把“STEM+”理念融入全课程

材料、性能和制作工艺。他们对此产生了浓厚的兴趣。

教师在课堂教学中引人芯片实验室制作，带领学生利用网上购买的Sylgard184型PDMS预聚体及固化剂套装、可打印的聚苯乙烯热缩片以及计算机绘图软件、激光打印机、真空干燥剂、烘箱、剪刀、手术刀、双面胶等工具，自制芯片实验室。

整个过程中，学生经历了利用绘图软件设计芯片实验室通道图、激光打印、烘箱烘烤制出阳模、PDMS预聚物与固化剂的调和制备、芯片成型、产品介绍和演示等系列环节，化学学科知识、材料科学、工程设计、微流控技术、计算机绘图等综合应用其中。置身于前沿科学环境中，既激发了学生对科学的浓厚兴趣，扩展了视野，在综合复杂的情境中，也实现了学科知识、能力、素养的融合。

跨学科的项目性学习是“STEM+”课程最常使用的方式。基于学科融合，我们设计多个研究性项目如秦淮河治理、PM2.5治理等大量与生活实践紧密结合的项目，供学生根据兴趣和能力素养特征自行选择。通过广泛征集项目解决方案，促进学生创新素养的发展，实现跨学科、跨领域融合。

首先是科学与技术的融合。我们开设《数字化化学实验》《灵敏的触角——生物传感器》等课程。其中，《数字化化学实验》让学生了解数字化传感器的工作原理，利用数字化传感器设计化学实验，对教材中传统的实验改进与拓展，探究生产生活中有趣的化学问题。

比如，高一年级学生利用温度传感器测定发现了酒精灯并不是外焰温度最高的，从而对初中课本上的“结论”提出质疑，认识到“实验探究比理论分析更可靠”。利用氧气浓度传感器，学生发现人在密闭空间里缺氧窒息时，氧气并没有像想象中耗尽（约占空气体积10%），从而诞生了“过量的燃料燃烧能把氧气耗尽吗，还会剩余多少氧气”“不同燃料燃烧消耗氧气是否存在很大差异”等一系列探究问题。科学与技术的融合拓宽了学生实验设计的思路，大大提升了学生的探究意识和批判性思维能力。

其次是技术与艺术的融合。学校专门开设了《通用技术与创新制作课程》《软件设计与立体雕刻》《软件设计与三维模型打印》等课程。其中《通用技术与创新制作课程》涉及电钻、手摇钻、锯床、钻床、切割机等基本加工工具和激光雕刻机、3D打印机等先进设备的学习和使用。作品的加工制作过程，便是学生空间设计、计算机制图、设备操作能力的提升过程。我校学生利用3D打印机与激光雕刻机设计、制作出一台可供使用的3D打印机，他们设计、制作的仿生机器人和无动力小车频频在国际国内比赛中获得大奖。

再次是科学与人文的融合。历史上的科学大师几乎都是“文理并蓄”的，因为只有融会贯通，才可能产生顿悟。

目前，国内外越来越多的自然科学竞赛最后均要求以陈述及辩论的形式呈现观点，甚至是英文的陈述和辩论，这反映的正是文理融合的趋势。我们专门开设了《青年物理学家辩论》课程，带领学生用实验探究物理问题，培养学生的动手实验能力、观察分析能力，提高综合分析问题、解决问题的能力。这门课程中，学生还会学习辩论技巧，参加世界青年物理学家对抗赛，这些经历不仅提升了专业素养，还培养了团队合作精神，为今后从事科学研究打下良好基础。又如，在人造皮肤研究项目中，除了生物、化学、物理等专业知识的呈现，我们还格外注重学生审美素养的培养。

“STEM+”课程如何培养学生社会参与素养

学生的核心素养中，社会参与素养是重要方面。“STEM+”课程体系不仅强调跨学科融合，更注重学科学习与社会、生活的融合。我们开设“STEM+”课程，重要的目的是培养学生的责任担当、实践创新素养，实现其社会参与。

“STEM+”课程通过项目设计与实施为载体，将学术性学科知识转化为可解决实际问题的生活性知识。它需要选择典型性项目进行结构化设计，让学习者在体验和完成项目中学习多学科知识与技能。这种课程融合方式，强调社会实践活动以及社会问题解决能力的培养，强调多学科知识融合到真实的社会性项目中，在实际情境中实现学生的社会参与。项目的过程分析、活动设计等社会分析是核心。

在高一“STEM+”课程学习中，部分学生与南京大学环境科学院的研究生合作了一个社会分析项目。他们选取全市13-18岁青少年学生为研究对象，以学校、交通工具、家庭或者社区等三大场所为空间研究范围，采用基于个体行为的暴露评估方法测定学生日常生活中的污染暴露水平。研究大气颗粒物PM2.5和教室/家庭环境中降尘污染暴露对青少年体内重金属积累影响，寻找其相关性，进而探究大气颗粒物环境暴露对青少年健康的影响。

研究过程中，在方案设计及优化、数学建模、计算机制图等方面，学生都获得锻炼和提高，同时，在关注社会、健康的过程中，学生保护环境的社会责任感显著提升。通过社会参与、合作交流的方式，“STEM+”课程走出学科领域，实现了更高层次的“立体性融合”。

南京外国语学校开设了91门选修课程，有88个学生社团，是学生社会参与的主渠道，“STEM+”课程实现了与其他选修课程、社团的融合，极大地拓展和丰富了“STEM+”课程的内涵。

例如，“水质研究社”曾用“STEM+”方式完成了一次公益活动。2016年3月，网络上流传这样一条消息，“市場上一半以上的电水壶产品锰含量在1 0%左右，人体长期过量摄入金属锰会影响神经系统的功能……”该社团成员提出，这个结论需要验证。于是，他们利用学校实验室的电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP）实验检测这个结果，学生买来几款便宜的不锈钢电水壶，在老师指导下，多次测定反复煮沸水中的锰元素含量，检测结果是都不超标，且远远低于国家标准。

科学实验的结果让学生们深刻意识到科学精神的重要性，同时这个过程也巧妙地实现了学生的社会参与，增强了他们关注社会、参与社会的责任感。

责任担当、实践创新素养的培养，需要人文素养与科学素养的融合才能实现。为了弥补STEM课程中人文素养的缺失，我们还尝试开设了致力于培养批判性思维力和全球胜任力的综合课程，比如《哈佛大学辩论课程》《模拟联合国课程》《未来企业家课程》《面向历史和我们自己》等等。

这些课程旨在拓宽学生的国际视野，发展学生表达能力、综合分析问题能力和批判性思维能力，逐步提升人文精神，帮助学生建立正确的价值观、历史观，培养胸怀天下、关注社会、关爱生命、有责任感的公民，灵活睿智地处理好可能出现的纷繁复杂的社会历史问题。

在学习过程中，它强调的正是STEM课程的精神，让学生置身于复杂情境中，理解和辨识事物的多样表象，联系历史与社会背景信息灵活处理问题，形成素养。

在我们看来，中学阶段的教育必须着眼于基础，而这种基础自然包括为学生打好创造的基础。“创造的基础”是自然生长起来的，需要良好的科学和人文氛围，需要知识世界与生活世界的有机融合，需要转变教与学的方式，保护好学生从心底生发的热爱与专注的情感种子。从这个意义上说，“STEM+”课程扩充了STEM教育的内涵，强调了社会价值、人文艺术、信息技术的相互融合，增加了学生智力因素和非智力因素的交叉互动，为创造种子的萌芽、生长提供了肥沃的土壤。

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