基于核心素養(yǎng)的STEM主題課程建構(gòu)與實(shí)踐應(yīng)用

畢經(jīng)海

【摘? 要】近年來(lái)，隨著我國(guó)教育體制改革的不斷開(kāi)展，STEM教育開(kāi)始受到社會(huì)各界人士的廣泛關(guān)注，但在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中常常會(huì)出現(xiàn)學(xué)生以及教師無(wú)法適應(yīng)的情況，因此當(dāng)前STEM教育的主要研究重點(diǎn)便是如何應(yīng)用到本土環(huán)境中。對(duì)于STEM課程來(lái)說(shuō)，可有效培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)以及實(shí)踐能力，強(qiáng)化學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力以及解決問(wèn)題的能力。本文主要研究了基于核心素養(yǎng)的STEM主題課程構(gòu)建與實(shí)踐應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng);STEM課程;實(shí)踐應(yīng)用

中圖分類號(hào)：G633? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? 文章編號(hào)：0493-2099（2021）12-0068-02

【Abstract】In recent years， with the continuous development of my country's education system reform， STEM education has begun to receive widespread attention from people from all walks of life， but in the process of practical application， there are often situations where students and teachers cannot adapt. Therefore， the current STEM education The main research focus is how to apply it to the local environment. For STEM courses， it can effectively cultivate students' comprehensive literacy and practical ability， and strengthen students' ability to discover and solve problems. This article mainly studies the construction and practical application of STEM subject courses based on core literacy.

【Keywords】Core literacy; STEM courses; Practical application

STEM主題課程包含數(shù)學(xué)、工程、技術(shù)以及科學(xué)四門課程。STEM教育作為一種全新的教學(xué)形式，可對(duì)四個(gè)學(xué)科進(jìn)行整合，因此在當(dāng)前時(shí)代背景下得到了社會(huì)各界人士的廣泛關(guān)注。對(duì)于STEM教育來(lái)說(shuō)，起源于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，對(duì)于個(gè)人、地區(qū)以及國(guó)家來(lái)說(shuō)十分重要，因此目前許多國(guó)家都開(kāi)始積極應(yīng)用STEM教育模式到實(shí)際課堂教學(xué)過(guò)程中。現(xiàn)如今，我國(guó)對(duì)STEM人才數(shù)量的需求較高，但我國(guó)的STEM課程以及高質(zhì)量STEM教師十分缺乏，因此應(yīng)根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況開(kāi)展合理有效的STEM主題課程，從而培養(yǎng)高素質(zhì)人才。

一、基于工程設(shè)計(jì)的STEM主題課程構(gòu)建

近年來(lái)，隨著我國(guó)教育體制改革的不斷推進(jìn)，素質(zhì)教育開(kāi)始受到社會(huì)各界人士的廣泛關(guān)注，教師與學(xué)生應(yīng)積極使用全新的教學(xué)方法以及學(xué)習(xí)方式，改變傳統(tǒng)的死記硬背模式，提高學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位，將教師作為教學(xué)活動(dòng)的推動(dòng)者來(lái)促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。對(duì)于小學(xué)不同課程的教學(xué)內(nèi)容來(lái)說(shuō)，無(wú)法幫助學(xué)生解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，同時(shí)由于部分學(xué)生的思維靈活性較差，在對(duì)問(wèn)題進(jìn)行解決的過(guò)程中只能使用較為簡(jiǎn)單的概念知識(shí)。因此為了對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行解決，融合了數(shù)學(xué)教育、技術(shù)教育、科學(xué)教育以及工程教育的STEM教育可對(duì)學(xué)生的解決問(wèn)題能力進(jìn)行有效培養(yǎng)，而在實(shí)施STEM主題課程的過(guò)程中使用工程設(shè)計(jì)已成為主要方式，可有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率以及學(xué)習(xí)質(zhì)量。

對(duì)于工程設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，主要應(yīng)用于工程領(lǐng)域中的問(wèn)題解決工作，其設(shè)計(jì)過(guò)程包含市場(chǎng)運(yùn)作、市場(chǎng)分析、實(shí)驗(yàn)、確定需求、分析、設(shè)定目標(biāo)、設(shè)計(jì)規(guī)范、方案評(píng)估、設(shè)計(jì)約束、概念產(chǎn)生以及功能分析等內(nèi)容，基于工程設(shè)計(jì)的教學(xué)模式可有效應(yīng)用至STEM主題課程中。而工程設(shè)計(jì)包含系統(tǒng)思考、優(yōu)化、預(yù)測(cè)分析以及約束識(shí)別等核心要素，同時(shí)在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)使用以下工程設(shè)計(jì)步驟：第一先對(duì)問(wèn)題進(jìn)行明確，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析并確定解決問(wèn)題的方式，對(duì)限制解決問(wèn)題的要素例如安全性、材料可用性以及成本等進(jìn)行確定。第二為想法的產(chǎn)生，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作與討論，從而構(gòu)建出多樣化的解決方案，使用互聯(lián)網(wǎng)以及相關(guān)書籍等路徑對(duì)問(wèn)題進(jìn)行研究。第三可對(duì)合適的解決方案進(jìn)行選擇，制作相應(yīng)的草圖，并標(biāo)注所需材料。第四便可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行制作，學(xué)生可針對(duì)所選擇的解決方案、材料以及草圖開(kāi)展產(chǎn)品制作環(huán)節(jié)，在制作過(guò)程中不斷進(jìn)行完善與創(chuàng)新。第五為測(cè)試環(huán)節(jié)，學(xué)生可使用相關(guān)測(cè)試儀器對(duì)構(gòu)建好的模型進(jìn)行測(cè)試，對(duì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的地方進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與思考，并對(duì)整體工程進(jìn)行反思。第六教師可引導(dǎo)不同小組對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行展示，并進(jìn)行相互交流，從而提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。

二、基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的STEM主題課程構(gòu)建

基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的STEM主題課程可為學(xué)生構(gòu)建真實(shí)的教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生在真實(shí)的項(xiàng)目中工作與學(xué)習(xí)，對(duì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題以及復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行解決，并通過(guò)對(duì)真實(shí)產(chǎn)品進(jìn)行展示的方式表現(xiàn)其技能與知識(shí)，使學(xué)生在參與真實(shí)項(xiàng)目的過(guò)程中提高溝通技巧、創(chuàng)造力以及批判性思維。基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的STEM主題課程的主要核心便是將學(xué)生作為教學(xué)中心，使學(xué)生在參與項(xiàng)目的過(guò)程中接受真實(shí)的挑戰(zhàn)。基于項(xiàng)目的主題課程周期具有多樣化的類型，從一節(jié)課的時(shí)間到數(shù)月時(shí)間不等，許多項(xiàng)目學(xué)習(xí)課程與當(dāng)?shù)貑?wèn)題以及需求具有密切聯(lián)系，經(jīng)過(guò)數(shù)周的完成后可形成最終產(chǎn)品。基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的STEM主題課程擁有考核與反饋、項(xiàng)目準(zhǔn)備、分析討論、制訂計(jì)劃以及項(xiàng)目實(shí)施五個(gè)部分，在開(kāi)展課程教學(xué)的過(guò)程中教師可使用多樣化的主題進(jìn)行教學(xué)，如水與自然、探索太空軌道以及工程建筑結(jié)構(gòu)等，可將工程、教學(xué)、技術(shù)以及科學(xué)等主題進(jìn)行融合，從而提高教學(xué)效率以及教學(xué)質(zhì)量。

三、基于科學(xué)探究的STEM主題課程構(gòu)建

真實(shí)的情境教學(xué)可幫助學(xué)生將所學(xué)知識(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)化并理解，因此教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的好奇心以及思維能力，使學(xué)生可以高效對(duì)問(wèn)題進(jìn)行思考與行動(dòng)，并鍛煉其發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力。在進(jìn)行STEM教育的過(guò)程中大部分教師常常會(huì)出現(xiàn)教學(xué)效果不高的情況，這是由于許多教師沒(méi)有相應(yīng)的科學(xué)研究經(jīng)驗(yàn)，因此導(dǎo)致其只具備相應(yīng)的理論觀點(diǎn)，沒(méi)有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。因此教師應(yīng)與學(xué)生一同在科學(xué)探究的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出多種類型的猜想，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)相關(guān)猜想進(jìn)行驗(yàn)證，從而幫助學(xué)生掌握相應(yīng)的科學(xué)知識(shí)內(nèi)容。

四、基于問(wèn)題解決的STEM主題課程構(gòu)建

構(gòu)建基于問(wèn)題解決的STEM主題課程可有效對(duì)技術(shù)、工程以及綜合數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力、解決問(wèn)題能力以及批判性思維，在對(duì)學(xué)習(xí)材料進(jìn)行選擇的過(guò)程中，高質(zhì)量的學(xué)習(xí)教材可吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)注意力，還可提高學(xué)生的溝通能力以及協(xié)同能力。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，基于問(wèn)題進(jìn)行學(xué)習(xí)十分重要，可使學(xué)生處于高效的學(xué)習(xí)環(huán)境中，對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行解決，并且還可通過(guò)相應(yīng)的教學(xué)資源、教學(xué)指導(dǎo)制定相應(yīng)的問(wèn)題解決方案，從而幫助學(xué)生對(duì)不同知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行整合。現(xiàn)如今基于問(wèn)題解決的學(xué)習(xí)方式已廣泛應(yīng)用于地理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、工程學(xué)以及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中。

五、結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，市場(chǎng)對(duì)于高素質(zhì)人才的要求越來(lái)越高。對(duì)于小學(xué)信息化教學(xué)來(lái)說(shuō)，STEM主題課程的開(kāi)展可有效培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維能力、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題以及解決問(wèn)題的能力，從而引導(dǎo)其向復(fù)合型人才發(fā)展。因此教師應(yīng)在日常課堂教學(xué)過(guò)程中積極構(gòu)建多元化的STEM主題課程，幫助學(xué)生健康成長(zhǎng)。

注：本文為“中國(guó)STEM教育2029創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃”立項(xiàng)課題“基于核心素養(yǎng)的STEM課程開(kāi)發(fā)與建設(shè)研究”（課題立項(xiàng)號(hào)：2018STEM060）的階段性研究成果。

參考文獻(xiàn)：

[1]董吉玉，王帆，彭致君， 等.以學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的STEM課程融合之路——以數(shù)學(xué)學(xué)科為引領(lǐng)[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2020（09）.

[2]艾蒂，韓敘虹.基于物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)的 STEM 教學(xué)的實(shí)踐——以“反沖小車”為例[J].中學(xué)物理（高中版），2019（05）.

[3]林冰冰，鄭健，邱曉峰.落實(shí)核心素養(yǎng)的高中物理教學(xué)資源開(kāi)發(fā) ——基于STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)框架的策略[J].福建基礎(chǔ)教育研究，2020（07）.

[4]韓敘虹.基于物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)的STEM教學(xué)的實(shí)踐與探索 ——以“重現(xiàn)富蘭克林的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為例[J].中學(xué)物理（高中版），2018（03）.

[5]李南方，解子洋.基于STEM素養(yǎng)的項(xiàng)目化教學(xué)案例分析——以“含銅酸性廢水的處理”為例[J].化學(xué)教與學(xué)，2019（02）.

（責(zé)任編輯? 李? 芳）