了解STEM（STEAM）教育的发展现状和趋势。

2018.10~2018.12 设计问卷进行调查，开展深入访谈，明确我国STEAM教育的发展和实施现状，以及当前所面临的挑战和存在的问题。

2019.01~2019.05 在文献分析和调研的基础上，构建项目导向的STEAM课程统整模式。

2019.06~2020.03 开展STEAM教学实践，基于实证分析STEAM 课程的效果，修订和完善所构建的STEAM课程统整模式。

2020.04~2020.06 撰写结题报告，进行课题鉴定。

课题编号：5123。