淺談STEM教育的實(shí)踐應(yīng)用

王翎

摘 要：進(jìn)入21世紀(jì)，STEM教育已經(jīng)在全世界引起了廣泛的關(guān)注和影響。STEM教育是通過基于情境、基于工程設(shè)計(jì)、基于項(xiàng)目等方式將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四門學(xué)科進(jìn)行融合的跨學(xué)科教育，具有綜合性、多樣性、循環(huán)性、開放性和趣味性的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：STEM教育 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)體系 教育評價(jià)

近年來，STEM教育受到各界廣泛關(guān)注，特別是教育部發(fā)布《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進(jìn)教育信息化工作的指導(dǎo)意見（征求意見稿）》，談到未來5年對教育信息化的規(guī)劃時(shí)，提出學(xué)校要探索STEM教育、創(chuàng)客教育。筆者作為一線信息技術(shù)課教師有意無意地率先走到了STEM教育潮流中去，在教學(xué)過程中，我們逐漸發(fā)現(xiàn)，這樣的課程很受歡迎，也將成為一種全新的教育范式，但是在實(shí)際教學(xué)中如何科學(xué)地設(shè)計(jì)、如何有效地應(yīng)用，是我們許多一線任教老師正在熱議的話題，為此筆者梳理了自己在并不豐富的實(shí)踐中的粗淺體會(huì)和心得，希望能和同行們共同思考STEM教育未來的發(fā)展。

一、教學(xué)目標(biāo)的創(chuàng)造性

STEM教育的總體教學(xué)目標(biāo)是以3D打印設(shè)備、電子元件設(shè)備、Scratch編程工具等前沿科技為手段，綜合運(yùn)用多門學(xué)科知識，立足學(xué)習(xí)過程，在真實(shí)問題情境中進(jìn)行探究式的學(xué)習(xí)，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，實(shí)踐能力、探索精神、協(xié)作意識和科學(xué)素養(yǎng)。

在遵循總體目標(biāo)的前提下，可從三維目標(biāo)來具體劃分：

第一是知識與技能方面：要求學(xué)生掌握電子器件、識別電路連接、硬件組裝、程序編寫與調(diào)試、3D打印制作等等。

第二是過程與方法方面：要求學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，以小組為單位，利用多學(xué)科知識和多種工具資源，進(jìn)行探索式的學(xué)習(xí)，通過觀察、思考、實(shí)踐和感悟，掌握分析問題和解決問題的方法。

第三是情感態(tài)度與價(jià)值觀方面：通過真實(shí)體驗(yàn)和探索實(shí)踐，提高學(xué)生動(dòng)手解決問題的興趣，培養(yǎng)學(xué)生勇于探究、主動(dòng)參與、互幫互助的學(xué)習(xí)精神。

二、教學(xué)內(nèi)容的開放性

教學(xué)內(nèi)容是整個(gè)教學(xué)體系的核心要素，承接教學(xué)目標(biāo)，并直接決定教學(xué)工具的選擇、教學(xué)活動(dòng)的組織以及教學(xué)評價(jià)的設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)。與傳統(tǒng)分學(xué)科的書本知識不同，STEM教育的教學(xué)設(shè)計(jì)，既要包含學(xué)生需要掌握的知識點(diǎn)。還有基于真實(shí)的問題情境，并充滿創(chuàng)造性和開放性，吸引學(xué)生注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，給學(xué)生帶來學(xué)習(xí)的趣味性。為此，一方面教師可以把知識內(nèi)容轉(zhuǎn)化為真實(shí)生活中一個(gè)個(gè)有趣的問題，把學(xué)科知識和實(shí)際生活聯(lián)系起來，組織學(xué)生思考和實(shí)踐。另一方面可以把具體內(nèi)容游戲化，教師為學(xué)生設(shè)計(jì)一些小游戲，比如闖關(guān)類角色扮演類猜謎類等等，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

STEM教育內(nèi)容強(qiáng)調(diào)“做中學(xué)”、“學(xué)中做”的教學(xué)理念。目前，我們實(shí)踐中主要以學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和認(rèn)知水平為基礎(chǔ)，以信息技術(shù)內(nèi)容為主，其余學(xué)科內(nèi)容為輔，通過精心挑選真實(shí)生活中的問題和任務(wù)，讓真實(shí)問題成為貫穿整個(gè)學(xué)習(xí)過程的主線，把核心問題轉(zhuǎn)化為一系列的學(xué)習(xí)任務(wù)。上課地點(diǎn)不再是黑板加粉筆、課桌椅子整齊擺放的教室，而是在配有平板電腦、傳感器電路板、3D打印機(jī)等等先進(jìn)科技工具的綜合實(shí)踐活動(dòng)室中，學(xué)生使用先進(jìn)的學(xué)習(xí)工具，通過自主協(xié)作和創(chuàng)造性地應(yīng)用多門學(xué)科知識，解決實(shí)際問題提高能力。此外，在學(xué)習(xí)過程中，教師還要注意為學(xué)生創(chuàng)設(shè)不同的問題情境，通過在多種情景下的遷移運(yùn)用，利用多門學(xué)科知識積極探索，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維和創(chuàng)造思維，進(jìn)一步鞏固和深化所學(xué)知識，達(dá)到深度學(xué)習(xí)的層次。

三、教學(xué)項(xiàng)目的真實(shí)性

確定教學(xué)內(nèi)容之后。就要把這些設(shè)計(jì)好的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為可操作的教學(xué)項(xiàng)目。要進(jìn)行具體任務(wù)的設(shè)計(jì)。教師把教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為一個(gè)個(gè)真實(shí)的實(shí)踐項(xiàng)目。這些項(xiàng)目以問題為出發(fā)點(diǎn)，每個(gè)項(xiàng)目要根據(jù)知識點(diǎn)涉及多個(gè)教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生帶著問題參與其中通過參與實(shí)踐和完成一系列任務(wù)掌握知識技能培養(yǎng)探索精神。在項(xiàng)目具體設(shè)計(jì)師。

我們的體會(huì)是在設(shè)計(jì)中達(dá)到操作要求：一是項(xiàng)目要源于學(xué)生的真實(shí)生活與真實(shí)生活密切相關(guān)。二是項(xiàng)目要有一定的新穎性和趣味性能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力。三是項(xiàng)目要包含學(xué)生所要掌握的知識點(diǎn)。四是項(xiàng)目要有一定復(fù)雜性和建構(gòu)性，讓學(xué)生進(jìn)行協(xié)作探究式的學(xué)習(xí)。五是多個(gè)項(xiàng)目和活動(dòng)之間要有一定的梯度性，分為不同層次，彼此間由淺入深，一方面可以讓學(xué)生循序漸進(jìn)地掌握所學(xué)知識培養(yǎng)知識遷移能力，另一方面可以滿足不同水平學(xué)生的需要，促進(jìn)個(gè)性化學(xué)習(xí)。另外教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，除了滿足學(xué)生需求之外，還要考慮實(shí)施的其他實(shí)際條件，比如教師水平，硬件設(shè)備軟件工具活動(dòng)地點(diǎn)，其他社會(huì)資源等等。

四、教學(xué)評價(jià)的多維性

STEM教育的評價(jià)，應(yīng)以過程性評價(jià)為主、總結(jié)性評價(jià)為輔，并采用多元化的評價(jià)方式，主要是對學(xué)生的創(chuàng)造意識、問題解決能力和創(chuàng)造能力進(jìn)行評估。

過程性評價(jià)方面，教師評價(jià)，主要評估學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)出來的素養(yǎng)能力和探究意識，具體可以采用記錄過程表、在線學(xué)習(xí)行為記錄、隨堂檢測等方式。學(xué)生互評，主要是對同伴在學(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)進(jìn)行評估，比如參與度積極性等等。同學(xué)之間可以互相鼓勵(lì)。學(xué)生自評，主要是對自己表現(xiàn)進(jìn)行反思。

總結(jié)性評價(jià)方面，在教學(xué)活動(dòng)結(jié)束之后，教師和學(xué)生對學(xué)習(xí)效果進(jìn)行檢驗(yàn)，看是否達(dá)到預(yù)期效果，在這里需要強(qiáng)調(diào)評價(jià)不是目的，只是手段，STEM教育的真實(shí)目的是讓學(xué)生體驗(yàn)真實(shí)情境中探究學(xué)習(xí)的過程，達(dá)到熱愛學(xué)習(xí)，熱愛生活的實(shí)質(zhì)目標(biāo)。

STEM教育作為一種全新的教育范式，顛覆了傳統(tǒng)的教與學(xué)方式，將會(huì)推動(dòng)整個(gè)教育體系的發(fā)展與變革，具有廣闊的應(yīng)用前景。當(dāng)然，實(shí)踐中作為任教教師還面臨了許多挑戰(zhàn)：如何將STEM教育與信息技術(shù)深度融合；如何設(shè)計(jì)有效的評價(jià)體系；如何促進(jìn)不同學(xué)科之間進(jìn)行跨學(xué)科協(xié)作教學(xué)；如何把教育與學(xué)校課程、地方課程體系有機(jī)融合，真正落到課程教學(xué)當(dāng)中。這些問題都需要我們一線任教教師進(jìn)行更深入的研究實(shí)踐和探索。讓我們做好充足的準(zhǔn)備，積極迎接嶄新教育時(shí)代的到來。

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