為主動(dòng)應(yīng)對新時(shí)代創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求，福建省泉州市第七中學(xué)積極踐行國家人才培養(yǎng)戰(zhàn)略，把科技創(chuàng)新教育確立為新時(shí)代辦學(xué)特色，引進(jìn)STEM教育這一貫通科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)的教育理念，以“融合性、創(chuàng)造型、整合式”為特色，構(gòu)建“融+創(chuàng)”STEM教育體系，探索出一套卓有成效的創(chuàng)新人才培養(yǎng)校本范式。

“融+創(chuàng)”STEM教育體系以“跨學(xué)科融合”與“創(chuàng)新性創(chuàng)造”為基本理念，打破學(xué)科壁壘，通過項(xiàng)目化、情境化的學(xué)習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用多學(xué)科知識解決真實(shí)問題，實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)的知識接受者轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極的探索者與創(chuàng)造者。該體系遵循“科學(xué)課程—科技社團(tuán)—科創(chuàng)競賽”三位一體的實(shí)施路徑，形成普及、提高、拔尖的良性進(jìn)階。學(xué)校首先牢牢把握課堂這個(gè)科學(xué)教育主陣地，通過國家課程校本化實(shí)施夯實(shí)學(xué)科基礎(chǔ)，滲透跨學(xué)科融合的科學(xué)創(chuàng)新思維。一批興趣濃厚、學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)入科技社團(tuán)，在課后進(jìn)行項(xiàng)目式探究。優(yōu)秀社團(tuán)項(xiàng)目和個(gè)人通過選拔進(jìn)入科創(chuàng)競賽梯隊(duì)，在更高水平的平臺檢驗(yàn)成果、挑戰(zhàn)難題，以賽促學(xué)，在競技中磨煉意志品質(zhì)，培養(yǎng)創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力。

融合性科學(xué)課程：三級模式推進(jìn)科學(xué)探究

“融”是學(xué)校STEM教育體系的底層支撐，核心目標(biāo)是打破學(xué)科壁壘、夯實(shí)知識基礎(chǔ)、拓展能力邊界。學(xué)校面向不同層次學(xué)生開發(fā)“基礎(chǔ)—拓展—融合”STEM三級課程，讓學(xué)生建立對STEM的整體認(rèn)知，形成扎實(shí)的學(xué)科素養(yǎng)與初步的綜合應(yīng)用能力。

基礎(chǔ)課程聚焦STEM教育底層能力，以科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等學(xué)科核心概念及基礎(chǔ)驗(yàn)證性操作實(shí)驗(yàn)為主，為初學(xué)者提供必備知識與技能。以《科學(xué)探究：變壓器》為例，教師從日常電器電壓差異引入，講解電源適配器將交流高壓轉(zhuǎn)為低壓直流的功能。通過拆解實(shí)物，學(xué)生直觀了解變壓器結(jié)構(gòu)與線圈電壓變換原理。課堂融入“隔空取電”等演示實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象，并通過分組實(shí)驗(yàn)探究匝數(shù)比與電壓比的定量關(guān)系。學(xué)生以小組形式制作電源適配器，完成交流降壓與整流過程，成功驅(qū)動(dòng)USB設(shè)備。這個(gè)過程幫助學(xué)生強(qiáng)化了理論理解，鍛煉了合作與工程實(shí)踐能力，并通過優(yōu)化設(shè)計(jì)問題延伸思考，為后續(xù)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

拓展課程面向有一定基礎(chǔ)的學(xué)生，注重學(xué)科知識縱向深化、專項(xiàng)應(yīng)用與跨學(xué)科初步銜接，通過項(xiàng)目式學(xué)習(xí)培養(yǎng)技術(shù)實(shí)踐、問題解決、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等綜合能力，為融合應(yīng)用做鋪墊。例如在《閉合電路歐姆定律的應(yīng)用》中，摒棄傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，轉(zhuǎn)而圍繞“設(shè)計(jì)太陽能充電器”這一工程任務(wù)，設(shè)置性能測試、電池組配置、產(chǎn)品設(shè)計(jì)三個(gè)進(jìn)階環(huán)節(jié)。學(xué)生分別模擬科學(xué)家、工程師與產(chǎn)品經(jīng)理角色，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、方案設(shè)計(jì)與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。該項(xiàng)目融入信息技術(shù)與職業(yè)啟蒙，促使學(xué)生在真實(shí)應(yīng)用場景中整合知識與技能，提升探究能力與學(xué)習(xí)興趣。

融合課程作為高階形態(tài)，以“真實(shí)問題”為驅(qū)動(dòng)，徹底打破學(xué)科界限，深度融合科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)及人文社會領(lǐng)域，強(qiáng)調(diào)“做中學(xué)”，讓學(xué)生在實(shí)踐中綜合運(yùn)用知識解決實(shí)際問題，培養(yǎng)系統(tǒng)思維與社會責(zé)任感。例如在《宋代古橋修復(fù)計(jì)劃—力學(xué)與文化遺產(chǎn)保護(hù)》中，以本地某座古橋修復(fù)為項(xiàng)目背景，引導(dǎo)學(xué)生探究橋墩形狀與抗沖擊性的關(guān)系。通過控制變量實(shí)驗(yàn)比較不同形狀橋墩的性能，得出流線型橋墩最優(yōu)的結(jié)論，并借鑒傳統(tǒng)浮運(yùn)架梁法設(shè)計(jì)橋面修復(fù)方案。課程結(jié)尾設(shè)置辯論環(huán)節(jié)，探討傳統(tǒng)技術(shù)與現(xiàn)代科技的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生理解“傳統(tǒng)為創(chuàng)新之源”的深層理念。該項(xiàng)目綜合力學(xué)知識、工程方法、歷史文化與倫理思考，培養(yǎng)了學(xué)生跨學(xué)科整合與復(fù)雜問題解決的能力。

三類課程共同構(gòu)建出從知識建構(gòu)到創(chuàng)新實(shí)踐的多層次STEM教育路徑，突出學(xué)生主體、問題導(dǎo)向與項(xiàng)目載體的教學(xué)策略。以真實(shí)問題為教學(xué)起點(diǎn)，通過分解問題、明確任務(wù)，確保學(xué)生參與完整的科學(xué)探究活動(dòng)。課堂上，教師點(diǎn)撥學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和建模，經(jīng)過反復(fù)試錯(cuò)、循證，最終提出解決問題的理論方案，再利用技術(shù)手段進(jìn)行工程設(shè)計(jì)、原型制作并測試優(yōu)化。通過展示交流實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的迭代優(yōu)化，形成具有科學(xué)性、實(shí)用性、可行性的技術(shù)方案，從而解決實(shí)際問題。這樣的STEM課堂很好激發(fā)出學(xué)生的探究興趣，有效促進(jìn)綜合素養(yǎng)的提升。

創(chuàng)造型科技社團(tuán)：課后延伸與興趣深化

“創(chuàng)”是學(xué)校STEM教育體系的核心升華，聚焦“創(chuàng)新思維培養(yǎng)—實(shí)踐成果落地—社會價(jià)值延伸”，引導(dǎo)學(xué)生從學(xué)會知識走向創(chuàng)造價(jià)值，成為具備創(chuàng)新創(chuàng)造能力與社會責(zé)任感的未來公民。學(xué)校“思維工坊”等品牌課程致力于培養(yǎng)精于設(shè)計(jì)思維、項(xiàng)目規(guī)劃和實(shí)踐操作的學(xué)生。依托進(jìn)階技術(shù)，如開源硬件、3D打印技術(shù)，將創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為實(shí)體，強(qiáng)化從想法到產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化能力，同時(shí)探討科技倫理，通過科普宣講傳遞創(chuàng)新價(jià)值。

作為學(xué)校“融+創(chuàng)”教育體系中“創(chuàng)”維度的核心實(shí)踐場域，學(xué)校科技社團(tuán)不僅是學(xué)生課程學(xué)習(xí)的重要課外延伸載體，也是學(xué)生從課堂教學(xué)邁向課外實(shí)踐的關(guān)鍵路徑。為引導(dǎo)有興趣的學(xué)生持續(xù)、深入且系統(tǒng)地開展科學(xué)探究與工程實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)校高度重視社團(tuán)建設(shè)與專業(yè)化指導(dǎo)，設(shè)立多個(gè)科技類社團(tuán)，包括機(jī)器人社、天文社、中草藥社、微生態(tài)社、航空航天社等。每周定期組織活動(dòng)，通過知識講授、實(shí)踐操作與項(xiàng)目競賽等形式，有效拓寬學(xué)生的科學(xué)視野，培育其專業(yè)志趣與創(chuàng)新能力。

社團(tuán)推動(dòng)學(xué)生將課堂習(xí)得的跨學(xué)科知識應(yīng)用于真實(shí)情境下的項(xiàng)目任務(wù)，實(shí)現(xiàn)從知識理解向?qū)嵺`運(yùn)用的跨越。例如機(jī)器人社自2002年成立以來，始終以“激發(fā)興趣、實(shí)踐創(chuàng)新”為宗旨，依托學(xué)校科技創(chuàng)新發(fā)展中心與機(jī)器人工作室，鼓勵(lì)學(xué)生開展原創(chuàng)性機(jī)器人研發(fā)。在教師指導(dǎo)下，社員逐步掌握機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、編程控制、運(yùn)動(dòng)仿真等關(guān)鍵技術(shù)，成功研制出仿生機(jī)器魚、類海蜇運(yùn)動(dòng)探測體、梳狀擺臂油污清除機(jī)器人等多個(gè)創(chuàng)新成果。航空航天社致力于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的研制，學(xué)生在教師指導(dǎo)下進(jìn)行藥柱成分配比、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真分析等研究，體現(xiàn)出從經(jīng)驗(yàn)積累向科學(xué)建模的重要轉(zhuǎn)向，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度與工程規(guī)范意識。此類項(xiàng)目式學(xué)習(xí)不僅幫助學(xué)生鞏固和深化學(xué)科知識，更顯著提升學(xué)生批判性思維、問題解決能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和堅(jiān)持不懈的科學(xué)品質(zhì)，全面促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。

社團(tuán)發(fā)展需要開放交流與專業(yè)支持。學(xué)校積極拓展社團(tuán)成果的展示與交流渠道，通過科技節(jié)、社團(tuán)開放日及各類型競賽等平臺，為學(xué)生提供成果展示與經(jīng)驗(yàn)分享的機(jī)會。強(qiáng)化與校外資源的協(xié)同聯(lián)動(dòng)，攜手各級機(jī)器人教育學(xué)會、青少年科技教育協(xié)會等專業(yè)機(jī)構(gòu)，引進(jìn)科學(xué)副校長及領(lǐng)域?qū)＜议_展科普講座與專業(yè)指導(dǎo)，為社團(tuán)的可持續(xù)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)支持。

整合式科創(chuàng)競賽：以賽促學(xué)與創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化

學(xué)校STEM教育體系以“融”與“創(chuàng)”為雙軸，形成“基礎(chǔ)整合—能力拓展—?jiǎng)?chuàng)新實(shí)踐—價(jià)值延伸”的閉環(huán)培養(yǎng)路徑。“融”維度確保學(xué)生掌握扎實(shí)的STEM知識與綜合應(yīng)用能力，是創(chuàng)新的基礎(chǔ)；“創(chuàng)”維度激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力，鏈接社會需求，是創(chuàng)新的升華。整個(gè)體系符合STEM教育“跨學(xué)科、重實(shí)踐”的核心特質(zhì)，為學(xué)生應(yīng)對未來挑戰(zhàn)奠定基礎(chǔ)。

科創(chuàng)競賽不僅是對學(xué)生知識應(yīng)用能力與創(chuàng)新素養(yǎng)的綜合檢驗(yàn)，更是錘煉其科研毅力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神與家國情懷的關(guān)鍵平臺。學(xué)校將高水平科創(chuàng)競賽視為發(fā)掘與培育創(chuàng)新人才的重要途徑，系統(tǒng)構(gòu)建“以賽促學(xué)、以研促創(chuàng)”的培養(yǎng)機(jī)制。

科創(chuàng)競賽與學(xué)校“融+創(chuàng)”STEM教育體系緊密銜接。學(xué)生的競賽課題多源自STEM課程的延伸，或產(chǎn)生于學(xué)生在跨學(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中所發(fā)現(xiàn)問題的再探索，體現(xiàn)了課程學(xué)習(xí)成果的自然拓展與深化。同時(shí)，科創(chuàng)競賽中所遇到的真實(shí)、復(fù)雜問題，也反哺STEM課程教學(xué)，推動(dòng)學(xué)生開展更具針對性的跨學(xué)科學(xué)習(xí)，由此形成“課程學(xué)習(xí)—項(xiàng)目實(shí)踐—競賽錘煉”的協(xié)同促進(jìn)機(jī)制，有效貫通創(chuàng)新人才培養(yǎng)的全過程。

以《基于自制光譜儀的茶葉烘焙時(shí)間測定研究》為例。該項(xiàng)目源自學(xué)生對家庭茶葉生產(chǎn)過程中質(zhì)量管控難題的深入思考。學(xué)生注意到傳統(tǒng)制茶工藝過度依賴經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)品一致性難以保障。結(jié)合物理學(xué)光學(xué)知識及跨學(xué)科認(rèn)知，他們提出“能否通過光譜分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)茶葉烘焙程度客觀量化評價(jià)”的研究命題。通過自主搭建簡易光譜檢測裝置，并開展大量實(shí)驗(yàn)，建立了茶湯光譜特征與烘焙程度之間的關(guān)聯(lián)模型。研究過程中，團(tuán)隊(duì)持續(xù)優(yōu)化檢測流程，開發(fā)自動(dòng)控制與數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，最終構(gòu)建出一套實(shí)用的茶葉品質(zhì)檢測方法。該研究體現(xiàn)了學(xué)生將跨學(xué)科知識應(yīng)用于真實(shí)情境的能力，完整展現(xiàn)了從現(xiàn)實(shí)需求識別到科學(xué)問題提出再到系統(tǒng)解決方案實(shí)現(xiàn)的創(chuàng)新鏈條。

未來，學(xué)校將深入推進(jìn)數(shù)智技術(shù)與STEM教育的有機(jī)融合，加快構(gòu)建智能化、開放性、協(xié)同化的新型STEM教育場景，推動(dòng)從“師生”二元結(jié)構(gòu)向“師生—AI”三元協(xié)同的教學(xué)范式轉(zhuǎn)型，融入AI通識并推進(jìn)高階內(nèi)容下沉的學(xué)習(xí)內(nèi)容重構(gòu)，從知識傳授者到設(shè)計(jì)引導(dǎo)者和價(jià)值塑造者的教師角色演進(jìn)，為培養(yǎng)面向未來、具有家國情懷的創(chuàng)新人才持續(xù)探索可行路徑。

（吳寶樹 作者系福建省泉州市第七中學(xué)校長）

《人民教育》2025年第19期，原標(biāo)題為《融合與創(chuàng)造：STEM教育賦能創(chuàng)新人才培養(yǎng)的校本范式》