促进融合的学习——中小学STEM课程的开发与实践

西湖之美,我早有耳闻,今天终于来到了梦幻般的江南城市——大美杭州,我们的住宿就在离西湖不远处的山水宾馆,每天的培训地点虽然不固定,但是在这么美丽的城市进行专业上的学习是多么幸福的一件事情啊。今天是培训的第一天,在浙江外国语大学进行,讲师陈晓萍教授,内容主要围绕STEM课程展开,前卫的课程结构、给人耳目一新的感觉,其实STEM课程主要指的是跨学科的融合,美国是STEM教育的起源国家,美国的课程从小学就开始融合,因为美国的小学老师大部分都是全科老师,教课就是从综合开始的,但是中国习惯于分科,学科融合也略显的弱些。

一、关于STEM课程的教育理念

1、STEM是科学、技术工程、数学四个英文首字母的缩写

2、STEM教育是整合科学、技术、工程和数学教育的统称。培养学生STEM的素养,综合解决问题的技能,协作学习的能力、迁移及创新能力的教育

3、近期加入ARTS(艺术和人文),使其变得更加全面

S—T

E—M➕A等于STEM

什么是STEM教育其实就是跨学科的融合

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STEM与创客

1、侠义:培养青少年创客素养为导向的教育模式

2、广义:培育大众创客精神为导向的教育形态

STEM与创客比较

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STEM教育是未来基础教育发展的一个新方向

第一:注重学习与实现世界的联系

第二:注重学习的过程,而非体现在试卷上的应试结果

二、为什么要开展STEM教育

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三、STEM教育的意义

学生:

1、培养STEM素养

2、提升21世纪技能

3、培养STEM工作愿景、兴趣和参与性

4、提升学科联系实践的技能

5、培养连接STEM学科的能力

教师:

1、提高整合学科教学能力

2、提升基于项目综合实践活动教学能力

3、提升创新教育教学能力

4、提升培养学生21世纪技能的能力

四、21世纪能力

1、学习和创新技能:创造和革新能力、判断性思维和解决问题的能力、交流与合作。

2、信心、媒体和技术技能:信息培养、媒体素养、信心通信技术的培养。

3、生活和职业技能:灵活性和创造性、主动性和自主性、社交与跨文化技能、创造性与技能、领导力与责任性。

五、STEM整合课程的设计与实践包括两个方面

1、相关课程模式:保留为独立学科,但各科目教学内容的安排注重彼此间的联系

2、广义课程模式:取消了学科间的界限,将所有学科内容整合到新的学习领域

案例1

绘制教育楼平面图:

1、先目测画出1号楼、2号楼、3号楼的大致平面图(用A4白纸),再用卷尺量出实际的长度并标注在你所画的平面图上(艺术、科学)

2、再根据白纸大小、楼的实际长宽和摆放方向,确定缩小的比例尺(1:1000表示缩小1000倍,即图上1cm表示实际1000cm)

(3个小组经过讨论确定,同一个大组选用同个比例尺)

3、根据比例尺、将你的楼画在白纸上,注意所画建筑占白纸的三分之二比较适宜

4、再次测量花坛、道路、看白纸上有否空间画上去

5、3个小组把各自所画的平面图纸合并,组成我们初中教学楼群,核对真实平面图,对学校平面图进行修改

举例2:

杭州绿城私立学校

案例十二:十字路口的立体交通设计

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只有把孩子放在危险的境地之中才能体验到安全的意识,情感态度价值观是需要体验的,孩子做模型过程中,主要让学生自己探索,学生发现房屋与灯的比例不协调等等不和谐因素

STEM跨学科整合

各学科原有知识体系结构的劣构化

2012美国国家研究理事会布(k-12年级科学数育框)描述了科学家与工程师的工作:主要活动是调查和探究,其本质是建构解释和利用推理,创性思维和极型设形成解决方案;并通过分析,论证和评价使科学和工程究获得认可

    STE教育通过创设学习情境,让孩子们像科学家一样的探究,像工程师一样的解决问题,获得STEM素养。它不仅包括科学素养,技术素养、工程者和数学素养,更包括与人合作创造性地解决问题的素养。

六、学习目标有三个层次

(一)真实的情景——情景学习论下的情景观 1、要让学生真正发生,就必须提供真实的情景

2、知识具有情景性,学习情景要还原知识产生的背景,恢复原来的生动性和丰富性

3、教学设计不仅要考虑教学目标,还要充分利用生活现象创设教学情景,实现生活情景的真实化。

情景主要有以下四个层次:个人和家庭情景;社区情景;世界生活;历史相关性的情景

(二)真实的问题——基于建构主义的问题观 1、建构主义特别强调把学习的知识和一定的真实任务联系起来

2、建构主义认为,组织学习的基本原则是,提出与学生相关的真实问题

一个好的真实问题有4条标准:

1、要求学生作出一个可检验的预测

2、利用不很复杂的器材

3、有一定的复杂性,可以使学生提出多种解决问题的途径,

4、适合于小组活动

(三)真正的能力——PLSA视角下的能力

1、真正能力,绝不是对问题的理论分析,而在于对问题的实际解决

判断是否具备真正能力的三条标准:

1、问题的解决实际

2、解决方法的非常规

3、知识的创造性运用

案例

STEM课程“污水共治”之水的净化

教育目标

1、知识目标

学生通过对水质分类标准以及污水监测指标的了解,知道检测污水相应指标的方法,通过小组合作设计污水净化装置,了解各装置内各层次的功能

2、过程方法目标

通过小组实验完成工业废水,自来水以及蒸馏水指标的检测,并且纪录测量的结果,通过分析记录结论。

3、情感态度目标

引导学生关注生活中的真实水质污染状况,树立学生节水治污的环保意识,激发学生热爱自然,关注环境问题的情感

感受:

STEM教育的意义主要是从小开始培养学生解决问题的意识,就像陈教授举例中说,学生在做十字路口的立体交通设计时,整个设计过程都是学生自己独立完成,老师只是对出现的问题进行指点,很少有方法和经验的直接告知,而是让学生主动发现问题所在,比如老师说模型有些比例不对,学生就会主动衡量各个部位的比例是否合理,由于学生还没有高度的数学知识,很多判断虽然出于感官但是也非常合理,比如学生发现路灯做的太大了,比楼房还高,那么这里的比例就有问题,学生在这个探索过程中就潜移默化的培养了解决问题的意识。

STEM教育有利于化解传统教育被单一学科知识所束缚的困境,可以改善孩子们缺乏创新意识与创新能力的窘境,因此开展STEM教育非常有必要,这让我感受到学生的学习应该是丰富多样的,只教课本是对学生的一种扼杀,就像陈教授举的污水治理的例子,这是一个实践性课程,学生在寻找解决污水治理的方案中,逐渐设计了净化污水的装备,虽然假设还需要进一步验证,但是孩子们的想法得到了升华,这也是课程的魅力所在。

很多时候好的课程应给予孩子的是体验、是敢想、是过程,能让孩子的能力、智力、情感得到升华就是课程的价值所在。

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