本文为市南京市十三五教育科学规划重点课题《STEM教育视野下高中生深度学习型课程的开发与应用研究》（编号：L/2020/161）研究成果之

我校STEM课程的构建，起源于创客教育，学校用四年时间完成了创客教学

到校本STEM课程的过渡。最初我们用校企合作的方式带动学校整体的创客教育，在不断积累教学资源、师资力量之后，学校构建本土化的stem课程，并行之教学。

一、创客教学必备资源的建设

1.教学环境的打造

2018年，校领导从国家教育政策出发，结合当下时代发展，进行多方实地考察、调研后，在市区层面拨款的赞助下，用半年时间完工了创客中心的选址及场所建立、硬件采购。创客中心由设计工坊和手工工坊组成，其中设计工坊主要硬件设备配有：桌面级3D打印机、激光雕刻机、金属微型安全六合一机床(青少年用先导机床)、智慧黑板。

手工工坊主要硬件设备配有：数台联想台式计算机、数台便携式计算机。

图1设计工坊

图2手工工坊

2.师资及课程资源的储备

硬件资源即将完工时，学校通过招标，确定了课程教学的校企合作方案。在随即而来的新学期，便在高一年级实施创客课程的教学，以每周0.5课时正式编排课表。同时，为了培养学校自己的师资，在创客授课课堂，校方的老师随堂听课学习，这样校企合作了三年，自2021年9月，学校终止校企教学合同，由校内老师承担创客教学工作。

二、“一主两翼”的科创教育理念

在课堂教学同时，为满足部分学生的需求，触生了创客社团和学生科创竞赛团队，由此，衍生了我校延续到今的“一主两翼”的科创教育理念。

1.“两翼”助力课堂教学

课程开展的第2学期，我们发现部分学生动手能力很强，非常喜欢建造物件，于是老师查找了一些适合学生的科创竞赛，第一次参加中英STEAM创新大赛江苏选拔赛，获得了3个省一，4个省二，1个省三的参赛成绩，这批学生的获奖在高一年级引起不小的反响。于是学校增添了创客社团和竞赛团队，其中创客社团主要丰富学生课余时间的活动，竞赛团队主要针对各类级别的科创赛事，学生需要呈现出完整的科创作品以竞逐奖项。就这样，“一主两翼”的科创教育理念诞生了。

面向高中一年级，开设stem普及课程；面向爱好于发明造物的全体高中生，成立科技活动社团；面向有志于竞争选拔的学生，组建竞赛团队。以“一主二辅”的方式（普及课程为主）并行，确保学校科创教育的实施面与有效性。

2.“一主两翼”成果初现

“一主两翼”科创教育的理念应用效果显著。多年来，培养数百名学生在市、省、国家级层面的创新活动中获奖。近3年以来，获奖作品50余件。其中市级一等奖以上17项，人数40余人。我校张皓天同学荣获第二十二届全国学生信息素养“创新之星”（国赛最高奖项）

三、基于创客教育构建校本stem课程

1. 创客教学的问题凸显

2.  学生的赛绩，带给他们荣誉的同时，也带给老师及学校的办学信心。随着教学实践的推进，问题也凸显出来：

第一，学生缺少对制造出的产品做深层次的整理归纳；

第二，我们的教学，更被认可的是获奖学生的受益，面对大众学生，我们的教育价值如何体现呢？

我们需要在造物之外还能够引导学生知识活用运用的意识，做到各学科知识的学以致用。

STEM教育进入视野。通过查阅资料，我们理顺了STEM与创客的特点、区别并找出其关联。通过案例分析，我们决定一个大胆的教学递进变革。第一学期，依然开展创客教学，学习三维建模和开源硬件，对原先的创客教学内容进行整合压缩，让学生熟练的基本操作技能。第二学期开始，我们就进行STEM教学。下面陈述一下我们STEM教学的实施。

3. STEM的教学资源-取之于民

先陈述一下我们认识的创客和STEM的一个重要不同。创客一定要有产品，这个产品是物化的，可触摸的。而不是电子作品的呈现。那么STEM教育的产物恰恰可以以电子作品形式出现。STEM教育允许最终呈现的不是产品，可以仅是一种解决问题思路和方案的体现。

之前的凸显问题，就能够通过实施STEM课程教学来解决。我们的常规课堂，学生通过解析他们自己或身边人制造的产品来了解产品的工作原理，所用到的学科知识，社会背景于与可行性分析，做好这些梳理，就能实现多学科的融合，通过分析，甚至可以对产品再次创新创造，或者又在此过程可以深入某学科领域的研究，以此来促进高中的学习，这就是我们认为可行的STEM 教育。

值得一提的是案例资源全部来自本校学生原生态的作品。这些案例资源就是我们几年来积累的学生课堂作品和参赛获奖产品。如此自产自销的本土化资产，非常有价值。而且操作实现性是可行的。

这里例举2个产品案例：《水质红绿灯》、《金陵芳洲》

3.案例简述

  《水质红绿灯》案例的工作原理是通过不同的光，在水中的折射程度不同，用光照传感器来感应光的强弱程度，用不同颜色的LED灯来表示不同的水质情况来反映水质的状况。

产品背景来自校园生活。校园喷泉的水里枯枝败叶遍布，灰尘杂质清晰可见，严重污染了安全卫生。

《水质红绿灯》涉及红绿灯的原理，光照传感器原理，“国家公共卫生与安全”社会背景。产品渗透又高中物理光学、信息技术学、政治学科、语文学科。运用来检测不同水质的透光程度，便可以制作出一个水质检测器的雏形了。

                 图3 图4 水质红绿灯进行水质检测

《金陵芳洲》案例的工作原理：结合生态工程和排水系统，引进

“海绵城市”的理念，整体城市实现海绵城市下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水释放并加以利用，实现雨水在城市中的自由迁移，解决类似三汊河江水倒灌的问题。

产品背景来源城市南京存在的江水倒灌问题。南京三汊河附近江边的路面7、8月份异常潮湿。尤其是渡江纪念馆广场边的江路，退汛期供游人观赏的台阶、平台已完全淹没，台阶上的厚重淤泥、湿滑的路面给交通安全带来了很大的隐患。

《金陵芳洲》模型分为地表和地下两个部分，地表上主要有：湿地公园，雨水小区，护城河等部分组成，地下主要由管道，蓄水池组成。

功能系统有雨水报警控制系统、智能泄涝系统、云平台远程检测遥控系统。

图5 “创新之星”获奖作品金陵芳洲

《金陵芳洲》涉及物理，化学，地理等多学科知识，这样的学科融合，提高了学生对所学的知识理解与掌握能力。

在STEM课堂有老师先呈现案例产品，然后发给学生案例制作过程的必要视频和部分源程序文件，随后学生分团队对该产品进行解析，按照《stem项目规划书》（学校研制）开展研究。

我们要求学生撰写项目规划书，对所分析的产品整个项目的设计缘由、设计思路、科学 原理、创新点、草图进行梳理。一份完整的研究报告就是学生的研究成果。本研究报告侧重具体学科知识点的描述理解、该产品的完善之处分析。

通过如此STEM课程的教学形式，更好将学生的成果得以最大效益化。同时，依然组织学生参赛，产品与思考的相互促进，达到良性循环。

四、课题引领 组建研究团队

2019年，学校组建STEM教学研究团队，同时申请南京市十三五教育科学规划重点课题《STEM教育视野下高中生深度学习型课程的开发与应用研究 》并成功立项为重点课题（编号：L/2020/161）

我们不仅在课堂教学，还要有课题研究的眼光，站在高于课堂的层面去思考，再回归课堂以实践，以课题研究优化了高中教师队伍，推进新时代教师的成长，加强教师的综合课程的创造应用能力。带动教师群体的专业发展，拓宽他们的教育研究视野，拓展教育理论，赋予教师专业发展新内涵。

同时期望可以提升高中生对学科知识的理解和问题解决能力的实效性。促进学生知识应用能力的同时，提高学业成绩。和谐STEM教育与学科教学的关系，使其共生共长，相互促进。

学校科创教育综合多学科知识，学校领导重视课程资源的建设和师资的打造。已初步建立有着各学科背景的科创教育教师团队。目前主要涉及物理、生物、数学、化学、地理、语文、信息技术学科。

五、践行反思

从创客教育场所建设到stem校本课程的自主构建，四年来学校对科创教育的持续探索，为学有余力的学生提供施展和提高才能的广阔空间。学校主要以赛事、科研、课程创建、学科生长等方面为科创教育的培养方向，也以此为学生高考冲击双一流大学，冲击顶尖名校“强基计划”做好充足准备。

我们在探索中，更加认同一些放之四海而皆准的道理：

1. 高中校非高考学科的教育教学成果需要竞赛的支撑，竞赛成果也是教学教育的重要动力源泉；

2. 青少年不缺乏创造与想象力，老师坚持做好引路人，学生也会报以丰硕成果。

3. 以团队形式的产品或作品，的确培养出学生合作力，对于从小到达以考试单打独斗的中学生，这个模式太真实有效了。

4. 外界师资力量可以辅助但不是主流 只有校内教师快速成长起来，学校创新教育才能真正落地。

参考文献：

１.陆文静．从优化创客空间入手_提升创新教育品质［J］．教育家，2020(38)．

2．魏小山．中小学创客教育的实施困境及突破路径［J］．教学与管理，2021(03)．

3．欧椅华．STEM教育与创客教育的融合路径探析［J］．文化创新比较研究，2021(05)．

4．陆钟兴,谢金贤．学科融合创客教育的生长点［J］．中国现代教育装备，2021(08)．

5.张永萍,陈清清．美国K-12 STEM教育对我国中小学创客教育的启示［J］．中小学电教，2021(04)．