基于项目学习的STEM整合课程内涵与实施路径研究

STEM整合课程通过建立科学、技术、工程和数学之间的跨学科联系,发展学生解决真实问题的能力,符合核心素养的落实要求。如何在课堂中有效地实施STEM整合课程是开展STEM教育的核心难题。该研究在梳理STEM整合课程内涵的基础上,提出以项目学习模式来实施STEM整合课程,包括设计真实的项目活动、运用指向学生参与的教学策略、为了学生跨学科学习的评价方式。基于此,该研究进一步通过分析《设计喂鸟器》STEM项目学习的三个教学片段,例举了设计喂鸟器项目的活动引入、喂鸟器核心议题的师生深度课堂对话以及喂鸟器设计评价任务的开展,以期为实施STEM整合课程提供具体的案例参照。最后,该研究指出实施基于项目学习的STEM整合课程在促进学生学习的同时,也对教师的专业发展提出全新要求。

基于标准聚焦核心概念的STEM整合教育模式——美国I-STEM模式的特点及启示

随着STEM教育在全球的推开,如何实现跨学科,使STEM教育四个学科课程有机整合是一个难点。为了解国际STEM整合教育的先进经验,本研究以美国近年来新开发的STEM整合教育模式——I-STEM模式为例进行剖析。该模式基于STEM教育相关学科美国全国性四大课程标准,聚焦连接四大学科课程的核心概念,融合真实情境,并实现科学探究与工程设计的整合。本研究在分析I-STEM模式的背景、内容及特点的基础上,结合我国STEM教育实施现状提出STEM教育整合实施的建议,即注重STEM课程、教学、评价的整体设计,围绕核心概念并支持STEM教育单个学科课程的学习以及建设与依据STEM教育相关学科课程标准。

融入“大概念”的STEM整合课程设计模型构建与应用研究

STEM教育旨在通过应用跨学科知识解决真实情境问题过程中培养学生的核心素养。针对STEM整合课程教学实施中存在的"缺乏总括性目标廓清学科概念间的关系,缺少反映学科概念交叉和序列的显性化表征途径,跨学科任务情境之间的连贯性、梯度性不强"等问题,文章提出融入"大概念"的STEM整合课程设计新思路。首先基于奥苏贝尔有意义学习理论,凝练出从"具体概念、学科概念到跨学科概念"抽象的大概念层次框架,为厘清跨学科概念间的逻辑关系提供显性化表征途径;其次,借鉴国外围绕大概念进行STEM整合课程设计经验,构建了融入"大概念"的STEM课程设计模型,并阐释了STEM整合课程中各学科知识间交叉的融合机制和课程实施的具体路径;最后,以"如何让纸飞机飞行时间更长?"为项目主题开展Scratch编程教学活动。研究的价值在于探索大概念与STEM整合课程耦合的实践途径,为一线中小学教师开展STEM跨学科教学提供参考范例。

基于项目研究学习的STEM整合课程内涵与实施路径研究

通过将多个学科跨学科之间联系来建立STEM整合课程及联系课程,包括科学技术数学以及工程课程。此类课程的教学目的并不是以传授知识为主,而是以发展学生解决问题的能力为主,培养学生核心解决问题素养的落实。包括实施项目学习模式来开展相应STEM整合课程的教学。并且建立相应的跨学科评价方式。此类新型课程不单单考验学生对跨学科知识的学习能力,以及解决真实问题解决应用问题的能力,也对教师的教学提出了一定的新要求,同时也能促进学生学习。

基于STEM整合教育项目的计算思维培养实践探索——以“玩具改造”项目为例

为顺应STEM教育、编程教育和计算思维培养的国际潮流,以及《普通高中信息技术课程标准(2017年版)》的要求,本文对STEM整合教育的概念进行界定,以《玩具改造》项目为例探讨如何基于STEM整合教育项目进行计算思维的培养,对STEM整合教育项目设计原则、教学实施与评价进行阐述和实践反思,以期为培养学生的计算思维提供参考。

STEM整合视野下的机器人教学活动设计研究

STEM为四门学科的英文首字母缩写,即科学、技术、工程以及数学。当前在我国教育中极力推崇STEM教育,它代表着教学课程组织模式的显著变化。为了进一步加强学科之间的联系和知识的应用,现如今STEM进行了有效的整合,而整合的侧重点包括了学习者中心整合、生活经验整合以及学科知识整合等,这种整合视野无疑给机器人教学活动设计创造了有利条件,从情景导入,到小组合作和多元的活动,学生能够有效增强科学素养,并活跃创新思维。

基于STEM学科整合理念的金融科技专业课程建设探索与实践

从“交易策略与量化投资”课程入手,发现当前金融科技专业课程教学存在以下痛点:技术工具使用能力存在欠缺,多学科交叉背景下的知识网络有待构建,学生创新内生动力不足,思政融入需要完善。针对以上痛点,提出新的专业课程设计方案,将跨学科多学科的知识更深层次地有机融合,并利用计算机知识及数据分析的工具解决金融领域的问题,切实提高学生的实践能力,打通学生学以致用的“最后一公里”。

将工程设计融入科学课堂的美国STEM课程--以StLE项目为例

近年来,基于工程设计的STEM整合教育逐渐成为国际科学教育改革与发展的大趋势。美国塔夫茨工程教育与推广中心建立了融入工程设计的科学研究项目,旨在通过将工程设计作为科学探究情境,实现科学与工程两种实践的有意义融合,探索STEM整合教育的有效方式。该项目的经验可为我国科学教育领域实施大科学教育提供两方面启示:“整合”需要系统思考和精心安排,研究界和实践界的沟通与合作是实现有效STEM整合教育的重要前提。

国外整合STEM的教育机器人课程案例研究——以卡耐基梅隆大学机器人学院ROBOTC课程为例

文章立足STEM整合的视角,选取美国卡耐基梅隆大学机器人学院系列课程作为研究对象,采用内容分析法对其课程体系、课程设计理念、课程结构及教学设计等主题进行研究,深入分析该系列课程在PBL学习、工程教育、课程整合等方面的特点,以期为国内机器人教育教学研究与实践提供具有较为完整图景的参考范例。

整合性STEM教育理念下的课程改革初探

高质量的STEM(科学、技术、工程和数学)教育是增强国家竞争力、培养创新性人才的重要手段。STEM教育的历史证明,学科交叉和知识融合的整合性STEM教育具有深化发展的必然趋势。在课程改革的研究中,工程取向的STEM课程被证明是落实整合性STEM教育理念的最适切形式,包含情境学习、工程设计和科学探究三大核心要素。基于该课程框架,依据6E设计型学习模式,以液压机械手臂为例进行了STEM课程的设计,以期为此类研究提供参考。

美国中小学整合性STEM教学实践的研究

中小学阶段的STEM教育采用更加整合的途径意味着用一种联系更紧密的方式进行教学,这种方式能够调动学生的学习动机,提高学生的兴趣、成就及持久性。本文基于美国中小学阶段的整合性STEM教育实施情况,分析其内涵和目标,基本整合类型及常用的教学方法并梳理出优质的整合性STEM教学设计原则,以期为我国中小学教育的改革和发展提供参考。

面向整合式STEM的教师跨学科素养:结构模型与发展路径

整合式STEM能够有效解决STEM教育中的“形式化”和“异化”等问题,更好地培养学生的跨学科思维与行动力,其有效实施依赖于STEM教师的跨学科素养。因此培养教师的跨学科素养既是STEM教育转向整合式STEM教育发展的时代诉求,也是教师专业发展的现实需要。STEM教师的跨学科素养主要包括跨学科意向、跨学科认知、跨学科应用与技术应用能力4个核心组成维度,并可将其进一步划分为10个素养指标,为STEM教师跨学科素养发展提供方向指引。当前STEM教师跨学科素养的发展受学校等外部环境、教师知识基础与跨学科体验等个体特征变量以及有效的专业发展培训的综合影响。未来我国STEM教师跨学科素养的培养应当注重:变革学校制度和支持系统,鼓励教师成为课程开发主体;组建跨学科学习共同体,创新教师“学习”方式;善用技术创新培训,通过智能研修支持教师持续自主发展。

基于STEM整合视角的物理大观念逆向单元设计路径

大观念体现了当今学习理论的内涵,以学科大观念为核心的单元教学设计是落实核心素养的重要实施方式。基于STEM整合视角的物理大观念逆向单元设计路径将STEM教育、物理大观念、逆向教学设计三种先进的教育理念进行整合,帮助教师从更高的视角进行整合教学设计,同时,促进学生物理大观念的形成,提高学生科学探究和工程设计能力。

美国整合性STEM教育背景下的教师专业标准建设与借鉴

美国政府和教育组织将培育高质量教师队伍作为支撑整合性STEM教育的重要保障。以培养适应未来需求的STEM人才为目标,形成对教师开展整合性STEM教育的标准化要求;从学生、学科内容、教学方法、技术应用等维度出发,改进教师专业标准;通过基于模块化设计的实现策略来推动新标准的落实;颁布指导性文件、研发教育资料,使新标准得到应用和推广。以新标准为核心,构建一系列补充和支撑举措。美国在整合性STEM教育背景下开展的教师专业标准建设,对我国的STEM教师队伍建设有一定的启示意义。

基于STEM“科-工整合”的教师教育实践研究——以广东省初中信息技术科骨干教师培训为例

笔者采用STEM"科-工整合"的思想设计了广东省初中信息技术学科骨干教师培训模式和课程。实践结果 :基于任务的STEM"科-工整合"模式适合于信息技术学科教师的短期培训。主要问题:制造型学习活动满意度较低,原因在于忽略了学员的学习经验和条件。从侧面反映出STEM教育的师资资源从信息技术教师直接转化可行性不高。影响因素:教师的STEM教育的概念、教师的引导和教学方法 ;学习活动设计的情景化;实践过程中的同伴评价和非正式学习;评价方式、学习经验和条件。

面向学习力提升的应用型高校整合性STEM教学模式构建

学习力的内涵是学会学习、终身学习、系统思考和自我超越,它体现了一个个体或组织全面的学习水平,是制约一个人或群体自身发展与开拓创新的核心因素。整合性STEM教学模式是一种“以学习者为中心”的教学模式,其关键着力点是对学生学习力的关注与培养。面向当前我国应用型高校功能目标定位和教学模式优化,构建了一种有机融合多学科交叉领域知识与技能的整合性STEM教学模式,包括六个阶段十四个环节,以推动学生学习力的整体提升。

国内整合学科的STEM教育教师专业发展研究

自STEM教育理念在中国落地生根以来,人们从关注科学、技术、工程和数学学科的教与学,逐渐转向强调跨学科教学与学习。为了适应STEM教育的进一步发展,本研究进一步定义了整合学科的STEM教育。考虑STEM教育的下一发展阶段,从教育管理者到教师的各个角色,本文对STEM教育相关的理论和实践进行了探索,经历了从强调跨学科到强调整合学科的转变。研究得到以下结论:国内科技教育具有深厚的历史发展积淀,但STEM教育理念还只是初步国际化;教师对整合学科的STEM教育缺乏理解且学科教学知识亟待提升;教师专业发展相关研究重理论建构而轻落地实践;教师教育及专业发展支持体系不健全。最后,研究从政策制定、提升制定发展方案的可行性、优化教师培养策略、正视过程性困难与障碍等方面进行了决策探讨。

物理实验教学STEM要素整合策略

实验教学是用实证的手法来建构物理意义。实验教学由于较少地或不合理运用STEM要素而难以完成高水平的物理认知。通过科学地整合STEM各要素,即通过提炼突显教学主旨(S)、强化建模(M)论证意义内涵、巧妙设计(T)破除认知盲区及合理控制培养工程意识(E),便能使STEM各要素形成有机整体,创设出富有挑战性项目实现深度学习,真正揭示出事物间因果关系,发挥物理实验以“物”成“理”的实证价值。

基于工程设计的小学整合型STEM课程设计开发

整合型STEM课程的设计与开发是深化我国小学STEM教育发展的难点。通过对美国印第安娜州小学整合型STEM典型课程案例的分析,认为基于工程设计的整合型STEM课程是小学开展工程教育并促进学科知识整合的桥梁和有效方式。构建了以科学为锚点学科,以真实问题解决为主线的整合型STEM课程设计与整合模型,并进一步提出,明确STEM教育的目的是培养学习者在学科知识中创造性解决真实问题的能力,建立科学家、工程专家、技术专家、教育专家与一线教师的实践团体,采用基于工程设计的STEM课程设计开发模式,是推动我国小学STEM教育发展的有效路径。

整合性STEM教育理念下中职语文教学模式探索

学科知识、生活经验和学习者中心的整合性是STEM教育突破性发展的关键,是经济新常态对人才培养的全新诉求。以朱自清的《荷塘月色》为例,运用6E设计型学习模式将STEM教育有效地融合于中职语文的教学过程,探索语文学科STEM教育模式。