淺談STEM教育的實踐應用

王翎

摘 要：進入21世紀，STEM教育已經在全世界引起了廣泛的關注和影響。STEM教育是通過基于情境、基于工程設計、基于項目等方式將科學、技術、工程和數(shù)學四門學科進行融合的跨學科教育，具有綜合性、多樣性、循環(huán)性、開放性和趣味性的特點。

關鍵詞：STEM教育 教學內容 教學體系 教育評價

近年來，STEM教育受到各界廣泛關注，特別是教育部發(fā)布《關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見（征求意見稿）》，談到未來5年對教育信息化的規(guī)劃時，提出學校要探索STEM教育、創(chuàng)客教育。筆者作為一線信息技術課教師有意無意地率先走到了STEM教育潮流中去，在教學過程中，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，但是在實際教學中如何科學地設計、如何有效地應用，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踐中的粗淺體會和心得，希望能和同行們共同思考STEM教育未來的發(fā)展。

一、教學目標的創(chuàng)造性

STEM教育的總體教學目標是以3D打印設備、電子元件設備、Scratch編程工具等前沿科技為手段，綜合運用多門學科知識，立足學習過程，在真實問題情境中進行探究式的學習，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，實踐能力、探索精神、協(xié)作意識和科學素養(yǎng)。

在遵循總體目標的前提下，可從三維目標來具體劃分：

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

第二是過程與方法方面：要求學生在教師的引導下，以小組為單位，利用多學科知識和多種工具資源，進行探索式的學習，通過觀察、思考、實踐和感悟，掌握分析問題和解決問題的方法。

第三是情感態(tài)度與價值觀方面：通過真實體驗和探索實踐，提高學生動手解決問題的興趣，培養(yǎng)學生勇于探究、主動參與、互幫互助的學習精神。

二、教學內容的開放性

教學內容是整個教學體系的核心要素，承接教學目標，并直接決定教學工具的選擇、教學活動的組織以及教學評價的設計等環(huán)節(jié)。與傳統(tǒng)分學科的書本知識不同，STEM教育的教學設計，既要包含學生需要掌握的知識點。還有基于真實的問題情境，并充滿創(chuàng)造性和開放性，吸引學生注意力，激發(fā)學生的學習動機，給學生帶來學習的趣味性。為此，一方面教師可以把知識內容轉化為真實生活中一個個有趣的問題，把學科知識和實際生活聯(lián)系起來，組織學生思考和實踐。另一方面可以把具體內容游戲化，教師為學生設計一些小游戲，比如闖關類角色扮演類猜謎類等等，進一步激發(fā)學生的學習興趣。

STEM教育內容強調“做中學”、“學中做”的教學理念。目前，我們實踐中主要以學生的學習興趣和認知水平為基礎，以信息技術內容為主，其余學科內容為輔，通過精心挑選真實生活中的問題和任務，讓真實問題成為貫穿整個學習過程的主線，把核心問題轉化為一系列的學習任務。上課地點不再是黑板加粉筆、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打印機等等先進科技工具的綜合實踐活動室中，學生使用先進的學習工具，通過自主協(xié)作和創(chuàng)造性地應用多門學科知識，解決實際問題提高能力。此外，在學習過程中，教師還要注意為學生創(chuàng)設不同的問題情境，通過在多種情景下的遷移運用，利用多門學科知識積極探索，培養(yǎng)學生發(fā)散思維和創(chuàng)造思維，進一步鞏固和深化所學知識，達到深度學習的層次。

三、教學項目的真實性

確定教學內容之后。就要把這些設計好的內容轉化為可操作的教學項目。要進行具體任務的設計。教師把教學內容轉化為一個個真實的實踐項目。這些項目以問題為出發(fā)點，每個項目要根據(jù)知識點涉及多個教學內容，讓學生帶著問題參與其中通過參與實踐和完成一系列任務掌握知識技能培養(yǎng)探索精神。在項目具體設計師。

我們的體會是在設計中達到操作要求：一是項目要源于學生的真實生活與真實生活密切相關。二是項目要有一定的新穎性和趣味性能夠激發(fā)學生學習的動力。三是項目要包含學生所要掌握的知識點。四是項目要有一定復雜性和建構性，讓學生進行協(xié)作探究式的學習。五是多個項目和活動之間要有一定的梯度性，分為不同層次，彼此間由淺入深，一方面可以讓學生循序漸進地掌握所學知識培養(yǎng)知識遷移能力，另一方面可以滿足不同水平學生的需要，促進個性化學習。另外教學項目的設計，除了滿足學生需求之外，還要考慮實施的其他實際條件，比如教師水平，硬件設備軟件工具活動地點，其他社會資源等等。

四、教學評價的多維性

STEM教育的評價，應以過程性評價為主、總結性評價為輔，并采用多元化的評價方式，主要是對學生的創(chuàng)造意識、問題解決能力和創(chuàng)造能力進行評估。

過程性評價方面，教師評價，主要評估學生在學習過程中表現(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、在線學習行為記錄、隨堂檢測等方式。學生互評，主要是對同伴在學習過程中表現(xiàn)進行評估，比如參與度積極性等等。同學之間可以互相鼓勵。學生自評，主要是對自己表現(xiàn)進行反思。

總結性評價方面，在教學活動結束之后，教師和學生對學習效果進行檢驗，看是否達到預期效果，在這里需要強調評價不是目的，只是手段，STEM教育的真實目的是讓學生體驗真實情境中探究學習的過程，達到熱愛學習，熱愛生活的實質目標。

STEM教育作為一種全新的教育范式，顛覆了傳統(tǒng)的教與學方式，將會推動整個教育體系的發(fā)展與變革，具有廣闊的應用前景。當然，實踐中作為任教教師還面臨了許多挑戰(zhàn)：如何將STEM教育與信息技術深度融合；如何設計有效的評價體系；如何促進不同學科之間進行跨學科協(xié)作教學；如何把教育與學校課程、地方課程體系有機融合，真正落到課程教學當中。這些問題都需要我們一線任教教師進行更深入的研究實踐和探索。讓我們做好充足的準備，積極迎接嶄新教育時代的到來。

參考文獻

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