大數據背景下的STEM課程應用模式研究

摘 要：隨著互聯網的大力普及，數字化信息傳播方式已經逐漸取代了紙質媒介，這就意味著以教材、教輔、黑板為主的課程教學已經不再適應當代教育體系。下面，筆者將結合自身實踐經驗，就大數據背景下的STEM課程應用模式做初步分析，以此希望為廣大教師帶來一些啟發和希望。

關鍵詞：大數據背景；STEM課程；啟發；希望

傳統的教育模式是建立在應試目標的基礎之上。然而，隨著全球一體化的趨勢逐漸加深，各國之間的競爭力越來越激烈，其對人才的培養提高了更高的要求，我國傳統的教育模式顯然不再適應當今社會的發展。在此背景下，STEM課程教育出現在我國的教育試驗中。STEM是科學、技術、工程、數學這四門學科的首字母縮寫，STEM課程是指注重學生這四方面的綜合素質能力教育。如何契合時代標準應用STEM課程教育模式將是本文探討的重點話題。

一、 STEM課程的理念內涵

STEM課程不再只注重學生的考試分數，而是將科學、技術、工程和數學這四門學科進行跨越式聯系，以此加強學生的理論知識構建以及實際運用能力。

STEM課程脫離了學生被動接受知識的學習模式，教師以輔助角色參與學生的學習，幫助學生在真實的情境體驗和感受下完成知識的遷移過程，引導學生利用自然科學知識探究問題和解決問題，從而構建學生的認知能力、創新能力、分析能力等核心素養。

二、 STEM課程的應用策略

STEM課程改變了傳統的教育目標，學生不再局限課本知識的學習，將視野更多地延伸到了實踐技能中。所以，教師要采取不同的策略應用STEM課程教育模式，以此培養更多可持續發展的人才。

（一） 借助信息技術創設問題情境

大數據的到來開啟了人工智能時代，這就使得教育資源變得越來越靈活化和多元化，比如：視頻、影視劇、動畫片、圖片、聲音等數字化教學文本，不僅如此，電子白板、電子書包、移動工具等多媒體設備為STEM課程的順利實施奠定了扎實的物質基礎。

以制作飛機模型為教育例子，教師可以從互聯網上下載與飛機有關的視頻片段、聲音片段、圖片等素材，通過形象生動的視聽語言引導學生進入具體的學習情境中，然后結合相關情境向學生提出層次化的問題，比如：飛機為什么可以飛起來呢？它的原理是什么？飛機和鳥類的飛翔原理有哪些異同呢等，從而牢牢地抓住他們的注意力。

（二） 融合生活展開動手操作活動

STEM課程是誕生于大數據時代背景下的新興事物，它摒棄了枯燥和乏味的教條式知識灌輸，以貼切生活的科學、技術、工程和數學等學科為支撐點，注重學生在動手操作過程中的知識內化和吸收。

機器人是當今較火的話題，教師可以將機器人的學習和制作融合進STEM課程中，以此滿足學生科學、技術、工程和數學的綜合能力提升。教師不能直接讓學生按照自己的思路和方案展開動手操作活動，要以啟發性的方式指導學生完成機器人的設計和制作，從而讓學生在實踐過程中發現問題和思考問題。

（三） 構建共同分享和自主反思體系

STEM課程不僅注重學生的學習過程，還需注重學生的學習效果、學習態度、學習方法、學習動機、學習目標等事項。為此，學生在展現自己的作品時，不僅需要與其他學生共同分享自己的實驗靈感、實驗思路、實驗創意等，還要針對自己在實驗過程中遇到的問題、解決的方法等項目進行反思，以此總結經驗和吸取教訓，真正將知識學以致用。

三、 STEM課程的開發與建設

麻省理工教授福瑞斯特最早提出了學習力的概念，他認為學習不僅是理論知識的構建，更重要的是在學習活動中產生和獲得的毅力、耐力、能力、動力、創造力等核心素養，從而將知識資源轉換成知識資本。STEM課程以學生的學習力培養為開發和建設原則，強調學科之間的跨越式學習和實踐，通過學生綜合運用各種知識探究問題，以此深化他們的問題意識，從而使其透過現象看到本質。

STEM課程的跨學科學習不是將這四門學科進行簡單相加，而是以某個針對性較強的主題為依托，將這四門學科有計劃性和目的性地進行融合。科學內容包括物理、化學、生物等；技術包括軟件開發、游戲編程、計算機服務等；工程包括通信工程、土木工程、機械工程等；數學包括統計、測量、建模等，STEM課程通過某個實用性較強、應用型較廣、價值性較高的實驗導向巧妙地將這四門學科涉及的領域進行統一結合。

游戲是學生興趣較濃厚的事物，教師可以將此內容引入到STEM課程中。游戲的制作不僅需要信息技術，還需要利用公式進行計算，教師在引領學生學習游戲的設計原理、編程公式等理論知識后，讓他們運用所學的計算機、數學、技術等知識自主設計一款小游戲，從而全方位地提升學生的核心競爭力。

四、 STEM課程的主題實驗室建設

STEM課程的主題實驗室是根據某個專一、細化的教育目標和教育課程進行布置和安排的場所，它的建設需要結合教師在課堂所要講授的知識、學生設計實驗需要的原料、器材等元素，以此最大限度地優化各種資源配置，從而有效地避免成本的浪費。

STEM課程的主題實驗室不僅要包括基本的多媒體設備、教學工具、桌椅等，還要有符合STEM課程標準的系列教育資源，比如：打印機、傳感器、數碼相機等，以便讓學生更能親身體驗到STEM課程的樂趣和魅力。

翻轉課堂近幾年來成為我國的教育熱潮，其為STEM課程的有效施展提供了行之有效的范本。但是，STEM課程在我國教育體系中仍然處于空白階段，其所面臨的教育任務任重而道遠，教師還需要煥發出擔當的勇氣，對STEM課程教育進行不斷探索和完善，從而制定出符合本土的STEM課程應用模式，以便更好地建設我國社會主義現代化。

參考文獻：

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[2]傅騫，劉鵬飛.從驗證到創造——中小學STEM教育應用模式研究[J].中國電化教育，2016（4）：71-78.

作者簡介：

陰志剛，吉林省長春市，吉林省長春市第二實驗小學。