STEM項(xiàng)目學(xué)生研究手冊(cè)

郝瑞輝

“STEM項(xiàng)目學(xué)生研究手冊(cè)”慕課以達(dá)西.哈蘭德（美）編著的《STEM項(xiàng)目學(xué)生研究手冊(cè)》為藍(lán)本，由中國青少年科技輔導(dǎo)員協(xié)會(huì)委托《中國科技教育》雜志社和江蘇漢博教育培訓(xùn)中心共同制作，并于2015年12月28日2016年3月18日在線開課，課程凈時(shí)長(zhǎng)為7周。共有來自全國20多個(gè)省區(qū)市的651名科技教育工作者參與這次免費(fèi)的在線學(xué)習(xí)課程，其中71名學(xué)員通過自身努力完成了全部課程要求，獲取了結(jié)業(yè)證書。

該慕課課程適合指導(dǎo)學(xué)生開展科學(xué)研究項(xiàng)目的廣大科技輔導(dǎo)員、科學(xué)教師，同時(shí)也適合希望開展科學(xué)研究項(xiàng)目的中學(xué)生。課程系統(tǒng)介紹了研究者應(yīng)如何完整地開展一項(xiàng)科學(xué)研究，從實(shí)踐操作的角度提出了非常具體而實(shí)用的建議，以幫助教師在科學(xué)研究過程中的不同階段對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。此外，該課程結(jié)合授課專家團(tuán)隊(duì)豐富的科研、賽事評(píng)審，以及學(xué)生科研項(xiàng)目指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)，課程中使用了大量真實(shí)的青少年科技創(chuàng)新賽事案例，對(duì)教師指導(dǎo)學(xué)生開展研究性學(xué)習(xí)，參加青少年科技競(jìng)賽或科技社團(tuán)活動(dòng)等都有實(shí)際的指導(dǎo)作用。

課程簡(jiǎn)介

“STEM項(xiàng)目學(xué)生研究手冊(cè)”慕課課程由3個(gè)部分14個(gè)章節(jié)共26節(jié)課程視頻組成，每節(jié)課程視頻講授1個(gè)知識(shí)點(diǎn)，視頻長(zhǎng)度8-25分鐘。課程主要內(nèi)容共分為課程導(dǎo)引，開展STEM研究項(xiàng)目，以及參賽指南3大部分，詳見圖1。

課程導(dǎo)引作為慕課課程的開篇，主要介紹了課程的內(nèi)容框架，幫助教師了解課程背景，迅速進(jìn)入學(xué)習(xí)環(huán)境中，并作好課程的相關(guān)準(zhǔn)備。第二部分內(nèi)容為本課程的核心，帶領(lǐng)參培教師體驗(yàn)完整的STEM研究項(xiàng)目的開展過程。從確定選題、進(jìn)行研究設(shè)計(jì)、開展背景研究、撰寫研究方案，到進(jìn)行研究記錄、分析、解釋和展示數(shù)據(jù)，再到最后撰寫論文和進(jìn)行交流，系統(tǒng)地介紹了項(xiàng)目研究者應(yīng)如何完整地開展一項(xiàng)S7EM項(xiàng)目研究，從實(shí)踐操作的角度提出了非常具體而實(shí)用的建議。最后，為幫助教師指導(dǎo)學(xué)生開展研究性項(xiàng)目參加青少年科技類競(jìng)賽，課程特設(shè)立第三部分“參賽指南”，通過對(duì)全國青少年科技創(chuàng)新大賽、英特爾國際科學(xué)與工程大獎(jiǎng)賽等賽事介紹，以及名家名師對(duì)典型獲獎(jiǎng)案例的評(píng)析，對(duì)教師指導(dǎo)學(xué)生參賽提供實(shí)用的參考。

課程設(shè)計(jì)與實(shí)施

在課程設(shè)計(jì)方面，課程設(shè)計(jì)者圍繞每章知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，形成以視頻為主的教學(xué)資源。每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括學(xué)習(xí)目標(biāo)、視頻類型、學(xué)習(xí)者行為、練習(xí)評(píng)測(cè)、討論主題、附件資料。由于該慕課課程的課量較大，每周的學(xué)習(xí)容量為3-4節(jié)課，每周一上午9點(diǎn)定時(shí)更新當(dāng)周學(xué)習(xí)內(nèi)容。

該慕課課程形式多樣，內(nèi)嵌豐富的實(shí)踐案例，學(xué)員可以在1周內(nèi)自由安排時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)。學(xué)員從第1個(gè)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)視頻開始，自主觀看視頻，完成平臺(tái)練習(xí)，達(dá)到知識(shí)的初步理解。學(xué)習(xí)過程中，學(xué)員可以與主講教師和同期學(xué)員進(jìn)行在線交流。1個(gè)學(xué)習(xí)單元結(jié)束時(shí)，學(xué)員將完成單元作業(yè)，并且提交線上由教師進(jìn)行評(píng)分和指導(dǎo)。在這個(gè)過程中，教學(xué)組織者收集學(xué)習(xí)者的在線學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，如單節(jié)課的測(cè)試情況、討論主題的交流情況、存在的主要學(xué)習(xí)問題等。最后，學(xué)習(xí)者就可以通過線上作業(yè)和討論再次檢測(cè)自己的學(xué)習(xí)效果，從而繼續(xù)下一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。該課程的基本學(xué)習(xí)流程如圖2所示，除陰影顯示的線下活動(dòng)外，學(xué)員可自主在線完成。此外，該課程還配套了相應(yīng)的課后作業(yè)檢測(cè)當(dāng)周學(xué)習(xí)效果，在慕課課程學(xué)習(xí)中及學(xué)習(xí)末，分別設(shè)置了綜合性的中期作業(yè)和期末作業(yè)，全面考查參訓(xùn)學(xué)員的課程學(xué)習(xí)效果。

課程采用郵件、QQ、討論區(qū)等多種方式的結(jié)合，促進(jìn)師生之間、生生之間的多向交流，學(xué)員基本能夠自主完成在線學(xué)習(xí)任務(wù)。學(xué)員可以通過課程公告、課程郵件主動(dòng)關(guān)注在線學(xué)習(xí)方面的信息，關(guān)注課程內(nèi)容的更新、熱點(diǎn)討論的話題及課程作業(yè)的反饋等。

為了幫助學(xué)員更好地理解課程內(nèi)容，完成課程作業(yè)，每節(jié)課程均附帶相應(yīng)的配套資料，如課件、術(shù)語表、課程閱讀資料、優(yōu)秀案例資源、軟件工具包等豐富的教學(xué)資源及實(shí)用的教學(xué)工具。學(xué)員可以根據(jù)學(xué)習(xí)需要在慕課平臺(tái)上免費(fèi)進(jìn)行下載。

課程評(píng)測(cè)

本次慕課開展過程中，采取了更為開放的在線評(píng)測(cè)方式，既降低了學(xué)員每周的學(xué)習(xí)難度，又保證了在線評(píng)測(cè)的連貫性，盡量從課程參與過程的各個(gè)方面客觀地評(píng)價(jià)每個(gè)學(xué)員。課程考核點(diǎn)分別為在線參與度、過程性評(píng)測(cè)和總結(jié)性評(píng)測(cè)3個(gè)方面，評(píng)價(jià)比例分別為30%、30%和40%，以便更真實(shí)地反映學(xué)員的學(xué)習(xí)參與程度。

在線參與度包括參與討論主題、在線記錄筆記、觀看課程視頻等。這些能夠體現(xiàn)學(xué)員是否真正地參與到在線學(xué)習(xí)過程中，課程要求學(xué)員每周至少參與2個(gè)討論主題，發(fā)表自己的觀點(diǎn)；在觀看學(xué)習(xí)視頻過程中，隨時(shí)記錄下自己的筆記要點(diǎn)，真正主動(dòng)地投入到學(xué)習(xí)中。

過程性評(píng)測(cè)主要以每周課后作業(yè)的形式檢測(cè)當(dāng)周的學(xué)習(xí)效果。題目雖然多為客觀題形式，但在問題設(shè)計(jì)上，充分融合當(dāng)周學(xué)習(xí)內(nèi)容，從基本概念的辨析到重要概念的理解，并適當(dāng)設(shè)計(jì)知識(shí)遷移情境，能夠?yàn)閷W(xué)員的課程學(xué)習(xí)提供有效的自我檢測(cè)與反饋，同時(shí)也為課程改進(jìn)提供參考依據(jù)。例如，在第1周學(xué)習(xí)之后，圍繞這周的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容“研究設(shè)計(jì)”，不僅要考查學(xué)員對(duì)STEM的基本理解，而且還要從真實(shí)問題出發(fā)，靈活地考查學(xué)員對(duì)研究設(shè)計(jì)的理解。對(duì)于正確率過低的評(píng)測(cè)題，我們將反思題目設(shè)計(jì)是否存在偏差、學(xué)員對(duì)該知識(shí)點(diǎn)是否存在理解不足等問題，尋求進(jìn)一步改進(jìn)計(jì)劃。

總結(jié)性評(píng)測(cè)與課程學(xué)習(xí)階段相對(duì)應(yīng)，每個(gè)階段結(jié)束后分別設(shè)置了綜合性的中期作業(yè)和期末作業(yè)，在過程性評(píng)測(cè)基礎(chǔ)上，全面考查參訓(xùn)學(xué)員的課程學(xué)習(xí)階段性效果。中期作業(yè)要求撰寫一個(gè)STEM項(xiàng)目研究方案，考查學(xué)員對(duì)項(xiàng)目問題提出到研究設(shè)計(jì)的綜合理解。期末作業(yè)則將考查點(diǎn)上升到評(píng)價(jià)的層次，要求學(xué)員評(píng)析所提供的項(xiàng)目研究論文，實(shí)現(xiàn)從知識(shí)理解到知識(shí)輸出的過程。雖然作業(yè)回收數(shù)量不高，但是所收到的作業(yè)完成質(zhì)量很好，學(xué)員基本能夠獨(dú)立策劃一個(gè)STEM項(xiàng)目，并能在實(shí)施后明確項(xiàng)目研究論文的撰寫要點(diǎn)，達(dá)到了對(duì)STEM項(xiàng)目的綜合理解和評(píng)價(jià)應(yīng)用的培訓(xùn)目標(biāo)。

課程反饋

慕課平臺(tái)反饋分析

根據(jù)對(duì)本次使用慕課平臺(tái)的學(xué)員反饋分析來看，觀看過學(xué)習(xí)視頻的有效學(xué)員共有489名，占報(bào)名學(xué)員的75.1%；觀看了一半以上學(xué)習(xí)視頻的，共有166名，占25.5%；觀看了全部學(xué)習(xí)視頻的，共79名學(xué)員，與課程通過率相當(dāng)。

在學(xué)習(xí)視頻播放次數(shù)上，累計(jì)播放次數(shù)高達(dá)1萬次以上，1天最多可達(dá)到896次。參與學(xué)習(xí)的學(xué)員平均能夠觀看學(xué)習(xí)視頻1.8次，這說明大部分學(xué)員會(huì)重復(fù)觀看，以加深理解。學(xué)習(xí)視頻的觀看高峰出現(xiàn)在每周課程更新當(dāng)天前后，上午的9-10點(diǎn)是一天中的高峰期，下午24點(diǎn)和晚上8-10點(diǎn)也是學(xué)習(xí)比較集中的時(shí)段。

網(wǎng)絡(luò)調(diào)查問卷分析

為了進(jìn)一步收集學(xué)員的在線學(xué)習(xí)體驗(yàn)情況，在慕課課程結(jié)束階段，為學(xué)員發(fā)放了網(wǎng)絡(luò)調(diào)查問卷，共回收有效問卷108份。

數(shù)據(jù)顯示，本次參與的學(xué)員覆蓋了全國20個(gè)省市，以科學(xué)教師或科技輔導(dǎo)員為主，占64%，也有其他學(xué)科教師和科技館工作人員。這些教師中，大多數(shù)具有科學(xué)背景（物理、化學(xué)、生物、地理、科學(xué)），約占87%（94人），男女比例相當(dāng)（比例分別為58%、42%），以中青年為主。

在對(duì)學(xué)員參加本次慕課課程學(xué)習(xí)的原因調(diào)查中顯示，大部分學(xué)員表示“想更新或擴(kuò)展知識(shí)”、“課程和我目前的工作及專業(yè)發(fā)展有關(guān)”，其他選擇“出于興趣、好奇或感到新鮮”、“希望與同領(lǐng)域的其他老師更多交流”等選項(xiàng)所占比例也較大（見圖3）。

經(jīng)過持續(xù)9周的在線學(xué)習(xí)，學(xué)員對(duì)于授課內(nèi)容和授課形式給予了充分肯定。在課程設(shè)計(jì)和課程體驗(yàn)方面，表現(xiàn)出很大的認(rèn)同，兩項(xiàng)的平均評(píng)分分別為4.59和4.54（認(rèn)同程度由低到高分別用1-5表示）。特別是對(duì)教學(xué)內(nèi)容劃分與呈現(xiàn)、視頻表達(dá)、授課節(jié)奏、作業(yè)考核等方面給予了好評(píng)，認(rèn)為課程資源對(duì)個(gè)人學(xué)習(xí)有幫助、課程學(xué)習(xí)能促進(jìn)工作發(fā)展，同時(shí)覺得自己的在線學(xué)習(xí)能力得到提升，并表示希望繼續(xù)學(xué)習(xí)后續(xù)課程。

在對(duì)學(xué)員“該慕課學(xué)習(xí)最吸引人的地方是哪里”的調(diào)查中顯示，學(xué)員們普遍認(rèn)為該課程最吸引人的是課程內(nèi)容、授課教師和授課形式。學(xué)員們?cè)诜答佒羞@樣寫道：“教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)化、條理化、直觀化，界面清晰，主持親切，感覺很好！”“講課形式新穎，視頻長(zhǎng)短合適，不會(huì)造成學(xué)習(xí)疲勞。”“免費(fèi)，知識(shí)系統(tǒng)，作業(yè)適量，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，時(shí)間空間都很自由。”“視頻課程簡(jiǎn)短，任務(wù)明確，容易理解，容易學(xué)習(xí)，老師們講課條理清晰重點(diǎn)突出。”

同時(shí)，不少學(xué)員也表示，通過該課程的學(xué)習(xí)，加深了對(duì)STEM的了解。其中一位學(xué)員這樣寫道：“STEM項(xiàng)目是日后國家發(fā)展的一個(gè)重要方向，能夠早早地認(rèn)知對(duì)以后的教育發(fā)展很有幫助。學(xué)完此次課程會(huì)對(duì)以后研究STEM項(xiàng)目相關(guān)知識(shí)有所促進(jìn)，對(duì)以后參加全國青少年科技創(chuàng)新大賽中科技輔導(dǎo)員的評(píng)比有很大的幫助。”

另一位學(xué)員也表示了對(duì)課程的認(rèn)可：“在學(xué)習(xí)之前，雖然了解過STEM，但還是覺得離生活有些遙遠(yuǎn)，論文什么的也都沒有頭緒，但是學(xué)過之后才明白生活中的很多東西都是和科學(xué)有關(guān)，科學(xué)并不高冷，它既源于生活，同時(shí)又高于生活，我是真的很喜歡科學(xué)，就算現(xiàn)在有很多人并不認(rèn)為學(xué)習(xí)科學(xué)有什么重要，但是之后科學(xué)會(huì)是一個(gè)社會(huì)發(fā)展的主流，所以希望STEM項(xiàng)目能夠被更多的人意識(shí)到，也希望我能和STEM項(xiàng)目一起成長(zhǎng)。”