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

畢經(jīng)海

【摘? 要】近年來，隨著我國教育體制改革的不斷開展，STEM教育開始受到社會各界人士的廣泛關(guān)注，但在實際應(yīng)用的過程中常常會出現(xiàn)學(xué)生以及教師無法適應(yīng)的情況，因此當(dāng)前STEM教育的主要研究重點便是如何應(yīng)用到本土環(huán)境中。對于STEM課程來說，可有效培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)以及實踐能力，強化學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力以及解決問題的能力。本文主要研究了基于核心素養(yǎng)的STEM主題課程構(gòu)建與實踐應(yīng)用。

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

中圖分類號：G633? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? 文章編號：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，可對四個學(xué)科進行整合，因此在當(dāng)前時代背景下得到了社會各界人士的廣泛關(guān)注。對于STEM教育來說，起源于西方發(fā)達國家，對于個人、地區(qū)以及國家來說十分重要，因此目前許多國家都開始積極應(yīng)用STEM教育模式到實際課堂教學(xué)過程中。現(xiàn)如今，我國對STEM人才數(shù)量的需求較高，但我國的STEM課程以及高質(zhì)量STEM教師十分缺乏，因此應(yīng)根據(jù)我國的實際情況開展合理有效的STEM主題課程，從而培養(yǎng)高素質(zhì)人才。

一、基于工程設(shè)計的STEM主題課程構(gòu)建

近年來，隨著我國教育體制改革的不斷推進，素質(zhì)教育開始受到社會各界人士的廣泛關(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)活動的推動者來促進學(xué)生的學(xué)習(xí)。對于小學(xué)不同課程的教學(xué)內(nèi)容來說，無法幫助學(xué)生解決現(xiàn)實問題，同時由于部分學(xué)生的思維靈活性較差，在對問題進行解決的過程中只能使用較為簡單的概念知識。因此為了對以上問題進行解決，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教育可對學(xué)生的解決問題能力進行有效培養(yǎng)，而在實施STEM主題課程的過程中使用工程設(shè)計已成為主要方式，可有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率以及學(xué)習(xí)質(zhì)量。

對于工程設(shè)計來說，主要應(yīng)用于工程領(lǐng)域中的問題解決工作，其設(shè)計過程包含市場運作、市場分析、實驗、確定需求、分析、設(shè)定目標(biāo)、設(shè)計規(guī)范、方案評估、設(shè)計約束、概念產(chǎn)生以及功能分析等內(nèi)容，基于工程設(shè)計的教學(xué)模式可有效應(yīng)用至STEM主題課程中。而工程設(shè)計包含系統(tǒng)思考、優(yōu)化、預(yù)測分析以及約束識別等核心要素，同時在教學(xué)過程中應(yīng)使用以下工程設(shè)計步驟：第一先對問題進行明確，對問題進行分析并確定解決問題的方式，對限制解決問題的要素例如安全性、材料可用性以及成本等進行確定。第二為想法的產(chǎn)生，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生進行團隊合作與討論，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)書籍等路徑對問題進行研究。第三可對合適的解決方案進行選擇，制作相應(yīng)的草圖，并標(biāo)注所需材料。第四便可以對產(chǎn)品進行制作，學(xué)生可針對所選擇的解決方案、材料以及草圖開展產(chǎn)品制作環(huán)節(jié)，在制作過程中不斷進行完善與創(chuàng)新。第五為測試環(huán)節(jié)，學(xué)生可使用相關(guān)測試儀器對構(gòu)建好的模型進行測試，對發(fā)現(xiàn)問題的地方進行重新設(shè)計與思考，并對整體工程進行反思。第六教師可引導(dǎo)不同小組對產(chǎn)品進行展示，并進行相互交流，從而提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。

二、基于項目學(xué)習(xí)的STEM主題課程構(gòu)建

基于項目學(xué)習(xí)的STEM主題課程可為學(xué)生構(gòu)建真實的教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生在真實的項目中工作與學(xué)習(xí)，對現(xiàn)實問題以及復(fù)雜問題進行解決，并通過對真實產(chǎn)品進行展示的方式表現(xiàn)其技能與知識，使學(xué)生在參與真實項目的過程中提高溝通技巧、創(chuàng)造力以及批判性思維?；陧椖繉W(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)生在參與項目的過程中接受真實的挑戰(zhàn)。基于項目的主題課程周期具有多樣化的類型，從一節(jié)課的時間到數(shù)月時間不等，許多項目學(xué)習(xí)課程與當(dāng)?shù)貑栴}以及需求具有密切聯(lián)系，經(jīng)過數(shù)周的完成后可形成最終產(chǎn)品?；陧椖繉W(xué)習(xí)的STEM主題課程擁有考核與反饋、項目準備、分析討論、制訂計劃以及項目實施五個部分，在開展課程教學(xué)的過程中教師可使用多樣化的主題進行教學(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

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

四、基于問題解決的STEM主題課程構(gòu)建

構(gòu)建基于問題解決的STEM主題課程可有效對技術(shù)、工程以及綜合數(shù)據(jù)進行融合，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力、解決問題能力以及批判性思維，在對學(xué)習(xí)材料進行選擇的過程中，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。對于學(xué)生來說，基于問題進行學(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，對實際問題進行解決，并且還可通過相應(yīng)的教學(xué)資源、教學(xué)指導(dǎo)制定相應(yīng)的問題解決方案，從而幫助學(xué)生對不同知識內(nèi)容進行整合。現(xiàn)如今基于問題解決的學(xué)習(xí)方式已廣泛應(yīng)用于地理學(xué)、計算機科學(xué)、工程學(xué)以及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中。

五、結(jié)語

近年來，隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)水平的不斷進步，市場對于高素質(zhì)人才的要求越來越高。對于小學(xué)信息化教學(xué)來說，STEM主題課程的開展可有效培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力、創(chuàng)新思維能力、發(fā)現(xiàn)問題以及解決問題的能力，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。

注：本文為“中國STEM教育2029創(chuàng)新行動計劃”立項課題“基于核心素養(yǎng)的STEM課程開發(fā)與建設(shè)研究”（課題立項號：2018STEM060）的階段性研究成果。

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（責(zé)任編輯? 李? 芳）