国际科创课程教学策略

从以上世界各发达国家的科创课程的发展历程和特色简介来看，STEM在各国都显现出强大的生命力，也从最初的基础学科教育，延伸到数学、科学、工程、艺术等多个学科的STEAM学习中，从基础教育、高中到大学本科教育，从政府层面的政策扶持到社会基金活动的支持，STEAM教育以无与伦比的欢迎程度被世界各国争相推广。尽管各国科创课程的具体内容有所差异，但是科创课程的开展形式却是大同小异的，其中最著名的如项目式学习（Project-Based Learning）、基于设计的学习（Design-Based Learning）、体验式学习（Experience-Based Learning）、探究式学习（Hands-on Inquiry Based Learning）等。学生通过各种学习策略来学会解决学科问题或现实问题，以激发学生联系科技与生活的能力，提高学习兴趣，锻炼与提升学生的科创综合素养。

1.项目式学习（Project-Based Learning）

项目式学习（PBL）是一种动态的学习方法，通过PBL学生们主动探索现实世界的问题和挑战，在这个过程中领会到更深刻的知识和技能。^[19]项目式学习在欧美发达国家科创课程中被中小学普遍采用，锻炼了中小学生的创造力、团队合作和领导力、动手能力、计划以及执行项目的能力。除此以外，对项目的选择也让中小学生更早和更深入地面对和解决现实生活中的问题。

项目式学习作为一种以学生为中心的教学方法，通常是在一个学习小组中进行，它提供一些关键素材构建一个环境，学生组建团队通过在此环境里解决一个开放式问题的经历来学习。需要注意的是，项目式学习过程并不关注在学生们通过一个既定的方法来解决这个问题。它更强调学生们在试图解决问题的过程中发展出来的技巧和能力，包括如何获取知识，如何计划项目以及控制项目的实施，如何加强小组沟通和合作。项目式学习过程最初是为了医学教学而发展出来的，以后被广泛传播，继而使用在其他各个学科的教学中。项目式学习这个过程赋予学习者应对未来挑战的能力。在科创教育实施过程中，教师通过给定合适的情境，让学生主动去发现问题，并利用相关的STEM知识去尝试解决问题。

2.基于设计的学习（Design-Based Learning）

基于设计的学习（DBL）是一种以设计为特征的探究性学习方法。^[20]美国的哈蒙德教授在她的《高效学习——我们所知道的理解性教学》提出了基于设计的学习，DBL强调“设计”对学习产生的作用。DBL要求学生参与设计型学习挑战，在挑战活动中学生通过理解和应用相关知识设计并制作相应作品，挑战的过程也是学生深入学习的过程，DBL比较适合发展主题知识和技术性知识。可见，DBL是一种高效的探究性学习方法，能够培养学生的高阶思维能力和创新能力，能够实现课程改革和素质教育的目标。

在国际科创教育实践中，DBL主要是针对传统教学所关注的知识的记忆及事实的理解实施。与传统的以基本事实为出发点的教学不同，它要求学生进行“逆向”推理，首先要明确学习主题，然后从课程中找到核心问题（即挑战设计任务）并围绕这一问题展开产品设计，之后制定详细的评价标准，教师作为指导者在此过程中给学生相应指导，整个过程中，学生的设计、判断、分析、综合应用等能力得到积极的培养。最后，根据学生、教师的总结与反思，结合实践结果，学生对设计作品进行再修改，整个过程是一个反复试验的过程。

3.体验式学习（Experience-Based Learning）

体验式学习（EBL）是直接认知、欣然接受、尊重和运用当下被教导的知识及能力的过程。^[21]在科创课程实施中，如美国、德国、英国等，会不定期组织学生参观国家宇航局等科研单位，让学生真实感受科技发展的前沿成果。并且在所有的参观活动中，学生都是主动地参与学习的过程，能够从体验中产生有意义、相关的洞见。体验式学习的主要特质是学习者对于正在发生的学习及过程是亲自察觉的，再投入于省思的体验中，并且将当下的学习与过去、现在和未来相联。对学生而言，学到了什么和如何学到的同样重要，参与者被视为是主动而不是被动的参与，并实地练习这些具教育性的课题与方法。体验式学习活动结束后，组织者会进行相关的问卷调查，以检验体验式学习的效果，一般调查学生的收获度、满意度、是否愿意再次参加等。(www.xing528.com)

4.探究式学习（Hands-on Inquiry Based Learning）

探究式学习（HIBL）又称为研究性学习，是指从学科领域或现实生活中选择和确立主题，在教学中创设类似的学术研究的情境，学生通过“动手做”和“做中学”主动地发现问题，进行实验、操作、调查、收集与处理信息、表达与交流等探索活动，从中获得知识，培养能力，发展情感与态度，特别是发展探索精神与创新能力。^[22]探究式学习是一种科学的学习过程，主要指的是学生在科学课中自己探索问题的学习方式。探究非常适合用于科创内容的教学，尤其是物理学、社会生活、地球空间科学、STEM的性质（例如关于科学探究的性质）。在美国国家科学教育标准中，探究有几种用法：

（1）科学探究　科学探究指的是科学家研究自然界，并根据研究中发现的证据提出解释的多样化的方式。

（2）基于探究的教学　对产生于学生经验的真实问题的探究是科学教学的核心策略。但是，以探究为本的教学是一种手段，不是目的，目的仍是掌握科学内容、科学方法和科研能力。

（3）以探究为本的学习　在美国国家科学教育标准中，探究也指学习过程。

探究式学习是一种积极的学习过程，即让学生自己思考怎么做甚至做什么，而不是让学生接受教师思考好的现成的结论。从美国国家科学教育标准中“探究”一词的用法可以看出，探究既是学习的过程又是学习的目的。

随着科创教育研究的深入，各国在科创教育推行中也出现了许多亟需解决的问题。浙江师范大学张燕君博士在《21世纪美国中小学生STEM素质低下问题及其对策》中指出，美国中小学生STEM教育存在的问题包括：为升入大学做准备的中小学生STEM素养不足，STEM教师素质不够高、不够稳定，学生和家长对STEM的重视程度不够高等。每个国家的STEM课程都植根于其本土课程特征，具有浓厚的传统烙印，是本土教育与政治、经济等各方面因素综合博弈的最终结果，并不能直接“拿来主义”不加修改就采用。