◎ 祝俊風(fēng) 戴歆紫 李 英

進(jìn)入新世紀(jì)，隨著“21世紀(jì)技能”“核心素養(yǎng)”等概念的普及和深化，以美國為首的眾多國家將STEM教育作為實(shí)現(xiàn)教育創(chuàng)新乃至實(shí)施國家戰(zhàn)略的重要抓手。大力推進(jìn)STEM教育，發(fā)展學(xué)生STEM素養(yǎng)，培養(yǎng)STEM人才成為很多國家教育改革的新動(dòng)向。當(dāng)前，STEM教育研究與實(shí)踐在我國亦是如火如荼，但STEM教育中國化進(jìn)程中面臨著學(xué)科分隔、大班額、師資緊缺、教育理念異化等現(xiàn)實(shí)困境，這為在中國情境中深入開展STEM教育提出了挑戰(zhàn)。上海市實(shí)驗(yàn)學(xué)校東校是上海市最早將STEM課程納入七年級(jí)學(xué)生必修課程的學(xué)校之一，迄今已完成了三年的階梯式探索。為了更好地優(yōu)化本校的STEM課程，為STEM教育的中國化提供校本實(shí)踐樣本，我們對(duì)該校三年間參與STEM課程的七年級(jí)學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查，試圖了解他們參與STEM課程的獲得感以及對(duì)STEM課程的期望。

一、調(diào)查方法

（一）問卷編制

本研究采用自編“STEM項(xiàng)目調(diào)研與素質(zhì)測(cè)評(píng)問卷”。該問卷分為兩部分，第一部分為項(xiàng)目調(diào)研，包含2個(gè)一級(jí)指標(biāo)、6個(gè)二級(jí)指標(biāo)和18個(gè)三級(jí)指標(biāo)，旨在調(diào)查初中生參與STEM課程的獲得感（對(duì)STEM課程價(jià)值、學(xué)習(xí)效果、學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)參與度、課程難度的理解和感知）及期望（對(duì)課程組織形式、教師角色及品質(zhì)、教學(xué)方式、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的期望）。第二部分為素質(zhì)測(cè)評(píng)，形式上借鑒PISA樣題，內(nèi)容包括分別側(cè)重于科學(xué)探究、工程設(shè)計(jì)、創(chuàng)意設(shè)計(jì)的3個(gè)半開放性大題，旨在評(píng)估初中生的STEM基本素質(zhì)，對(duì)應(yīng)學(xué)生的測(cè)評(píng)成績(jī)。

（二）調(diào)查對(duì)象

研究選取上海市實(shí)驗(yàn)學(xué)校東校2015—2018學(xué)年間參與STEM課程的三屆學(xué)生作為調(diào)查對(duì)象。三屆學(xué)生當(dāng)年均為七年級(jí)，分別對(duì)應(yīng)現(xiàn)行年級(jí)九、八、七年級(jí)。調(diào)查問卷通過“問卷星”在線發(fā)布，合計(jì)回收問卷448份，均為有效問卷。問卷的年級(jí)、男女比例如表1所示。

表 1 調(diào)查對(duì)象的基本數(shù)據(jù)

（三）分析工具

本研究綜合運(yùn)用了問卷星、Excel、SPSS作為分析工具。對(duì)應(yīng)分析主要用于揭示同一變量的各個(gè)類別以及不同變量的各個(gè)類別之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)應(yīng)分析圖中，若代表某個(gè)變量的兩個(gè)點(diǎn)在同一方位上距離較近，則表明兩者有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，若距離較遠(yuǎn)或不在同一個(gè)方位，則表明兩者關(guān)聯(lián)性較弱或無關(guān)聯(lián)系。［1］在本研究中，對(duì)應(yīng)分析用以分析學(xué)生的STEM的興趣、在STEM課堂中的參與度、STEM測(cè)評(píng)得分之間的關(guān)系。

二、結(jié)果與分析

（一）對(duì)STEM課程的獲得感

1. 關(guān)于STEM教育價(jià)值

75%以上的學(xué)生認(rèn)可STEM教育在“培養(yǎng)動(dòng)手實(shí)踐能力”“促進(jìn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力”“提升創(chuàng)意設(shè)計(jì)能力”“提升問題解決能力”“培養(yǎng)邏輯思維能力”“培養(yǎng)表達(dá)交流能力”等能力方面的價(jià)值。相比之下，認(rèn)為STEM教育的價(jià)值在于“學(xué)習(xí)系統(tǒng)的知識(shí)”的學(xué)生占比較低。這一定程度上反映了學(xué)生希望STEM項(xiàng)目能培養(yǎng)自己適應(yīng)未來生活的能力訴求。

2. 關(guān)于STEM學(xué)習(xí)效果

學(xué)生認(rèn)為STEM課程對(duì)自身影響較多的是“提升了自己的創(chuàng)造與創(chuàng)新能力（70.18%）”“能夠有創(chuàng)意地設(shè)計(jì)一個(gè)探究或工程方案（67.49%）”“能夠從現(xiàn)實(shí)生活中發(fā)現(xiàn)可研究的問題（64.80%）”“提升了交流與合作能力（63.45%）”。但學(xué)生對(duì)STEM課程提升批判性思維、運(yùn)用數(shù)學(xué)工具分析數(shù)據(jù)、理解STEM項(xiàng)目中的原理等指標(biāo)的感知度較低。

3. 關(guān)于STEM學(xué)習(xí)興趣、參與度與測(cè)評(píng)成績(jī)的關(guān)系

用矩陣量表的方式測(cè)量得到學(xué)生對(duì)于STEM課程的興趣平均分為4.43（滿分為5分，以下同），男、女生興趣平均分分別為4.48和4.20，說明男生相較于女生興趣略高；學(xué)生對(duì)于STEM課程的參與度平均分為4.36，男、女生參與度平均分分別為4.43和4.29，說明男生相較于女生的參與度略高。

對(duì)學(xué)生興趣與STEM測(cè)評(píng)成績(jī)進(jìn)行對(duì)應(yīng)分析，并探求學(xué)生興趣與參與度之間的關(guān)系時(shí)，發(fā)現(xiàn)：興趣高的學(xué)生成績(jī)普遍較高，對(duì)STEM課程興趣高的學(xué)生參與度也相對(duì)高，參與度高的學(xué)生STEM測(cè)評(píng)成績(jī)普遍較高，反之亦然。

4. 關(guān)于STEM課程難度

當(dāng)問及學(xué)生對(duì)完成STEM課程中的一些任務(wù)時(shí)，學(xué)生對(duì)“進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計(jì)”“收集證據(jù)并對(duì)其進(jìn)行分析和解釋”感知度較低，自評(píng)分分別為3.91和4.02；而對(duì)“在小組合作中與同伴積極交流合作”“自信、主動(dòng)地參與項(xiàng)目展示”得分較高，自評(píng)分分別為4.26和4.17。這反映了批判性思維和問題解決這類高級(jí)思維能力在STEM課程的設(shè)計(jì)和實(shí)施時(shí)可能缺乏足夠的關(guān)注。此外，學(xué)生對(duì)STEM課程難度的感知不存在性別差異，男生（4.10）和女生（4.08）評(píng)分結(jié)果大致相當(dāng)。

（二）對(duì)STEM課程組織形式的期望

1. 組織規(guī)模

調(diào)查顯示，50.67%的學(xué)生希望以小組化（1—3人）的形式開展STEM課程，希望以小班化（約20人）和大班化（約40人）開展STEM課程的分別占37.22%和12.11%。綜合來看，學(xué)生更偏好小規(guī)模的課程組織形式。

2. 課程類型

調(diào)查顯示，68.61%的學(xué)生建議將STEM作為選修課。28.25%的學(xué)生建議將STEM作為必修課，支持不開設(shè)STEM課程的僅占3.14%。分析不同性別、年級(jí)學(xué)生的數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論與此一致。選擇將STEM作為必修課的女生比男生少（見圖1），九年級(jí)（第一屆的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)班，平均學(xué)業(yè)水平相較于平行班較好）對(duì)“將STEM課程作為必修課”的支持率遠(yuǎn)高于其他年級(jí)（見圖2）。

圖1 不同性別的學(xué)生對(duì)STEM課程類型的期望

圖2 不同年級(jí)的學(xué)生對(duì)STEM課程類型的期望

3. 教師安排

調(diào)查顯示，50.90%的學(xué)生更希望一個(gè)班級(jí)在一學(xué)年內(nèi)由兩位教師任教，但選擇一個(gè)班級(jí)在一個(gè)學(xué)年內(nèi)由三位教師任教的學(xué)生比例最低（12.33%）（見圖3）。通過分析不同性別、不同年級(jí)的數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論一致。這可能反映了大多數(shù)學(xué)生的一種心態(tài)：既希望能接觸不同風(fēng)格的STEM教師，學(xué)習(xí)更多樣的STEM課程，又希望能與STEM教師保持一種相對(duì)穩(wěn)定和持續(xù)的關(guān)系，以期更深入地學(xué)習(xí)這樣的課程。

圖3 學(xué)生對(duì)STEM教師安排的期望

4. 項(xiàng)目周期

短周期項(xiàng)目能讓學(xué)生在相同的時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷更豐富多樣的STEM挑戰(zhàn)，長(zhǎng)周期項(xiàng)目能圍繞某一主題進(jìn)行持久、深入的探究。調(diào)查顯示，學(xué)生對(duì)于在整個(gè)學(xué)年有2個(gè)長(zhǎng)周期的項(xiàng)目、整個(gè)學(xué)年有6—8個(gè)短周期的項(xiàng)目、整個(gè)學(xué)年有1個(gè)長(zhǎng)周期項(xiàng)目加若干個(gè)短周期項(xiàng)目的支持率相近，分別為31.84%，32.06%，36.10%。相比之下，女生更喜歡整個(gè)學(xué)年都是短周期項(xiàng)目（37.38%）。

（三）對(duì)STEM教師的期望

1. 教師角色

60%以上的學(xué)生認(rèn)為教師是“解決問題的伙伴”“學(xué)習(xí)活動(dòng)的激勵(lì)者”，學(xué)生對(duì)教師作為“學(xué)習(xí)活動(dòng)的評(píng)價(jià)者”身份認(rèn)同度最低。從性別差異看，更多的男生認(rèn)為教師是“解決問題伙伴”“知識(shí)的傳授者”“學(xué)習(xí)活動(dòng)的組織者”，女生在認(rèn)為教師是“學(xué)習(xí)活動(dòng)的激勵(lì)者”“問題解決的教練”方面多于男生（見圖4）。七年級(jí)學(xué)生處于生理和心理發(fā)展的重要時(shí)期，男生面對(duì)開放性問題，可能需要教師更細(xì)致的組織和指導(dǎo)，而女生更在乎教師的激勵(lì)和針對(duì)性指導(dǎo)。

圖4 不同性別的學(xué)生對(duì)STEM教師角色的期望

2. 教師品質(zhì)

對(duì)于教師應(yīng)該具備的品質(zhì)，認(rèn)為STEM教師應(yīng)具有很好的親和力、熱愛學(xué)生的品質(zhì)的學(xué)生最多（82.74%），其次是教師能夠激發(fā)學(xué)生參與學(xué)習(xí)和組織教學(xué)活動(dòng)（81.17%）。除認(rèn)為教師應(yīng)該“帥氣、漂亮”認(rèn)同度較低以外，其他幾項(xiàng)的選擇率相差不大（見圖5）。

圖5 學(xué)生對(duì)STEM教師品質(zhì)的期望

（四）對(duì)STEM教學(xué)方式的期望

1. 教學(xué)過程

在STEM學(xué)習(xí)過程中，64.35%的學(xué)生特別希望教師能提供豐富的資源、材料支持學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，62.33%的學(xué)生希望老師能介紹一些解決問題的方法，61.66%的學(xué)生希望在他們?cè)O(shè)計(jì)、制作的過程中教師能給予指導(dǎo)。另外，學(xué)生還希望教師能把知識(shí)講得透徹、重視激發(fā)他們的參與度、公正地評(píng)價(jià)他們的表現(xiàn)、讓他們多做一些。可以看出，學(xué)生總體上需要教師在其學(xué)習(xí)過程給予各種支持，包括資源、方法、思路等方面。

2. 指導(dǎo)形式

在STEM學(xué)習(xí)過程中，絕大多數(shù)學(xué)生（89.46%）希望教師在小組合作中給一些提示讓他們自己反思，而不是直接告訴他們?cè)趺醋龌蛘吒静恢笇?dǎo)。這也說明學(xué)生需要自我思考的空間并且有自我探究的主觀能動(dòng)性。

3. 指導(dǎo)時(shí)機(jī)

當(dāng)所處的學(xué)習(xí)狀態(tài)不同時(shí)，學(xué)生對(duì)教師指導(dǎo)的期待不盡相同。在紀(jì)律混亂、偏離任務(wù)時(shí)，大多數(shù)學(xué)生（分別為63.84%、50.89%）認(rèn)為教師此時(shí)必須來指導(dǎo)；在進(jìn)度緩慢、陷入困境時(shí)，更多的學(xué)生（分別為51.12%、46.21%）認(rèn)為教師此時(shí)最好來指導(dǎo)；而在小組爭(zhēng)論不休時(shí)，認(rèn)為教師“可以來指導(dǎo)”比“最好來指導(dǎo)”的學(xué)生多，分別為40.63%和34.82%。

（五）對(duì)STEM學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的期望

1. 關(guān)于評(píng)價(jià)目的

46.41%的學(xué)生認(rèn)為在STEM課程中，教師對(duì)學(xué)生評(píng)價(jià)的目的在于“激勵(lì)學(xué)生更自信、更自主地開展學(xué)習(xí)活動(dòng)”，而選擇“確定學(xué)生目前學(xué)習(xí)水平，便于給出恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)等級(jí)”的學(xué)生僅有10.76%。

2. 關(guān)于評(píng)價(jià)方式

絕大多數(shù)學(xué)生（84.08%）希望采取同伴評(píng)價(jià)的方式，其次為教師評(píng)價(jià)（64.13%）、自我評(píng)價(jià)（60.99%）和專家評(píng)價(jià)（45.52%），期待家長(zhǎng)評(píng)價(jià)的比例最低（21.97%）。由此可見，對(duì)于七年級(jí)學(xué)生而言，同伴對(duì)他們有著非常重要的意義，他們較少地考慮把家長(zhǎng)作為STEM學(xué)習(xí)表現(xiàn)的評(píng)價(jià)主體。

3. 關(guān)于評(píng)價(jià)頻次

在STEM學(xué)習(xí)中，大多數(shù)學(xué)生（53.81%）希望教師在學(xué)習(xí)過程中對(duì)自己進(jìn)行診斷和反饋的次數(shù)為每節(jié)課1—2次。說明學(xué)生在STEM學(xué)習(xí)的過程中期望得到教師的評(píng)價(jià)，但也不意味著評(píng)價(jià)的次數(shù)過多。

三、 結(jié)論與啟示

（一）把握核心價(jià)值，不斷優(yōu)化STEM課程

STEM教育強(qiáng)調(diào)多學(xué)科交叉融合，其核心價(jià)值與“21世紀(jì)技能”中提到的4C（創(chuàng)造與創(chuàng)新能力、批判性思維與問題解決能力、溝通與交流能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力）核心能力密切相關(guān)，這決定了STEM教育理念在核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的當(dāng)前學(xué)校課程與教學(xué)改革中的重要性。在STEM教育中國化的進(jìn)程中，由于教師受傳統(tǒng)分科教學(xué)根深蒂固的影響以及對(duì)STEM教育理念的理解不夠透徹，STEM課堂常常被窄化成單純的動(dòng)手實(shí)踐、驗(yàn)證性科學(xué)實(shí)驗(yàn)課或是傳統(tǒng)勞動(dòng)技術(shù)課，與真正的STEM教育理念貌合神離，這讓STEM教育的價(jià)值大打折扣。我們要看到，認(rèn)為STEM課程對(duì)其運(yùn)用批判性思維等高階能力、使用工具解決問題的能力有所助益的學(xué)生比例還不高。這需要我們?cè)谙码A段的校本化實(shí)踐中引起重視，并對(duì)STEM課程設(shè)計(jì)和實(shí)施進(jìn)一步優(yōu)化。

（二）關(guān)注性別差異，照顧每位STEM學(xué)生

調(diào)查結(jié)果顯示，參與STEM課程的男生和女生對(duì)STEM課程的興趣、參與度、課程安排、教學(xué)方式的期望等方面存在諸多不同。結(jié)合STEM課堂觀察和教學(xué)經(jīng)歷，男生和女生在STEM課堂中確實(shí)會(huì)有不同的關(guān)注點(diǎn)，不同的學(xué)習(xí)需求以及不同的優(yōu)勢(shì)。盡管大班教學(xué)中，教師難以照顧到每一位學(xué)生，但可以在性別差異中多作關(guān)注，力求不同性別的學(xué)生都能在STEM課堂中得到盡可能大的發(fā)展。比如在分組時(shí)，可以適當(dāng)均衡男女比例；在設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，要滿足男女生的需求和特點(diǎn)；在評(píng)價(jià)時(shí)，盡可能兼顧不同性別的偏好。

（三）基于真實(shí)情景，提升學(xué)生STEM興趣

從調(diào)查結(jié)果來看，學(xué)生對(duì)于STEM課程的興趣、學(xué)生在STEM課堂中的參與度、學(xué)生在STEM測(cè)評(píng)中的得分，三者呈正相關(guān)。可見，激發(fā)學(xué)生參與STEM課程的興趣可以成為提升STEM學(xué)習(xí)效果的關(guān)鍵切入點(diǎn)。至于如何激發(fā)學(xué)生興趣，STEM教育本身或許已經(jīng)給出了答案。STEM教育中的問題或項(xiàng)目來自于并作用于真實(shí)情境，面對(duì)模糊的任務(wù)，明確的結(jié)果，學(xué)生被賦予真實(shí)的學(xué)習(xí)者、探索者身份，他們需要像科學(xué)家、工程師那樣工作。而真實(shí)情境下的未知、探索、挑戰(zhàn)正是興趣萌芽滋長(zhǎng)的最佳土壤。

（四）甄別走向激勵(lì)，變革STEM學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)

從調(diào)查結(jié)果來看，學(xué)生已經(jīng)充分意識(shí)到STEM課堂中的評(píng)價(jià)的目的是使其更自信、更自主地展開學(xué)習(xí)活動(dòng)而非甄別評(píng)級(jí)，這與我們?cè)谠u(píng)價(jià)理念上的更新并在實(shí)踐中積極探索有效的評(píng)價(jià)方式息息相關(guān)。STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)要求教師要對(duì)評(píng)價(jià)的意義有全新的認(rèn)識(shí)，教師要把注意力從終結(jié)性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)移到形成性評(píng)價(jià)中。同時(shí)，在終結(jié)性評(píng)價(jià)中，要警惕測(cè)驗(yàn)分?jǐn)?shù)或等級(jí)對(duì)學(xué)生的消極影響，并把這種影響降至最低。