近年來，四川省成都市溫江區(qū)政通小學校積極探索STEM教育的校本化實踐之路，從STEM課程體系構(gòu)建、校內(nèi)環(huán)境空間建設(shè)、校外資源聯(lián)動整合等方面展開實踐研究，逐步構(gòu)建起課程、環(huán)境、資源“三位一體”的STEM教育新生態(tài)，走出一條STEM教育校本化實踐之路。

“融合”與“創(chuàng)新”：構(gòu)建面向全體學生的STEM教育校本課程體系

以STEM教育理念為基礎(chǔ)，以培養(yǎng)未來人才為目標，以“融合”與“創(chuàng)新”為指導思想，結(jié)合學校實際構(gòu)建面向全體學生的STEM教育校本課程體系，核心課程包括人工智能課程、STEM特長課程、STEM主題式課程。

（一）人工智能課程

學校借助國內(nèi)優(yōu)質(zhì)人工智能與機器人課程資源，按照“引進—整合—創(chuàng)新”思路進行校本化改造，構(gòu)建小學階段的人工智能進階課程。

低段課程主要學習工程、結(jié)構(gòu)及機械技術(shù)基礎(chǔ)。借助多元積木套件，結(jié)合校園生活情景，發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力搭建各種模型，在實踐操作中開啟STEM學習之旅。如《校園游樂場》項目，學生以校園游樂設(shè)施為原型搭建各種模型。搭滑梯時調(diào)試坡度找安全角度，用三角形結(jié)構(gòu)增穩(wěn)支架；裝秋千時探索懸掛方式，以交叉框架固定橫梁并測承重；造旋轉(zhuǎn)木馬時運用齒輪鏈條傳動，調(diào)整齒輪實現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速。操作過程中學生初識工程機械結(jié)構(gòu)知識。

中段課程注重傳感器元件的認知與應(yīng)用。通過圖形化編程實現(xiàn)功能配置，并融合工程、編程與數(shù)學等多門類知識，完成綜合性項目的設(shè)計。以《智能飲水提醒器》為例，針對學生課間常忘記喝水的情況，引導學生應(yīng)用工程與技術(shù)，用積木搭建一個裝有定時器模塊的飲水站，連接燈光和蜂鳴器，當?shù)竭_設(shè)定時間，裝置便會自動發(fā)出聲光提醒。

高段課程側(cè)重于圖像識別、語音識別和機器學習等基礎(chǔ)人工智能交互技術(shù)的學習。圍繞生活中的真實問題開展項目設(shè)計，并將工程搭建、編程開發(fā)、數(shù)據(jù)訓練與技術(shù)調(diào)試貫穿項目全過程。以《班級人臉識別簽到系統(tǒng)》為例，針對班級日常考勤耗時麻煩的問題，教師引導學生借助攝像頭、圖像識別軟件，運用數(shù)據(jù)思維合作開發(fā)一套基于圖像識別技術(shù)的自動簽到裝置。當學生進入教室時，系統(tǒng)攝像頭自動識別身份并記錄考勤，同時顯示歡迎信息并語音播報，讓日常管理變得高效而有趣。

低段人工智能課程每周1課時常態(tài)開展，中高段人工智能課程每學期4課時并與信息技術(shù)課融合實施。所有課程均配套專用教室、面向全體學生，由學校專任教師負責任教，保證課程有效落地。

（二）STEM特長課程

STEM特長課程主要為各年段科學、技術(shù)、工程和數(shù)學領(lǐng)域有潛力有特長的學生提供個性化的成長空間。學生自主報名，教師擇優(yōu)錄取，打破年齡界限，依據(jù)學生能力分初級、中級、高級班，開發(fā)配套課程。

初級課程重創(chuàng)意啟蒙。圍繞趣味手工、簡單機械與人工智能拼搭展開教學。學生通過“紙橋承重”“磁力探秘”等內(nèi)容，運用安全剪刀、積木等材料，在實踐中學習科學原理與測量方法。例如《巧手紙樂園》項目以幫助小動物過河為情境，引導學生通過折疊、卷曲等操作制作紙橋，并用硬幣測試不同形狀的承重差異，培養(yǎng)觀察與動手能力，初步建立結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的認知。

中級課程重技術(shù)融合。通過模塊化項目如“3D創(chuàng)新設(shè)計”“校園節(jié)水裝置”等開展教學。課程涵蓋基礎(chǔ)電路連接、傳感器應(yīng)用、簡單編程等內(nèi)容，強調(diào)使用技術(shù)工具采集數(shù)據(jù)并優(yōu)化作品。以《方程式飛機設(shè)計與飛行探索》為例，學生通過學習飛行原理與空氣動力學知識，設(shè)計制作固定翼飛機等模型，實現(xiàn)科學、技術(shù)、工程、數(shù)學知識的有機融合與初步應(yīng)用。

高級課程重綜合應(yīng)用與探索創(chuàng)新。課程內(nèi)容涵蓋物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、機械結(jié)構(gòu)設(shè)計等領(lǐng)域。學生學習圖形化編程、傳感器數(shù)據(jù)分析、3D建模與打印等進階技術(shù)，通過“智能家居系統(tǒng)設(shè)計”“環(huán)保機器人制作”等綜合性項目，培養(yǎng)系統(tǒng)思維與工程實踐能力。以《智能機器人精英營》為例，學生融合多學科知識，組裝、調(diào)試機器人并通過編程完成避障、尋跡、搬運等任務(wù)，在解決復雜問題的過程中展現(xiàn)STEM教育的核心價值。

學校依托STEM特長課程，建立起包含機器人戰(zhàn)隊、AI創(chuàng)新實驗室、3D設(shè)計與打印工坊、物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)小組等在內(nèi)的多支特長生隊伍，開展競賽導向的系統(tǒng)化梯隊培養(yǎng)。近年來，各特長生隊伍在多項權(quán)威賽事中屢獲佳績，形成“以項目為載體、以競賽促成長”的STEM特長生培養(yǎng)路徑。

（三）STEM主題式課程

學校以校園真實問題為切入點，以項目化學習、多學科融合、分學期實施的方式，面向3—6年級學生開設(shè)STEM主題式課程。三年級的主題包括“我為植物做名片”，引導學生了解校園內(nèi)的常見植物，運用智能技術(shù)制作語音解說植物名片；“我為小鳥安個家”引導學生了解校園鳥類生態(tài)，為校園內(nèi)的鳥制作并安置鳥巢。四年級的主題包括“我為校園添盞燈”，結(jié)合傳統(tǒng)文化與光電科學設(shè)計并制作一盞慶歲燈，為校園裝點元旦節(jié)日氛圍；“我為校園做模型”，結(jié)合校園平面圖，運用數(shù)學比例知識制作校園立體模型。五年級的主題有“我是校園紙藝師”，進行校園廢紙回收再利用，制作再生紙工藝品；“我是沙發(fā)保衛(wèi)者”，調(diào)查野貓生活習性，從多維度開展研究，如制作貓抓板，對沙發(fā)布料進行防抓撓測試，并制作橘味香皂，建立驅(qū)貓防線。六年級的主題有“我為錦鯉守平安”，探索捕食錦鯉的動物習性，從多維度進行保護，包括生物屏障實踐，稻草人制作、迭代與優(yōu)化，等。

“空間”與“氛圍”：營造動態(tài)STEM教育文化場

學校從“硬件空間搭建”到“文化氛圍營造”層層推進，讓校園學習環(huán)境從“靜態(tài)展示空間”變?yōu)椤皠討B(tài)課程載體”，解決STEM教育實踐場景不足、原理感知抽象的難題，營造出STEM教育的濃厚文化氛圍。

（一）科技體驗館

學校開放式科技體驗館有600余平方米，以一廳兩廊四梯為布局。館內(nèi)分列數(shù)十個科學互動式體驗裝置，涵蓋電、力、聲、光、機械、人工智能、STEM項目等領(lǐng)域內(nèi)容，適配不同年齡特點的學生。如適合低段學生的“AI互動機械手掌”裝置，學生通過自己的手掌做動作來控制機械手掌做同樣的動作，在玩中體會AI時代的趣味性，培養(yǎng)科學興趣。“二進制”體驗裝置面向中高段學生，通過操作設(shè)備學習數(shù)學領(lǐng)域中二進制的原理，為計算機學習打下基礎(chǔ)。高段學生體驗“水力發(fā)電”裝置，通過調(diào)節(jié)水流速度觀察發(fā)電量變化，分析水流速度與發(fā)電量的數(shù)學關(guān)系，學習機械能轉(zhuǎn)化為電能的科學原理，自主設(shè)計水力發(fā)電模型，培養(yǎng)工程設(shè)計思維與數(shù)學能力。

體驗館提供6臺互動式科學模擬實驗機，每臺內(nèi)置284個覆蓋小學3—6年級科學主流教材的模擬實驗，內(nèi)容包括自然科學類、數(shù)學類、工程技術(shù)類、信息技術(shù)類等。互動觸摸屏界面友好、形象生動，配有語音文字提示，學生可通過觸摸、拖拽等方式自主完成模擬實驗。如“簡單機械實驗”以杠桿平衡、滑輪省力特性為基礎(chǔ)，學生按照實驗步驟模擬搭建杠桿、滑輪組，通過拖拽改變力的作用點，發(fā)現(xiàn)力臂與力的關(guān)系規(guī)律，再使用杠桿撬動石塊，體現(xiàn)“技術(shù)工具解決實際問題”的STEM理念。科學模擬實驗機成為學生課余自主學習的重要平臺。

（二）科普文化長廊

科普文化長廊以中國在自然科學技術(shù)領(lǐng)域的杰出成就為主要內(nèi)容，培養(yǎng)學生愛國思想和勇于探索的科學精神。科普長廊將學習與實踐相結(jié)合，實現(xiàn)從參觀學習到實踐操作的連貫融合。

長廊按學段劃分主題。低段圍繞中國古代“四大發(fā)明”進行科普，了解四大發(fā)明對人類文明的重要貢獻，引導學生用輕質(zhì)黏土設(shè)計簡單的“活字印刷模擬裝置”并進行印刷體驗。中段圍繞“中國航天”進行科普，了解中國航天事業(yè)發(fā)展歷程，指導學生繪制天宮空間站模型圖，用PB管、PVC管等材料制作空間站模型。高段圍繞“通信工程”開展科普，了解人類通信方式演變史，認識中國北斗衛(wèi)星系統(tǒng)，了解衛(wèi)星通信、定位導航的基本工作原理，指導學生自主體驗手機導航系統(tǒng)，并用手機進行北斗衛(wèi)星信息收發(fā)操作，初步了解衛(wèi)星通信的原理。

（三）STEM作品展示區(qū)

學校設(shè)置師生STEM作品展示區(qū)。教師展示區(qū)擺放教師參加各類培訓、競賽制作的STEM作品，為學生作出良好示范。學生展示區(qū)擺放學生在各類STEM課程及假期STEM實踐活動中的作品，成為學校STEM教育成果展示的重要平臺，持續(xù)激發(fā)學生的創(chuàng)造活力。

“激活”與“聯(lián)動”：為豐富STEM教育資源注入活力

校外教育資源是學校STEM教育的重要支持。學校激活家長資源，聯(lián)動校外科技場館、周邊高校資源，以拓展教育師資、豐富實踐場景、提升教育品質(zhì)為導向，為豐富學校STEM教育資源注入活力。

（一）激活家長資源助力STEM教育師資

孩子STEM學習的家庭助手。學校常態(tài)化開展STEM活動，如新冠疫情期間設(shè)計自動消毒機、自動測溫儀；新中國成立70周年圍繞“中國航天”開展制作火箭、衛(wèi)星模型活動。這些制作活動需要家長的適度支持，家長就成為學生STEM學習的家庭助手。以學校每周一期的“政通娃、愛科學”科學小講堂為例，活動采用學生自主申報、家長協(xié)同支持、教師專業(yè)指導的模式開展。家長協(xié)助孩子進行資料搜集、文字打磨，指導孩子進行相關(guān)實驗或制作，協(xié)助孩子進行視頻錄制、剪輯等，最終由教師完善后形成每周一期的科普教育視頻。

學校STEM教育的校外導師。學校依據(jù)家長專業(yè)背景，建立STEM教育家長導師資源庫。家長導師中有航天工程師、汽車制造高級技工、機器人研發(fā)專家、醫(yī)藥科學家等。家長導師根據(jù)自身專業(yè)提供相應(yīng)的STEM課程，供學校選擇；學校根據(jù)實際需求，邀請相應(yīng)的家長導師走進學校，以開設(shè)講座、實踐指導等形式指導學生開展STEM學習。例如航天工程師家長導師帶來的“火箭制造”STEM主題課程，先給學生講解火箭類別及基礎(chǔ)知識，然后學生分組領(lǐng)取火箭模型組件，在家長導師指導下拆解模型結(jié)構(gòu)，明確“箭體支撐”“部件銜接”等工程原理，隨后逆向完成拼接組裝，同步記錄組裝步驟與關(guān)鍵節(jié)點，深化對火箭結(jié)構(gòu)與機械組裝的認識。

（二）聯(lián)動科技場館拓寬STEM教育實踐場域

學校聯(lián)合12家校外科普場館，如成都科幻館、四川STEAM科創(chuàng)教育科普基地等成為合作單位。合作場館根據(jù)自身優(yōu)勢與學校共建STEM研學課程，拓寬學校STEM教育實踐場域。如學校與成都科幻館合作共建的“航天主題”STEM研學實踐項目，展示航天系列模型和部分實物、模擬座艙等，配備專業(yè)解說，學生通過參觀、聆聽、實際體驗等活動豐富航天知識；同時設(shè)計“我的登月計劃”STEM課程，提供“太陽能飛機”和“月球車”的組件，學生在專業(yè)教師引導下動手自主完成模型制作并收藏，實現(xiàn)場館實踐與校內(nèi)STEM教育深度聯(lián)動。

（三）高校專家進校提升STEM教育品質(zhì)

依托周邊高校引入專家資源，擔任學校STEM教育指導專家。一方面開展教師培訓，專家用前瞻性眼光，從專業(yè)、方法等層面指導、培養(yǎng)學校STEM教育教師，提升教師STEM課程設(shè)計能力。另一方面，邀請專家進校開展學生講座，組織STEM教育活動，為學校STEM教育品質(zhì)提升提供有力支撐。

（黃金強 作者系四川省成都市溫江區(qū)政通小學校黨總支書記、校長）

《人民教育》2025年第19期，原標題為《課程·環(huán)境·資源：小學STEM教育校本化實踐》