基于“6E”学习模式的STEM校本课程实施策略研究——以工程教育项目活动“创意扫地机器人设计制作”为例

STEM教育强调培养学生采用跨学科思维解决真实问题,注重反思迁移的能力,其与“6E”学习模式的结合,可以更好地指导设计实施STEM校本课程。学生亲历“6E”学习模式各环节,更好地激发学生的学习兴趣,培养学生在真实情境中解决问题的能力。文章针对STEM课程实施存在重要环节缺失、忽视学生学习的主体地位以及实施过程表层化等问题,构建基于“6E”学习模式的STEM校本课程实施策略,以工程教育项目活动为载体,通过问题串加知识链,触发学生高阶思维的培养和STEM核心素养的达成。     

指向深度学习的STEM教育探究

在夯实学科知识的基础上,STEM教育以跨学科思维解决真实问题,注重反思迁移,为深度学习的实现提供可能。文章首先概述了STEM教育的特征,分析了STEM教育与深度学习的关系。接着,文章设计了深度学习的发生路线,并以此为基础确定了STEM教育的实施过程。随后,文章以STEM教育的实施过程为横坐标,以深度学习的发生路线为纵坐标,构建了指向深度学习的STEM教育模型。最后,文章以"抗震建筑的设计与制作"项目为例,从预热、酝酿、发生、成熟四个阶段阐释了指向深度学习的STEM教育模型的具体实施过程。文章的研究推动了深度学习与STEM教育的融合发展,可为课程教学改革提供有益参考。     

工程教育专业认证背景下基于STEM理念的复杂工程问题的构建

针对当前工程教育专业认证中学生解决复杂工程问题能力的培养,文章针对复杂工程问题的定义,结合新的教育理念STEM,并根据STEM教育的特点与复杂工程问题之间的关系,提出了利用STEM理念构建工程教育认证中的复杂工程问题,通过教学设计和实施提高学生解决复杂工程问题的能力。最后以机械设计制造及其自动化专业的机械优化设计课程为例实施,为其他相关专业培养学生解决复杂工程问题的能力提供一定的借鉴。     

基于深度学习的STEM教师教学设计能力培养研究

随着STEM教育的蓬勃发展和教学模式的变革,学者们开始思考如何提高STEM教师的教学设计能力,才能使学生发生深度学习,培养出具有创新精神的人才。现阶段教师的教学设计能力有所欠缺,学生的学习仍处于浅层次阶段。高师院校可从STEM教育的内涵出发,分析STEM教师教学设计能力的特点,以深度学习理论为链接点,从学习者的“学习体验链”和教育者的“教学设计链”两个角度构建“双链循环”的培养模式,采用“确立纵横交错的立体式学习目标、寻找文化传承与地方特色的主题、建立知识解释结构模型图、设计层级问题支架诱发认知冲突、构建多元动态评价标准”等切实可行的培养策略,提高STEM教师培养质量。     

以“工程”为中心的STEM课程驱动问题设计研究

STEM教育源于美国实用主义国策,意在通过跨学科的学习方式培养学生的问题解决能力、创新能力、团队协作能力等21世纪人才需要的综合素养。近年来,STEM教育在我国蓬勃发展的同时,在实践中也存在着课程体系不成熟、教学设计不合理、与学科知识脱节等偏离STEM教育初衷的问题。针对这一情况,本文围绕STEM教育中的核心元素"工程",以工程设计过程为出发点,结合相关案例的分析,从问题的结构与基本特征两个维度探讨了STEM课程中驱动问题的设计。在STEM课程中,以"工程"为中心的驱动问题应当是劣构的、与情境紧密相连的,并且具有领域相关性与动态性。问题的3个关键元素——初始条件、障碍、目标通过与工程设计过程的融合可转换为课程设计的关键元素。以"工程"为中心的驱动问题设计对STEM教育实践的启示包括:在课程中正确地体现跨学科性,注重对学生问题解决能力与工程思维的培养、转变课程评价方式以及多方合力建设STEM课程生态共同体。     

STEM+教育中学习支架设计研究

STEM聚焦于科学技术的应用与创新,关注学生创新精神和实践能力的培养,成为当今世界课程改革的新方向。搭建学习支架帮助学习者跨越专业鸿沟,是STEM+教育有效实施的一个重要途径,也是以学习者为中心理念的重要体现。文章在梳理STEM与学习支架相关概念的基础上,探究STEM学习支架的特征及类型,分析STEM+教育中学习支架设计原则,并基于科学探究的过程,构建STEM+教育中学习支架的设计流程及其学习活动的关系框架,提出STEM+教育中学习支架评价要素,以期为STEM+教育的有效实施以及学习者综合科技素养的提升提供参考。     

基于设计思维的技术教育STEM整合课程研究--以“设计更好的学校”课程为例

设计是技术教育中不可忽略的关键要素之一,设计思维可为各个领域的创新工作提供策略与方法上的指导。基于此,文章首先分析了技术教育中开展基于设计思维的STEM整合课程的机遇和必要性;接着,文章以“设计”为核心理念,提出了技术教育STEM整合课程的设计理念,并以此为指导,构建了基于设计思维的技术教育STEM整合课程框架;随后,文章以“设计更好的学校”课程为例,进行了框架的实践应用;最后,文章就未来技术教育的发展提出了建议。基于设计思维的STEM整合课程将技术与数学、科学、工程进行整合,让学生基于真实的设计挑战开展实践,有助于培养学生的批判性思维、问题解决能力和创新能力。     

STEM教育中科学思维的培养探究

文章首先梳理了STEM教育与科学思维的关系,指出基于STEM教育培养科学思维有助于STEM知识创生、有利于提高问题解决能力、有益于实现STEM知识迁移。随后,文章根据"思维五步法"和STEM教育的核心理念,设计了STEM教育中科学思维的培养策略,具体包括"创设情境、发现问题,观察思考、确定问题,头脑风暴、合理设想,协作探究、科学推理,检验结果、证实推测,检视过程、深入反思"等六个步骤,并且需要教师全程进行指导。最后,文章以"如何制作美味的冰激凌"这一主题为例,对STEM教育中科学思维的培养策略进行了具体应用,并初步分析了其应用效果。STEM教育中科学思维培养策略的提出,可为我国中小学开设STEM课程、培养学生的科学思维提供理论参考,并有助于推动STEM教育的进一步发展。     

高等数学教学中进行STEM教育的教学策略

在高等数学中进行STEM教育可促进学生知识的学习,培养他们的创新能力,提高实际问题解决能力。教师应在STEM教育目标的设置、教育内容的选择和组织、教育过程中对学生的引导三个方面充分发挥作用。文章依据相关理论进行了细致、广泛的论述,提出高等数学STEM教育的目标、内容、过程模式和教师采取的措施,重点论述了教师在STEM教育过程中如何分阶段地采取针对性强、有效的措施引导学生。     

小学航空航天STEM课程教学实践研究

STEM教育作为一种跨学科且具有综合性的教育理念和方法,需要学生合理运用多个学科知识,在实际的生活情景中开展项目,它是一种能够解决真实问题的综合性教育模式.在小学阶段开展与航空航天相关的STEM课程教学,不仅具有很强的实践性与综合性,而且能够培养小学生具有实践能力与思维创造能力.文章主要分析了开展小学航空航天STEM课程教学的意义,最后探索了小学航空航天STEM课程教学的设计与实践策略.