STEM教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施PPT完整全套教學(xué)課件

第一章STEM教育理念

全套PPT課件第一節(jié)STEM教育的內(nèi)涵一、什么是STEM教育STEM教育是將科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineering)和數(shù)學(xué)(Mathematics)四門學(xué)科內(nèi)容有機(jī)融合，創(chuàng)建一個(gè)多學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域，培養(yǎng)學(xué)生探究世界、解決問(wèn)題的能力。STEM教育以真實(shí)問(wèn)題解決為任務(wù)驅(qū)動(dòng)、立足學(xué)習(xí)過(guò)程、多技術(shù)交叉融合，以培養(yǎng)具有全面科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新實(shí)踐能力的人才為根本目標(biāo)。通過(guò)STEM教育，學(xué)生在獲取知識(shí)、探索意識(shí)、學(xué)科融合、技能培養(yǎng)和問(wèn)題解決等方面的能力都將發(fā)生質(zhì)的飛躍。第一節(jié)STEM教育的內(nèi)涵一、什么是STEM教育STEM教育的內(nèi)涵在不斷發(fā)展和完善。美國(guó)學(xué)者者GeorgetteYakman提出STEAM的概念，在STEM中引入“Arts”元素。這里的Arts不單指狹義的美術(shù)、音樂(lè)學(xué)科，還包括人文、歷史、哲學(xué)、宗教等人文藝術(shù)學(xué)科。加入藝術(shù)元素的STEM教育開(kāi)拓了學(xué)生的人文視野和美術(shù)視野，為學(xué)生插上了生創(chuàng)造性和批判性思維的翅膀，形成了“以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，通過(guò)工程和藝術(shù)理解科學(xué)和技術(shù)”的多學(xué)科綜合教育。具有創(chuàng)新素質(zhì)的STEAM人才還應(yīng)該學(xué)會(huì)如何與人交流、溝通和合作，能夠清晰地表達(dá)自己的觀點(diǎn)，撰寫規(guī)范的行業(yè)報(bào)告等等，融合閱讀和寫作（Reading和wRiting）能力的STEAM教育形成了STREAM教育。2015年，奧馬巴簽署《STEM教育法(2015)》，將計(jì)算機(jī)科學(xué)也納入STEM教育，進(jìn)一步拓展了STEM教育的內(nèi)涵。第一節(jié)STEM教育的內(nèi)涵二、四門學(xué)科的內(nèi)在聯(lián)系了解科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四門學(xué)科的內(nèi)在聯(lián)系有助于STEM教育內(nèi)涵的理解?？茖W(xué)在于認(rèn)識(shí)世界、解釋自然界的客觀規(guī)律；科學(xué)關(guān)注的是自然世界存在什么，追尋自然地本質(zhì)。技術(shù)是人類能動(dòng)地改造自然的知識(shí)方法、實(shí)物手段及活動(dòng)過(guò)程。其活動(dòng)的結(jié)果創(chuàng)造出滿足人類存在與發(fā)展的人工物品。其根本目的是改造社會(huì)以適應(yīng)人們的需求。工程通過(guò)研究、實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐所獲得的科學(xué)和數(shù)學(xué)知識(shí)，將其應(yīng)用于開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)地材料和自然力量的方式，為人類造福。工程設(shè)計(jì)是針對(duì)特殊問(wèn)題的解決方案，是在有限條件下的設(shè)計(jì)，自然法則是最基本的限制，其他限制包括時(shí)間、資金、適合的材料、人體工程學(xué)、環(huán)境、政策等。數(shù)學(xué)是研究數(shù)量、結(jié)構(gòu)、變化、空間以及信息等概念的一門學(xué)科。在人類歷史發(fā)展和社會(huì)生活中，數(shù)學(xué)發(fā)揮著不可替代的作用，也是學(xué)習(xí)和研究現(xiàn)代科學(xué)、技術(shù)、工程等必不可少的基本工具。沒(méi)有數(shù)學(xué)，科學(xué)家無(wú)法證明或者定義定理或者原理，工程師無(wú)法設(shè)計(jì)和發(fā)展技術(shù)。

第一節(jié)STEM教育的內(nèi)涵科學(xué)與技術(shù)兩者之間既有聯(lián)系又有區(qū)別，存在辯證統(tǒng)一關(guān)系?？茖W(xué)是目的認(rèn)識(shí)世界，技術(shù)的目的是改造世界?？茖W(xué)為技術(shù)提供改造自然的理論基礎(chǔ)。如愛(ài)因斯坦的相對(duì)論、盧瑟福和波爾的原子模型揭示了原子結(jié)構(gòu)以及核裂變規(guī)律，從而使人類進(jìn)入原子能和電子技術(shù)時(shí)代。技術(shù)將科學(xué)研究成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力，推動(dòng)科學(xué)發(fā)展。如20世紀(jì)初，人類實(shí)現(xiàn)了穿越大西洋的無(wú)線電通訊，工程技術(shù)人員在研究長(zhǎng)途無(wú)線電通訊干擾時(shí)發(fā)現(xiàn)了靜電干擾現(xiàn)象。根據(jù)靜電干擾現(xiàn)象，發(fā)明了射電望遠(yuǎn)鏡，從而產(chǎn)生了射電天文學(xué)。第一節(jié)STEM教育的內(nèi)涵工程和技術(shù)都是在人類在認(rèn)識(shí)世界的過(guò)程中，為獲得更好的生活而改造世界的活動(dòng)。兩者之間存在差異與聯(lián)系：（1）技術(shù)以人們改造世界的方法、技巧和技能為核心，體現(xiàn)為發(fā)明、專利、技術(shù)文獻(xiàn)和論文等形式；工程以建造為核心，體現(xiàn)為具體的物質(zhì)產(chǎn)品或設(shè)施。（2）工程離不開(kāi)技術(shù)，技術(shù)是工程的載體。工程包括技術(shù)應(yīng)用，但不局限于技術(shù)的應(yīng)用，除技術(shù)外，還包括自然科學(xué)知識(shí)、人文社會(huì)科學(xué)知識(shí)、境域性知識(shí)等。（3）工程活動(dòng)中可能發(fā)生新技術(shù)的發(fā)明，但技術(shù)發(fā)明最終目標(biāo)是利用這些新技術(shù)去建造實(shí)物，而不是創(chuàng)造新的工程技術(shù)。7第一節(jié)STEM教育的內(nèi)涵三、STEM教育的根本動(dòng)因社會(huì)發(fā)展需要大批創(chuàng)新性人才。從農(nóng)耕時(shí)代到工業(yè)時(shí)代再到信息時(shí)代，技術(shù)的不斷進(jìn)步帶動(dòng)了生產(chǎn)力的提高，并不斷推動(dòng)人類社會(huì)向更高層次發(fā)展。今天，互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)，正以改變一切的力量，在全球范圍掀起一場(chǎng)影響人類所有層面的深刻變革，新技術(shù)正在重構(gòu)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提升產(chǎn)業(yè)效益，推動(dòng)人類社會(huì)向數(shù)字化和智能制造時(shí)代邁進(jìn)。未來(lái)，知識(shí)和智慧將會(huì)取代資本和資源，成為驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵力量。從事一般體力勞動(dòng)或簡(jiǎn)單腦力勞動(dòng)的職業(yè)將逐漸被技術(shù)所取代，只有那些具有創(chuàng)新思維和高水平技能的人才，才能在激烈競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)主動(dòng)。第一節(jié)STEM教育的內(nèi)涵三、STEM教育的根本動(dòng)因在教育改革的探索中，教師教育面臨兩大挑戰(zhàn)：一是人才觀的重新定義問(wèn)題。過(guò)去把學(xué)生強(qiáng)制分為文科和理科。今天，我們推進(jìn)學(xué)科整合的學(xué)習(xí)方式，每個(gè)學(xué)生都有不一樣的成長(zhǎng)路徑，我們?cè)鯓觼?lái)衡量、評(píng)價(jià)、看待我們的學(xué)生？什么樣的學(xué)生是真正的人才？第二個(gè)挑戰(zhàn)是教育路徑依賴。當(dāng)今，在建設(shè)創(chuàng)新作為發(fā)展第一動(dòng)力的現(xiàn)代化國(guó)家道路上，特別需要那些在某一領(lǐng)域有個(gè)性、有專長(zhǎng)，甚至癡迷于這個(gè)方向的人才。第一節(jié)STEM教育的內(nèi)涵三、STEM教育的根本動(dòng)因STEM多學(xué)科交叉融合的教育方式為創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供了新的模式。傳統(tǒng)課堂教學(xué)以知識(shí)點(diǎn)作為驅(qū)動(dòng)，有嚴(yán)密的邏輯性和系統(tǒng)性，便于學(xué)生掌握。弊端在于學(xué)科知識(shí)間彼此孤立、相互分離，不利于知識(shí)體系的理解和運(yùn)用。一方面真實(shí)世界的問(wèn)題和復(fù)雜多樣的，蘊(yùn)含多種類型信息和多學(xué)科知識(shí)，分科式教學(xué)導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)知識(shí)不能應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題的解決，造成“知識(shí)無(wú)用論”；另一方面分科式教學(xué)以知識(shí)傳遞為主要教學(xué)形式，側(cè)重知識(shí)復(fù)制與積累，缺少項(xiàng)目引導(dǎo)、問(wèn)題探究、實(shí)踐創(chuàng)新過(guò)程，學(xué)生大多停留在被動(dòng)學(xué)習(xí)的層次上。STEM跨學(xué)科整合的教學(xué)，打破學(xué)科之間的壁壘，在項(xiàng)目引領(lǐng)和主動(dòng)探究中完成知識(shí)建構(gòu)，培養(yǎng)多元思維能力、解決真實(shí)問(wèn)題的能力、工程設(shè)計(jì)能力，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和科學(xué)概念的興趣，提高工程意識(shí)、科技素養(yǎng)，進(jìn)而為創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供了新的模式。第一節(jié)STEM教育的內(nèi)涵三、STEM教育的根本動(dòng)因信息技術(shù)的發(fā)展拓展了STEM教育形態(tài)。過(guò)去開(kāi)展STEM教育存在獲取知識(shí)渠道少效率低，獲取知識(shí)不對(duì)稱，學(xué)習(xí)成果分享交流范圍窄等問(wèn)題，一定程度上阻礙了個(gè)性化創(chuàng)新性學(xué)習(xí)的開(kāi)展。隨著信息化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，學(xué)習(xí)者在世界范圍收集學(xué)習(xí)資源，跨領(lǐng)域?qū)ふ一顒?dòng)主題，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下充分分享、交流學(xué)習(xí)成果，在多種技術(shù)的整合中開(kāi)展學(xué)習(xí)探究，信息化為每個(gè)人的創(chuàng)新活動(dòng)提供了支持。第一節(jié)STEM教育的內(nèi)涵STEM教育已經(jīng)被納入國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展政策。2016年教育部出臺(tái)的《教育信息化“十三五”規(guī)劃”》中明確提出“有條件的地區(qū)要積極探索信息技術(shù)在‘眾創(chuàng)空間’、跨學(xué)科學(xué)習(xí)（STEAM教育）、創(chuàng)客教育等新的教育模式中的應(yīng)用?！苯逃?016年《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》中國(guó)學(xué)生的核心素養(yǎng)，包括“理性思維、批判質(zhì)疑、勇于探究、勤于反思、勞動(dòng)意識(shí)、問(wèn)題解決、技術(shù)運(yùn)用等”。STEM教育倡導(dǎo)在真實(shí)的任務(wù)中學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)在動(dòng)手實(shí)踐中學(xué)習(xí)，這種更加綜合的學(xué)習(xí)方式將是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要途徑。2017年教育部印發(fā)《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》，倡導(dǎo)“跨學(xué)科學(xué)習(xí)方式，建議教師可以在教學(xué)實(shí)踐中嘗試

STEM教育”。學(xué)習(xí)STEM教育技能，

提升師范生核心競(jìng)爭(zhēng)力！第一章STEM教育理念

第二節(jié)STEM教育發(fā)展背景當(dāng)今世界，全球化趨勢(shì)深入發(fā)展，第四次工業(yè)革命如火如荼，科技的飛速發(fā)展正在重塑人類社會(huì)?？萍己腿瞬懦蔀楦鲊?guó)參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心因素，科學(xué)家、工程師和技術(shù)工人等方面的人才培養(yǎng)上升為國(guó)家戰(zhàn)略的高度。以美國(guó)為代表的西方主要國(guó)家，紛紛出臺(tái)了促進(jìn)STEM人才培養(yǎng)的政策措施，大力發(fā)展STEM教育發(fā)展。第二節(jié)STEM教育發(fā)展背景一、美國(guó)STEM發(fā)展歷程20世紀(jì)80年代，為保持國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力，美國(guó)國(guó)家科學(xué)委員會(huì)提出STEM教育并發(fā)展成為國(guó)家戰(zhàn)略。1983年美國(guó)國(guó)家優(yōu)質(zhì)教育委員會(huì)發(fā)布《國(guó)家在危急中，教育改革勢(shì)在必行》報(bào)告，提出：“美國(guó)中小學(xué)教育中存在的不足，尤其在科學(xué)與數(shù)學(xué)領(lǐng)域，揭開(kāi)了美國(guó)八十年代教育改革的序幕?！?986年3月美國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NationalScienceFoundation，NSF)發(fā)布了名為《本科科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程教育》(UndergraduateScience，MathematicsandEngineeringEducation)的研究報(bào)告，被認(rèn)為是美國(guó)STEM教育方面的第一份報(bào)告。該報(bào)告提出對(duì)美國(guó)當(dāng)時(shí)科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程本科教育的條件及現(xiàn)狀表示擔(dān)憂，具體表現(xiàn)在：實(shí)驗(yàn)室教學(xué)缺乏資金和條件；教師無(wú)法持續(xù)更新其學(xué)科知識(shí)和教學(xué)技能；課程內(nèi)容陳舊、組織凌亂；教和學(xué)的理念陳舊，跟不上最新發(fā)展。報(bào)告著重強(qiáng)調(diào)要集中財(cái)力支持科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程的本科教育。這是STEM最早的雛形。1996年國(guó)家科學(xué)基金會(huì)在發(fā)表了名為《塑造未來(lái)：科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程和技術(shù)本科教育新期望》報(bào)告，對(duì)1986年公布10年來(lái)的美國(guó)科學(xué)，數(shù)學(xué)、工程和技術(shù)領(lǐng)域本科教育的進(jìn)展進(jìn)行回顧和總結(jié)，并針對(duì)新的形勢(shì)和問(wèn)題提出明確的政策建議，并開(kāi)始關(guān)注中小學(xué)STEM教育及其與本科教育之間的聯(lián)系。第二節(jié)STEM教育發(fā)展背景一、美國(guó)STEM發(fā)展歷程1996年出版的《從分析到行動(dòng)：科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程和技術(shù)本科教育》研討會(huì)匯總報(bào)告、2002年出版《支持本科科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的行動(dòng)建議》、以及2006年出版的《轉(zhuǎn)變美國(guó)科學(xué)和技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施：緊迫行動(dòng)值建議》等報(bào)告記錄了美國(guó)STEM發(fā)展不斷發(fā)展、反思與改進(jìn)的過(guò)程。2006年，美國(guó)總統(tǒng)布什在其國(guó)情咨文中公布一項(xiàng)重要計(jì)劃——《美國(guó)競(jìng)爭(zhēng)力計(jì)劃》（AmericanCompetitivenessInitiative，ACI），提出：“知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代教育目標(biāo)之一是培養(yǎng)具有STEM素養(yǎng)的人才”，并稱其為全球競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。由此，美國(guó)在STEM教育方面不斷加大投入，鼓勵(lì)學(xué)生主修科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)，培養(yǎng)其科技理工素養(yǎng)。2007年，美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)《國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力法》，其中重點(diǎn)提出加強(qiáng)STEM教育的投入、研發(fā)和新教師的培訓(xùn)，批準(zhǔn)從2008到2010年為聯(lián)邦層次的STEM研究和教育計(jì)劃投資433億美元，并要求把美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金増加到220億美元。2010年美國(guó)總統(tǒng)科技顧問(wèn)委員會(huì)向總統(tǒng)提交《培養(yǎng)與激勵(lì)：為美國(guó)的未來(lái)實(shí)施K-12STEM教育》，提出七項(xiàng)行動(dòng)建議，確保美國(guó)在未來(lái)幾十年內(nèi)保持STEM教育的領(lǐng)先地位。2011年，時(shí)任美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬推出了新版《美國(guó)創(chuàng)新戰(zhàn)略》報(bào)告，其中要求政府重視STEM教育，并努力在2020年前再培養(yǎng)出10萬(wàn)名從事STEM教育的教師。第二節(jié)STEM教育發(fā)展背景一、美國(guó)STEM發(fā)展歷程2012年美國(guó)總統(tǒng)科技顧問(wèn)委員會(huì)向總統(tǒng)提交《致力于超越：再培養(yǎng)百萬(wàn)名STEM領(lǐng)域大學(xué)畢業(yè)生》，報(bào)告提出五大建議：廣泛開(kāi)展經(jīng)實(shí)證驗(yàn)證的教學(xué)實(shí)踐；提倡和支持用探究性的研究課程代替標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室課程；建立國(guó)家性實(shí)驗(yàn)室支持大學(xué)數(shù)學(xué)教育；多渠道創(chuàng)建多樣化STEM課程；創(chuàng)建關(guān)于STEM教育的總統(tǒng)委員會(huì)來(lái)為本科STEM教育的轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展提供戰(zhàn)略領(lǐng)導(dǎo)。2013年美國(guó)國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)公布《聯(lián)邦STEM教育五年戰(zhàn)略規(guī)劃》，《戰(zhàn)略規(guī)劃》明確指出STEM教育對(duì)美國(guó)科學(xué)發(fā)展與創(chuàng)新、維護(hù)國(guó)家安全以及經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要性，并用一系列數(shù)據(jù)闡明美國(guó)當(dāng)前在教育領(lǐng)域存在的不足和缺陷，將在改進(jìn)國(guó)家STEM教育課程、增進(jìn)并且維持青少年和公眾參與STEM熱情、加強(qiáng)大學(xué)生的STEM體驗(yàn)、讓傳統(tǒng)上未受STEM教育重視的群體得到更好的服務(wù)、

為未來(lái)的STEM勞動(dòng)力重新設(shè)計(jì)研究生教育等五個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行優(yōu)先投資。2015年美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)《STEM教育法》，從專項(xiàng)立法的角度對(duì)STEM教育的實(shí)施給予保障，明確了STEM的界定，將計(jì)算機(jī)科學(xué)的教育也包含到STEM教育中，并對(duì)非正式STEM教育給予支持，對(duì)研讀與STEM學(xué)科相關(guān)的碩士學(xué)位教師給以獎(jiǎng)學(xué)金支持。第二節(jié)STEM教育發(fā)展背景一、美國(guó)STEM發(fā)展歷程2016年美國(guó)教育部發(fā)布《2016年STEM：STEM教育創(chuàng)新愿景》，對(duì)美國(guó)STEM教育的未來(lái)發(fā)展提出六大愿景，并指出實(shí)現(xiàn)這些愿景所面臨的八大挑戰(zhàn)，展示了一幅美國(guó)STEM教育未來(lái)發(fā)展的美好愿景。從30多年的美國(guó)STEM教育發(fā)展歷程上看，美國(guó)時(shí)刻不忘加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的教育，而且具有高度的危機(jī)性和緊迫性。通過(guò)實(shí)施STEM教育，為美國(guó)造就了諸多科學(xué)家、技術(shù)專家、工程師和數(shù)學(xué)家，培養(yǎng)了大批STEM人才，使其在能源、衛(wèi)生、環(huán)保、國(guó)家安全等領(lǐng)域保持世界領(lǐng)先地位，提升了國(guó)家核心競(jìng)爭(zhēng)力。第二節(jié)STEM教育發(fā)展背景二、世界其他國(guó)家STEM教育的發(fā)展在世界范圍內(nèi)，英國(guó)一直處于教育、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前列，即便如此，英國(guó)依然認(rèn)為STEM技能人才不足是制約其經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素。2004年英國(guó)政府頒布了“科學(xué)與創(chuàng)新投資框架”，首次在政府文件引入STEM，陸續(xù)開(kāi)展了STEM教師培訓(xùn)，建立了國(guó)家科學(xué)學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，確立了國(guó)家級(jí)STEM示范活動(dòng)，并啟動(dòng)了國(guó)家科學(xué)技術(shù)大賽和高等教育STEM計(jì)劃。另外，在英國(guó)的生產(chǎn)力計(jì)劃、現(xiàn)代工業(yè)戰(zhàn)略等國(guó)家戰(zhàn)略性文件，也都賦予STEM教育一定地位。德國(guó)制造業(yè)一直以其卓越的工業(yè)水準(zhǔn)和創(chuàng)新能力聞名世界。2008年德國(guó)的《德累斯頓決議》提出了國(guó)家教育未來(lái)發(fā)展的十大目標(biāo)措施，其中第四條就是加強(qiáng)數(shù)學(xué)、信息、自然科學(xué)和技術(shù)等STEM相關(guān)專業(yè)的學(xué)習(xí)。2009年，德國(guó)文教部長(zhǎng)會(huì)議又頒布了《關(guān)于加強(qiáng)數(shù)學(xué)－自然科學(xué)－技術(shù)教育的建議》，提出了從學(xué)前教育到高等教育促進(jìn)STEM相關(guān)專業(yè)學(xué)習(xí)的多項(xiàng)措施建議。然而，根據(jù)科隆德國(guó)經(jīng)濟(jì)研究所的調(diào)查，2014年秋季，德國(guó)MINT（德語(yǔ)縮寫，近于STEM）專業(yè)技能人才空缺崗位有近12.4萬(wàn)個(gè)。2015年到2020年，預(yù)計(jì)德國(guó)MINT專業(yè)普通技能人才缺口將累計(jì)達(dá)到131.6萬(wàn)人；高等教育層次的MINT人才缺口達(dá)到6.7萬(wàn)個(gè)。為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，助力工業(yè)4.0，應(yīng)對(duì)技能人才的巨大缺口，德國(guó)自上而下搭建了STEM教育戰(zhàn)略框架，將促進(jìn)STEM人才培養(yǎng)寫入國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略。第二節(jié)STEM教育發(fā)展背景二、世界其他國(guó)家STEM教育的發(fā)展芬蘭推出了以“LUMA（數(shù)學(xué)和科學(xué)教育）項(xiàng)目”為代表的全國(guó)性STEM教育促進(jìn)項(xiàng)目，設(shè)立了LUMA國(guó)家中心，以專業(yè)共享為原則，量身打造STEM學(xué)習(xí)和教育活動(dòng)，促進(jìn)STEM教育發(fā)展。世界各國(guó)都高度重視STEM教育，針對(duì)各自技能勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的相關(guān)問(wèn)題，從國(guó)家人才戰(zhàn)略層面制定STEM教育發(fā)展政策，積極推動(dòng)和落實(shí)STEM教育。第二節(jié)STEM教育發(fā)展背景三、我國(guó)STEM教育的發(fā)展2012年第4期《上海教育?環(huán)球教育時(shí)訊》曾開(kāi)辟STEM教育專欄，這是我國(guó)教育類雜志第一次較為集中地介紹STEM教育。之后國(guó)內(nèi)教育界紛紛關(guān)注并積極開(kāi)展STEM教育理論研究與教育實(shí)踐，STEM教育在我國(guó)進(jìn)入蓬勃發(fā)展階段。各地積極探索STEM教育推進(jìn)方式，江蘇、深圳市、成都市發(fā)布專門文件，開(kāi)展STEM試點(diǎn)校申報(bào)和STEM教師培訓(xùn)。據(jù)不完全目前統(tǒng)計(jì)，全國(guó)已經(jīng)已有1000余所中學(xué)引入STEM教育，江蘇省2015年啟動(dòng)中小學(xué)STEM教育試點(diǎn)項(xiàng)目，首批26所試點(diǎn)學(xué)校，2017年擴(kuò)大到243所試點(diǎn)校，這些學(xué)校根據(jù)要求開(kāi)展STEM教學(xué)實(shí)踐，探索建立本校STEM課程體系，已經(jīng)初見(jiàn)成效。許多中小學(xué)建立了STEM專業(yè)教室或創(chuàng)客空間，開(kāi)展機(jī)器人、3D打印、創(chuàng)客等一系列項(xiàng)目式教學(xué)活動(dòng)，取得了一定的效果。我國(guó)STEM教育同時(shí)存在一些問(wèn)題與挑戰(zhàn)。缺少以國(guó)家創(chuàng)新人才培養(yǎng)為目標(biāo)，從產(chǎn)業(yè)發(fā)展、人才需求、人才培養(yǎng)角度統(tǒng)籌考慮的國(guó)家戰(zhàn)略頂層設(shè)計(jì)；學(xué)校、專業(yè)機(jī)構(gòu)、社區(qū)等STEM教育社會(huì)聯(lián)動(dòng)機(jī)制不健全；缺少完整的系統(tǒng)性方案，各學(xué)段內(nèi)容和目標(biāo)不銜接；缺少STEM課程標(biāo)準(zhǔn)和有效的評(píng)估機(jī)制；STEM教育專業(yè)教師嚴(yán)重缺乏，教學(xué)資源嚴(yán)重不足；缺少學(xué)科滲透、教學(xué)創(chuàng)新、教師發(fā)展等方面的政策支持，嚴(yán)重制約著我國(guó)STEM教育的發(fā)展。學(xué)習(xí)STEM教育技能，

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第三節(jié)STEM教育的特征一、多學(xué)科交叉融合，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科式教育傳統(tǒng)教育將知識(shí)點(diǎn)按具體學(xué)科劃分，割裂了學(xué)科與學(xué)科之間、學(xué)科與真實(shí)世界之間的聯(lián)系，不能有效培養(yǎng)學(xué)生解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的能力，使學(xué)生的學(xué)習(xí)缺乏真實(shí)性和創(chuàng)造性。STEM教育從真實(shí)問(wèn)題出發(fā)，以多學(xué)科交叉融合的理念為指導(dǎo)，在解決問(wèn)題的過(guò)程中靈活運(yùn)用科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)、藝術(shù)等學(xué)科知識(shí)。這種把多學(xué)科相融合的綜合教育方式使學(xué)習(xí)與實(shí)際生活密切相關(guān)，滿足了學(xué)生的認(rèn)知需要，而且通過(guò)提供多門學(xué)科的方法和視角，提高了學(xué)生運(yùn)用多門學(xué)科知識(shí)解決真實(shí)問(wèn)題的能力，有利于解決學(xué)校課程滯后與學(xué)科發(fā)展之間的矛盾，增加學(xué)生對(duì)社會(huì)和未來(lái)的適應(yīng)性。一方面，學(xué)生根據(jù)具體問(wèn)題靈活選擇相應(yīng)的學(xué)科知識(shí)；另一方面，學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中，能夠進(jìn)一步加深對(duì)學(xué)科知識(shí)的理解。STEM教育從多學(xué)科的視角來(lái)培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，提升綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。第三節(jié)STEM教育的特征二、基于真實(shí)問(wèn)題情景，回歸現(xiàn)實(shí)生活STEM教育注重學(xué)生學(xué)習(xí)與實(shí)際生活之間的聯(lián)系，強(qiáng)調(diào)立足于生活，從真實(shí)生活中的問(wèn)題出發(fā)，提倡“做中學(xué)”“學(xué)中做”。STEM教育認(rèn)為知識(shí)蘊(yùn)含在真實(shí)的問(wèn)題情境中，教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)情景，學(xué)生利用多門學(xué)科知識(shí)積極探索，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)、分析和解決問(wèn)題的能力。真實(shí)問(wèn)題成為貫穿整個(gè)STEM學(xué)習(xí)過(guò)程的主線，把核心問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一系列的學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生通過(guò)高投入的實(shí)踐探索，達(dá)到對(duì)知識(shí)的意義建構(gòu)和深層次理解。在STEM教育中，教學(xué)環(huán)境不再局限于黑板加粉筆、課桌椅子整齊擺放的教室，可以是配有平板電腦、傳感器、電路板、單片機(jī)、模板、畫刷、3D打印機(jī)、電線、體感設(shè)備等先進(jìn)科技工具的工作坊，或者是工程施工現(xiàn)場(chǎng)、或者是野外自然環(huán)境中，甚至是云端虛擬仿真平臺(tái)、互動(dòng)虛擬社區(qū)，校內(nèi)校外結(jié)合、線上線下結(jié)合，讓學(xué)生回歸社會(huì)、回歸生活，使用先進(jìn)的學(xué)習(xí)工具，通過(guò)自主、協(xié)作和創(chuàng)造性地應(yīng)用多門學(xué)科知識(shí)，解決實(shí)際問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)真正有意義的學(xué)習(xí)思考。第三節(jié)STEM教育的特征三、重視學(xué)習(xí)過(guò)程，加強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)在于對(duì)過(guò)程的體驗(yàn)、思考和感悟，而非體現(xiàn)在試卷上的學(xué)習(xí)結(jié)果。

STEM教育重視學(xué)習(xí)過(guò)程，強(qiáng)調(diào)學(xué)生主動(dòng)、積極參與到學(xué)習(xí)過(guò)程中，利用已有的知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)，積極地動(dòng)腦、動(dòng)手、動(dòng)口，通過(guò)觀察與實(shí)際操作來(lái)獲得真實(shí)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，在學(xué)習(xí)體驗(yàn)中探究、反思與提高，實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)與實(shí)踐技能的有效銜接，促進(jìn)知識(shí)的深層次建構(gòu)。STEM教育通過(guò)為學(xué)生提供多種真實(shí)情景和先進(jìn)工具，加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，包括失敗的體驗(yàn)。在參與和體驗(yàn)學(xué)習(xí)的過(guò)程中，應(yīng)用科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等多門學(xué)科知識(shí)，協(xié)作和探究式地解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，學(xué)生不僅獲得了結(jié)果性知識(shí)，更重要的是學(xué)會(huì)從多學(xué)科、多視角、多維度來(lái)分析和解決問(wèn)題，分析、綜合、比較、抽象、概括、表達(dá)等各種能力得到全面提升，收獲了蘊(yùn)含在真實(shí)問(wèn)題情境中的過(guò)程性知識(shí)，實(shí)現(xiàn)了從“學(xué)會(huì)”到“會(huì)學(xué)”的質(zhì)的突破。第三節(jié)STEM教育的特征四、技術(shù)作為支持工具，有效開(kāi)展學(xué)習(xí)活動(dòng)技術(shù)既是STEM教育的重要組成要素，又是整個(gè)教學(xué)得以開(kāi)展的核心支持工具，無(wú)縫融合于學(xué)習(xí)活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)中。STEM教育中常常使用的技術(shù)工具包括思維導(dǎo)圖、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件、3D打印機(jī)、編碼工具、機(jī)器人工具包、電路等，這些工具可有效支持學(xué)生快速理清問(wèn)題、建立模型，將模型變?yōu)閷?shí)體，組裝成系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)程序有效控制，最終達(dá)成目標(biāo)。在所有技術(shù)中信息技術(shù)無(wú)疑占了主導(dǎo)地位，也顯示了計(jì)算機(jī)科學(xué)和工程技能對(duì)未來(lái)勞動(dòng)力的至關(guān)重要性。目前已經(jīng)有比較簡(jiǎn)單的工具能夠用于低年齡段學(xué)生的STEM學(xué)習(xí)項(xiàng)目中，如Scratch可視化編程工具，提供了模塊化拖拉編程模式，學(xué)生不需要學(xué)習(xí)復(fù)雜語(yǔ)法知識(shí)，只要掌握簡(jiǎn)單的邏輯關(guān)系，就可以編譯程序，實(shí)現(xiàn)Picoboard傳感器、Arduino單片機(jī)等外部硬件控制，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品模型設(shè)計(jì)。學(xué)習(xí)STEM教育技能，

提升師范生核心競(jìng)爭(zhēng)力！第一章STEM教育理念

第四節(jié)STEM教育實(shí)踐的路徑誤區(qū)一、學(xué)科整合，建立STEM教育本土化課程我國(guó)大部分地區(qū)實(shí)施分科教育的課程，分科課程有利于學(xué)生系統(tǒng)知識(shí)的學(xué)習(xí)，但卻肢解了完整的生活體驗(yàn)，將學(xué)科與學(xué)科之間完全割裂，使學(xué)生難以整體把握各學(xué)科的知識(shí)，綜合運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力較弱。而反觀美國(guó)，自20世紀(jì)60年代進(jìn)行課程改革以來(lái)，課程就已經(jīng)出現(xiàn)整合的趨勢(shì)，STEM教育的推出再次說(shuō)明學(xué)科整合已經(jīng)是大勢(shì)所趨。我國(guó)中小學(xué)一方面繼續(xù)開(kāi)展原有分科課程教學(xué)，為STEM教育打好科學(xué)、數(shù)學(xué)、藝術(shù)等學(xué)科基礎(chǔ)；另一方面開(kāi)設(shè)具有中國(guó)特色、內(nèi)容豐富、涉及領(lǐng)域廣泛的STEM課程，如科學(xué)課、實(shí)驗(yàn)課，讓這些課程的內(nèi)容貼近學(xué)生生活的真實(shí)世界，吸引學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生智力發(fā)展和道德成長(zhǎng)，從而真正實(shí)現(xiàn)其知識(shí)到能力的轉(zhuǎn)變，為我國(guó)創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)提供人才保障。第四節(jié)STEM教育實(shí)踐的路徑誤區(qū)二、校內(nèi)外結(jié)合，建立STEM教育生態(tài)圈STEM教育的形式從來(lái)不拘泥于學(xué)校課堂教學(xué)，而是需要建立一個(gè)有學(xué)校、家庭、社會(huì)、共同參與的教育生態(tài)圈。學(xué)校通過(guò)課程教學(xué)、社團(tuán)主題活動(dòng)、學(xué)科競(jìng)賽等形式，開(kāi)展不同層次的STEM教學(xué)活動(dòng)；家庭通過(guò)日常的親自游戲、家庭出游等形式設(shè)計(jì)開(kāi)展各類貫穿STEM教育理念的活動(dòng)；充分利用當(dāng)?shù)乜萍拣^、博物館、大學(xué)、研究院所等社會(huì)資源開(kāi)展具有STEM特色的社區(qū)活動(dòng)、主題夏令營(yíng)、科技競(jìng)賽等活動(dòng)，形成一個(gè)連續(xù)的、多層次、多元化STEM教育生態(tài)圈。第四節(jié)STEM教育實(shí)踐的路徑誤區(qū)三、STEM教育實(shí)踐的誤區(qū)許多學(xué)校在開(kāi)展STEM教育過(guò)程中，對(duì)STEM教育的普適性、系統(tǒng)性、目的性認(rèn)識(shí)不足，存在諸多誤區(qū)：1.將STEM教育簡(jiǎn)單地看作拔高教育、精英教育，只篩選尖子生參與STEM學(xué)習(xí)。STEM教育不是少部分優(yōu)質(zhì)生專享教育，它適合于不同層次的所有學(xué)生。STEM教育的本意絕不是選拔科學(xué)或工程學(xué)的精英，而是面向所有學(xué)生、提高學(xué)生綜合素養(yǎng)的整合性教育。2.將STEM教育看作拼盤教育，簡(jiǎn)單地將不同專業(yè)的幾個(gè)講座拼在一起。STEM教育不是簡(jiǎn)單地將各個(gè)學(xué)科教師的某些精彩講座拼湊在一起，或是將高校的專家講座拼湊在一起，而是真正地基于真實(shí)問(wèn)題或項(xiàng)目的整合性、系統(tǒng)性學(xué)習(xí)。學(xué)生是具有年齡、心理、個(gè)性需求、能力差異的個(gè)體。STEM課程設(shè)計(jì)一定是根據(jù)學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)、認(rèn)知需求、學(xué)習(xí)目標(biāo)等要素精心設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性學(xué)習(xí)活動(dòng)。第四節(jié)STEM教育實(shí)踐的路徑誤區(qū)三、STEM教育實(shí)踐的誤區(qū)許多學(xué)校在開(kāi)展STEM教育過(guò)程中，對(duì)STEM教育的普適性、系統(tǒng)性、目的性認(rèn)識(shí)不足，存在諸多誤區(qū)：3.將STEM教育片面等同于機(jī)器人、編程、機(jī)械加工課程。雖然通過(guò)機(jī)器人、機(jī)械加工等課程確實(shí)可開(kāi)展一些STEM教育活動(dòng)，但我們更鼓勵(lì)教師借助學(xué)生身邊已有資源或?qū)W校自身實(shí)驗(yàn)實(shí)踐條件、本地特色資源開(kāi)展STEM教育，同樣能達(dá)成教育目標(biāo)。4.學(xué)校讓學(xué)生學(xué)習(xí)3D打印、機(jī)器人或搞小發(fā)明小創(chuàng)造，過(guò)分關(guān)注技術(shù)的酷炫，而沒(méi)有將基礎(chǔ)性學(xué)科知識(shí)和綜合能力和素質(zhì)培養(yǎng)融進(jìn)STEM教育之中。5.將STEM教育視為貴族教育，只有物質(zhì)條件好的學(xué)校才能開(kāi)展STEM教育。在大多數(shù)STEM活動(dòng)中昂貴的設(shè)備并不是STEM教育的必需品，重要的是一STEM教育理念設(shè)計(jì)項(xiàng)目活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生探索思考，解決問(wèn)題，建立科學(xué)素養(yǎng)，提升創(chuàng)新能力。很多邊遠(yuǎn)山區(qū)的中小學(xué)借助于學(xué)生身邊隨手可取得的廉價(jià)材料開(kāi)展豐富的STEM教育。例如山東某學(xué)校借助當(dāng)?shù)仉S手可得的麥稈，開(kāi)展一系列麥稈作品創(chuàng)意設(shè)計(jì)。思考與練習(xí)（至少選座一題）1.思考STEM教育對(duì)我國(guó)傳統(tǒng)教育可能帶來(lái)哪些方面沖擊？2.通過(guò)網(wǎng)絡(luò)檢索理解STEM教育在我國(guó)的實(shí)施情況及成效。3.設(shè)計(jì)調(diào)查問(wèn)卷，調(diào)查你身邊的同學(xué)、老師、朋友對(duì)STEM教育的了解情況？4.根據(jù)STEM教育特征研討STEM教育與情景教學(xué)、項(xiàng)目教學(xué)理念和形式的雷同與區(qū)別，以表格方式呈現(xiàn)比較結(jié)果。學(xué)習(xí)STEM教育技能，

提升師范生核心競(jìng)爭(zhēng)力！第二章STEM教學(xué)設(shè)計(jì)（第一講）STEM學(xué)習(xí)理論

37第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論一、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)1.什么是項(xiàng)目式學(xué)習(xí)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（ProjectBasedLearning，簡(jiǎn)稱PBL）源自美國(guó)教育家杜威（Dewey）倡導(dǎo)的“做中學(xué)（learningbydoing）”，由威廉·克伯屈的設(shè)計(jì)教學(xué)法發(fā)展而來(lái)。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)核心思想是：教師圍繞真實(shí)的問(wèn)題或挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)一系列的體驗(yàn)和探究活動(dòng)，學(xué)生需綜合運(yùn)用多種學(xué)科知識(shí)與技能來(lái)解決問(wèn)題，并將最終的學(xué)習(xí)成果予以表達(dá)、交流與展示，學(xué)習(xí)過(guò)程始終伴隨反思、評(píng)價(jià)、修正和多方支持。38第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論一、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的四個(gè)要素：內(nèi)容、活動(dòng)、情境、結(jié)果。（1）內(nèi)容：項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容是現(xiàn)實(shí)生活和真實(shí)情境中表現(xiàn)出來(lái)的各種復(fù)雜的、非預(yù)測(cè)性的、多學(xué)科知識(shí)交叉的問(wèn)題。內(nèi)容應(yīng)該是來(lái)源于學(xué)生現(xiàn)實(shí)生活中有需求、有意義的問(wèn)題，而非毫無(wú)應(yīng)用價(jià)值的空想問(wèn)題；是相對(duì)完整的而非支零破碎的知識(shí)片段，即強(qiáng)調(diào)知識(shí)的完整性和系統(tǒng)性；是值得學(xué)生進(jìn)行深度探究、學(xué)生有能力進(jìn)行探究的知識(shí)。如涉及到大概念的人口減少、環(huán)境污染、糧食危機(jī)、太空資源利用等內(nèi)容選擇；具體某個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的機(jī)器人巡檢、多功能耳機(jī)、無(wú)人機(jī)植保、太陽(yáng)能風(fēng)扇等，均可作為STEM項(xiàng)目教學(xué)內(nèi)容。39第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論一、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的四個(gè)要素：內(nèi)容、活動(dòng)、情境、結(jié)果。（2）活動(dòng)：項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的活動(dòng)主要是指學(xué)生采用一定的技術(shù)工具(如計(jì)算機(jī))和研究方法（如調(diào)查研究、資料查閱）解決所面臨的問(wèn)題所采取的探究行動(dòng)?；顒?dòng)設(shè)計(jì)要具有一定的挑戰(zhàn)性。使學(xué)生在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中遇到一些困難，促使其使用各種途徑和工具進(jìn)行探究和思考，從而掌握復(fù)雜的概念和技能?；顒?dòng)具有建構(gòu)性。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的目標(biāo)之一是幫助學(xué)生進(jìn)行知識(shí)遷移，構(gòu)建并生成自己的知識(shí)體系?；顒?dòng)設(shè)計(jì)中要充分考慮學(xué)生已有知識(shí)背景和認(rèn)知能力，確定學(xué)生能夠在尋求解決辦法的過(guò)程中，選擇、分析、合成信息，將新獲取的信息與所學(xué)知識(shí)聯(lián)系起來(lái)。活動(dòng)設(shè)計(jì)應(yīng)該與學(xué)生的個(gè)性一致。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)適應(yīng)于用不同的方法學(xué)習(xí)，能給學(xué)生提供多種方式參與和驗(yàn)證他們的知識(shí)學(xué)習(xí)，適合各種各樣的智力技能（如肌體運(yùn)動(dòng)技能、繪畫技能）的學(xué)習(xí)，也能適應(yīng)不同的學(xué)習(xí)風(fēng)格，如個(gè)別化學(xué)習(xí)或者小組合作學(xué)習(xí)。40第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論一、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的四個(gè)要素：內(nèi)容、活動(dòng)、情境、結(jié)果。（3）情境：情境是指支持學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的環(huán)境，這種情境既可以是物質(zhì)實(shí)體的學(xué)習(xí)環(huán)境，也可以是借助信息技術(shù)條件所營(yíng)造的虛擬環(huán)境。情境能夠促進(jìn)學(xué)生之間以及學(xué)生和社會(huì)團(tuán)體之間的合作。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)和其他學(xué)習(xí)模式相比，能給學(xué)生提供更豐富的、更具真實(shí)性的學(xué)習(xí)經(jīng)歷。在這種情境中，學(xué)習(xí)和工作需要相互依賴和合作。這種環(huán)境同時(shí)也能使學(xué)生防止人際沖突，并且?guī)椭浣鉀Q人際之間的沖突。情境利于學(xué)生使用并掌握技術(shù)工具。情境為學(xué)生學(xué)會(huì)使用各種技術(shù)(如計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù))提供了一種理想的環(huán)境，能拓展學(xué)生的能力并為他們走向社會(huì)作好準(zhǔn)備。41第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論一、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的四個(gè)要素：內(nèi)容、活動(dòng)、情境、結(jié)果。（4）結(jié)果：結(jié)果是指在學(xué)習(xí)過(guò)程中或?qū)W習(xí)結(jié)束時(shí)學(xué)生通過(guò)探究活動(dòng)所學(xué)會(huì)的知識(shí)或技能，如小組合作學(xué)習(xí)技能、生活技能、自我管理技能等。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)模式同時(shí)也促進(jìn)學(xué)生的高級(jí)認(rèn)知技能和問(wèn)題解決策略的形成，為培養(yǎng)專業(yè)技能和訓(xùn)練專業(yè)研究策略提供服務(wù)，促使學(xué)生“學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)”。42第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論一、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)2.STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)具有兩個(gè)顯著特點(diǎn)：模糊的任務(wù)和明確的結(jié)果。項(xiàng)目中的任務(wù)定義比較模糊，它被置于豐富的情境下，同時(shí)具有明確目標(biāo)，要求學(xué)生解決若干問(wèn)題，通過(guò)學(xué)生完整的作品展示來(lái)評(píng)價(jià)對(duì)STEM所涉及的各個(gè)學(xué)科概念的掌握情況。模糊的任務(wù)給了學(xué)生對(duì)問(wèn)題、約束和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行解釋的自由，同時(shí)富有挑戰(zhàn)性，使他們利用學(xué)科知識(shí)來(lái)形成各種各樣的解決方案，且所有方案都會(huì)產(chǎn)生已經(jīng)明確定義的結(jié)果。43第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論一、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)在學(xué)習(xí)活動(dòng)和情境設(shè)計(jì)時(shí)要注意以下四個(gè)原則：（1）讓學(xué)生接觸到所學(xué)內(nèi)容通過(guò)專注于問(wèn)題、事例和將新觀點(diǎn)與學(xué)生先前獲得的相關(guān)知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，讓學(xué)生接觸到學(xué)習(xí)內(nèi)容。有效的教學(xué)應(yīng)該為學(xué)生提供機(jī)會(huì)回答自己的問(wèn)題；讓學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)并實(shí)際操作與自己相關(guān)的調(diào)查，來(lái)優(yōu)化在起始階段提出的問(wèn)題；根據(jù)學(xué)生的個(gè)人理解來(lái)評(píng)估數(shù)據(jù)和科學(xué)證明；把學(xué)生的理論和解釋用個(gè)人的語(yǔ)言表達(dá)清楚。必要時(shí)，為學(xué)生搭建腳手架，讓他們能更深入地、持續(xù)地參與探究過(guò)程。搭建腳手架包括示范、指導(dǎo)、排序、與其他人互動(dòng)、降低復(fù)雜度或者逐步增加復(fù)雜度、突出關(guān)鍵特征、示范或激發(fā)、使用視覺(jué)元素及時(shí)反饋等，這些能幫助學(xué)生分析自己的推理，減少對(duì)教師的依靠，提升自我問(wèn)題的診斷能力。44第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論一、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)在學(xué)習(xí)活動(dòng)和情境設(shè)計(jì)時(shí)要注意以下四個(gè)原則：（2）讓思維具有可見(jiàn)性科學(xué)經(jīng)常被當(dāng)作一個(gè)知識(shí)體而教授，學(xué)生難以理解科學(xué)的本質(zhì)。讓思維具有可見(jiàn)性就是幫助學(xué)生看到科學(xué)思維過(guò)程，從而接近科學(xué)本質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生在科學(xué)世界和學(xué)習(xí)世界之間的互動(dòng)。讓思維具有可見(jiàn)性可以從三個(gè)維度實(shí)現(xiàn)：①示范科學(xué)思維；允許學(xué)生區(qū)別自己的觀點(diǎn)，解釋來(lái)自他人的反饋，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)重新考慮信息，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)嘗試的承諾感。②為學(xué)生搭建腳手架；給學(xué)生提供清晰觀察自己的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，鼓勵(lì)學(xué)生反思，而且更準(zhǔn)確地示范科學(xué)過(guò)程。③提供多種表達(dá)方式。能夠幫助并吸引學(xué)生積極主動(dòng)地參與到解釋科學(xué)的過(guò)程中，如代表了尖端科學(xué)的電腦動(dòng)畫、建模制作項(xiàng)目、動(dòng)態(tài)描寫和科學(xué)信息顯示等，都是學(xué)生能夠接近的。45第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論一、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)在學(xué)習(xí)活動(dòng)和情境設(shè)計(jì)時(shí)要注意以下四個(gè)原則：（3）幫助學(xué)生向他人學(xué)習(xí)STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)在項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)施中必須訓(xùn)練學(xué)生傾聽(tīng)他人，觀察榜樣，向榜樣學(xué)習(xí)。學(xué)生在設(shè)計(jì)解決方案的時(shí)候，必須進(jìn)行討論，并在討論中留有時(shí)間來(lái)進(jìn)行反思，整合他人的觀點(diǎn)，認(rèn)真做出自己的貢獻(xiàn)，而不是形成拙劣的辯論。設(shè)計(jì)方面的討論要公開(kāi)建立科學(xué)的文化規(guī)范，要涵蓋所有的觀點(diǎn)，包括那些最后被摒棄的觀點(diǎn)，有關(guān)觀點(diǎn)、設(shè)計(jì)或摒棄的理由，以及來(lái)自專家和證據(jù)方面的支持。必須引導(dǎo)學(xué)生建立科學(xué)解釋的標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)估自己的進(jìn)步，分析他人的進(jìn)步，描述自己的觀點(diǎn)和他人觀點(diǎn)之間的聯(lián)系，評(píng)判他人提出的聯(lián)系。創(chuàng)造學(xué)生之間的社交互動(dòng)并規(guī)范協(xié)助這些過(guò)程的開(kāi)展，讓學(xué)生能以同伴、專家和多元文化小組成員的語(yǔ)言來(lái)聆聽(tīng)這些觀點(diǎn)。46第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論一、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)在學(xué)習(xí)活動(dòng)和情境設(shè)計(jì)時(shí)要注意以下四個(gè)原則：（4）自主學(xué)習(xí)STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是“以學(xué)生為中心”的學(xué)習(xí)模式，但絕不意味者教師什么事情也不做。而事實(shí)上，與多數(shù)“以教師為中心”的傳統(tǒng)教學(xué)相比，從事“以學(xué)生為中心”教學(xué)的教師任務(wù)更加艱巨。教師要做到最高質(zhì)量的教學(xué)與反饋相平衡，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)來(lái)評(píng)價(jià)自己的觀點(diǎn)。教師監(jiān)控和反饋的太多或者太少，都會(huì)阻礙學(xué)生的學(xué)習(xí)。STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)要有學(xué)生的自主探究過(guò)程，這些過(guò)程讓學(xué)生有能力設(shè)計(jì)個(gè)人的目標(biāo)，從他人那里尋找反饋、解釋評(píng)語(yǔ)、增加新證據(jù)、在新背景下回顧某些現(xiàn)象。當(dāng)學(xué)生在自我探究中設(shè)計(jì)新的解釋和辯論時(shí)，需要教師為學(xué)生搭建腳手架，以方便學(xué)生設(shè)計(jì)出恰當(dāng)?shù)姆椒ā?7第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論二、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的工程學(xué)工程是STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的重要組成部分。已有研究表明，利用工程設(shè)計(jì)作為情境或教學(xué)方法能夠有效促進(jìn)學(xué)生STEM學(xué)科領(lǐng)域的融合學(xué)習(xí)。STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)倡導(dǎo)將工程學(xué)的思想融入項(xiàng)目式學(xué)習(xí)全流程，讓孩子們學(xué)習(xí)：如何向工程師一樣工作。1.工程工程是應(yīng)用數(shù)學(xué)、科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域的概念來(lái)系統(tǒng)地解決復(fù)雜問(wèn)題。工程針對(duì)的是實(shí)際問(wèn)題，在任何時(shí)候都要考慮復(fù)雜的環(huán)境，橋梁建造要考慮風(fēng)速、地質(zhì)構(gòu)造，前端工程要考慮網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。工程是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，需要講究組織和溝通，注重流程、規(guī)范，對(duì)于規(guī)范之外的個(gè)人發(fā)揮非常謹(jǐn)慎。工程需要追求極致，需要將已有的技術(shù)最大化的轉(zhuǎn)化成效益?？蒲谐晒枰ㄟ^(guò)工程來(lái)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。工程為學(xué)生提供了一種解釋概念的良好背景環(huán)境，而如果缺乏這種背景環(huán)境則學(xué)生可能難以想象這些概念。借助工程，學(xué)生更有動(dòng)力去更深地理解數(shù)學(xué)、科學(xué)和技術(shù)的相關(guān)知識(shí)。48第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論二、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的工程學(xué)STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中使用工程設(shè)計(jì)思想會(huì)為學(xué)習(xí)帶來(lái)很多好處。（1）提升高階思維能力。（2）能為數(shù)學(xué)和科學(xué)提供現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用環(huán)境。（3）能夠提供將復(fù)雜問(wèn)題分解的良好框架。（4）建立面向未來(lái)的技能，如問(wèn)題解決能力、創(chuàng)造力等。（5）在數(shù)學(xué)、科學(xué)、技術(shù)與現(xiàn)實(shí)世界的產(chǎn)品和過(guò)程之間建立聯(lián)系。（6）增強(qiáng)學(xué)生的商業(yè)意識(shí)，識(shí)別行業(yè)建的聯(lián)系。（7）培養(yǎng)成功合作和團(tuán)隊(duì)協(xié)作所要求的技能。（8）培養(yǎng)對(duì)科學(xué)、技術(shù)和數(shù)學(xué)概念更加濃厚的興趣。（9）培養(yǎng)實(shí)地調(diào)研、流程、規(guī)范、日志等工程習(xí)慣。49第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論二、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的工程學(xué)2.工程設(shè)計(jì)基本步驟（1）提出疑問(wèn)，定義問(wèn)題。工程挑戰(zhàn)通常由某種需要、愿望或問(wèn)題引發(fā)，工程師會(huì)提出一些疑問(wèn)，確定限制條件或成功的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)幫助定義工程問(wèn)題。（2）建構(gòu)并使用模型。模型可以是實(shí)物的、概念的或者數(shù)學(xué)上的。工程師會(huì)借助模型來(lái)確定和測(cè)試解決方案。（3）制定計(jì)劃并進(jìn)行調(diào)查。工程師通過(guò)調(diào)查來(lái)測(cè)試和改進(jìn)他們的解決方案。工程師必須能夠定義變量，設(shè)計(jì)調(diào)查以測(cè)試解決方案的可靠性或性能。（4）分析并解釋數(shù)據(jù)。工程師會(huì)應(yīng)用圖標(biāo)和數(shù)據(jù)等形式來(lái)分析和解釋數(shù)據(jù)，從而確定解決方案是否合適。50第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論二、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的工程學(xué)2.工程設(shè)計(jì)基本步驟（5）運(yùn)用數(shù)學(xué)和計(jì)算思維。工程師將建立數(shù)學(xué)模型并測(cè)試解決方案，使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和模擬。（6）設(shè)計(jì)解決方案。工程師將運(yùn)用工程設(shè)計(jì)原理來(lái)研發(fā)解決方案。在研發(fā)解決方案時(shí)必須均衡考慮多種不同的因素（如成本、審美、材料、安全）。此外，工程師必須依據(jù)具體的標(biāo)準(zhǔn)判斷哪個(gè)方案可能是最富有成效的。（7）用事實(shí)進(jìn)行論證。工程師必須有能力通過(guò)論證來(lái)解釋和捍衛(wèi)自己的設(shè)計(jì)決策。工程師還應(yīng)該對(duì)其他人創(chuàng)建的論證進(jìn)行批判。（8）獲取、評(píng)估并交流分享。工程師必須能夠從各種來(lái)源（包括文本）中閱讀和理解技術(shù)信息。另外，工程師還必須能夠有效地和他們交流分享觀點(diǎn)，進(jìn)行合作。51第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論三、STEM探究式學(xué)習(xí)1.什么是探究式學(xué)習(xí)探究式學(xué)習(xí)是20世紀(jì)60年代發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)中發(fā)展出來(lái)的一種教學(xué)方式。探究式學(xué)習(xí)作為傳統(tǒng)教學(xué)方法的替代方法而得到發(fā)展，傳統(tǒng)的教學(xué)方法通過(guò)讓學(xué)生死記硬背來(lái)開(kāi)展教學(xué)。探究式學(xué)習(xí)是一種讓學(xué)生自己去探索問(wèn)題和興趣的學(xué)習(xí)和教學(xué)方法，其主要途徑有：①提出有意義的問(wèn)題；②計(jì)劃并執(zhí)行調(diào)查型策略；③從不同的源頭收集信息；④以具有生成性的展示方式討論信息；⑤反思自己的學(xué)習(xí)。探究式學(xué)習(xí)的步驟52第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論三、STEM探究式學(xué)習(xí)2.STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)和探究式學(xué)習(xí)的比較相同點(diǎn)：項(xiàng)目式學(xué)習(xí)和探究式學(xué)習(xí)都是積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)方法，二者的理論都根源于約翰·杜威的哲學(xué)觀，杜威認(rèn)為教育的起點(diǎn)應(yīng)該是激發(fā)學(xué)生的好奇心。在探究式學(xué)習(xí)的方法中，學(xué)生的問(wèn)題和好奇心理組成了課程的核心部分。教師鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題并對(duì)自己感興趣的主題開(kāi)展研究，從而形成自己的發(fā)現(xiàn)。探究式學(xué)習(xí)以問(wèn)題開(kāi)頭(多數(shù)是來(lái)自教師的問(wèn)題)，接下來(lái)便是調(diào)查，其過(guò)程可能會(huì)涉及收集數(shù)據(jù)和學(xué)生開(kāi)展研究來(lái)形成新的知識(shí)。在結(jié)束時(shí)，學(xué)生對(duì)自己新發(fā)現(xiàn)的知識(shí)進(jìn)行反思。對(duì)比來(lái)看，STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)在起始點(diǎn)就牢記項(xiàng)目的最后結(jié)果，通過(guò)明確的結(jié)果把項(xiàng)目式學(xué)習(xí)介紹給學(xué)生，接下來(lái)分層傳遞的是有關(guān)完成任務(wù)的明確期望和制約因素。在探究式學(xué)習(xí)中，學(xué)生提出問(wèn)題，開(kāi)展研究，收集數(shù)據(jù)并推斷結(jié)果。通過(guò)研究，學(xué)生得出自己的發(fā)現(xiàn)，而不是一定要生產(chǎn)出具有現(xiàn)實(shí)生活應(yīng)用意義的作品。53第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論三、STEM探究式學(xué)習(xí)2.STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)和探究式學(xué)習(xí)的比較不同之處：STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生最終作品的強(qiáng)調(diào)，要求學(xué)生通過(guò)完成作品展示自己所學(xué)到的東西。與探究式學(xué)習(xí)中教師角色的主要不同處在于：在STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的教師指導(dǎo)學(xué)生到自己的小組找到問(wèn)題的答案。比較來(lái)看，在探究式學(xué)習(xí)中，教師提出引導(dǎo)性問(wèn)題來(lái)幫助學(xué)生，而且教師更看重學(xué)生先前的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和興趣，因?yàn)樾碌膶W(xué)習(xí)或問(wèn)題基于這類知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。但是在STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，情況就并非如此，學(xué)生應(yīng)該研究的項(xiàng)目既不必以學(xué)生先前的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，也不必要基于學(xué)生的興趣，但應(yīng)該是現(xiàn)實(shí)世界的任務(wù)，而且能讓學(xué)生專心投入。54第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論三、STEM探究式學(xué)習(xí)2.STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)和探究式學(xué)習(xí)的比較不同之處：在STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，學(xué)生被要求解決來(lái)自現(xiàn)實(shí)生活的問(wèn)題或項(xiàng)目，而且這些問(wèn)題和項(xiàng)目都有現(xiàn)實(shí)生活的應(yīng)用價(jià)值，因此學(xué)生必須進(jìn)行調(diào)查、記錄、分析，并展示自己的研究發(fā)現(xiàn)，很顯然，STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的特點(diǎn)就是學(xué)生發(fā)揮主動(dòng)權(quán)。與探究式學(xué)習(xí)相比，STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)給予學(xué)生更多的自由來(lái)討論、測(cè)試，并創(chuàng)造自己的解決方案。55第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論三、STEM探究式學(xué)習(xí)STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)探究式學(xué)習(xí)以學(xué)生為中心，學(xué)生自主學(xué)習(xí)以學(xué)生為中心，教師指導(dǎo)下的學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)和教授方法學(xué)習(xí)和教授方法通過(guò)體驗(yàn)來(lái)學(xué)習(xí)基于先前知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)學(xué)習(xí)生產(chǎn)出成品不一定要生產(chǎn)出成品合作學(xué)習(xí)合作學(xué)習(xí)合作的小組學(xué)習(xí)個(gè)人的或(并非總是有)合作的小組學(xué)習(xí)模糊的任務(wù)和明確的結(jié)果選擇性任務(wù)和松散界定的結(jié)果項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)假設(shè)或問(wèn)題驅(qū)動(dòng)建構(gòu)主義和建設(shè)主義建構(gòu)主義結(jié)構(gòu)化較差結(jié)構(gòu)化教師作為協(xié)助者教師作為協(xié)助者工程設(shè)計(jì)步驟是每一節(jié)STEM項(xiàng)目課的核心沒(méi)有成品，也沒(méi)有工程設(shè)計(jì)步驟評(píng)價(jià)類型：形成性和終結(jié)性評(píng)價(jià)類型：形成性和終結(jié)性學(xué)生是問(wèn)題的提出者，并確定模糊的任務(wù)或現(xiàn)實(shí)生活問(wèn)題的實(shí)際解決方案學(xué)生是問(wèn)題的提出者動(dòng)手并動(dòng)腦動(dòng)手并動(dòng)腦項(xiàng)目具有現(xiàn)實(shí)生活適用性并非總是如此項(xiàng)目有制約因素和計(jì)劃好的時(shí)間表沒(méi)有制約因素，以及具體的時(shí)間表問(wèn)題是項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的重要部分問(wèn)題是探究式學(xué)習(xí)和教學(xué)的核心多學(xué)科單一學(xué)科56第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論三、STEM探究式學(xué)習(xí)3.如何將探究式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為

STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)往往不像探究式學(xué)習(xí)那樣結(jié)構(gòu)化，因?yàn)椴煌〗M可能會(huì)有不同人數(shù)的學(xué)生開(kāi)展各種各樣的個(gè)體或者合作性任務(wù)。但是，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的教案形式與傳統(tǒng)教和學(xué)的方法相比更具結(jié)構(gòu)化。那么如何將探究式學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)教案轉(zhuǎn)化為STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的教案？這種轉(zhuǎn)化一般需要考慮10個(gè)部分：任務(wù)、目標(biāo)、聯(lián)系、明確的結(jié)果、所用材料、投入、探索、解釋、延伸，以及評(píng)價(jià)。57第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論四、STEM跨學(xué)科學(xué)習(xí)1.為什么要開(kāi)展跨學(xué)科學(xué)習(xí)在現(xiàn)實(shí)世界中，解決社會(huì)問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題不是在孤立的領(lǐng)域內(nèi)開(kāi)展的，而是在STEM多領(lǐng)域中交叉進(jìn)行的。如果把學(xué)習(xí)割裂開(kāi)來(lái)，學(xué)生就經(jīng)常不能理解各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域是如何相聯(lián)系的。雖然具體學(xué)科的學(xué)習(xí)很重要，尤其是對(duì)學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)容的基本理解，但是跨學(xué)科學(xué)習(xí)可以幫助學(xué)生建立高階思維技能，還可以幫助學(xué)生在不同學(xué)科領(lǐng)域之間形成有意義的聯(lián)系。就培養(yǎng)學(xué)生掌握概念性知識(shí)而言，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)本身就是跨學(xué)科，STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是非常完美的方案?？鐚W(xué)科的STEM學(xué)習(xí)經(jīng)歷，能夠幫助學(xué)生更好地理解身邊的世界，有利于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，帶來(lái)更高的學(xué)習(xí)成就。58第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論四、STEM跨學(xué)科學(xué)習(xí)2.什么是跨學(xué)科教學(xué)跨學(xué)科，是有意識(shí)地去參與并整合多個(gè)學(xué)術(shù)領(lǐng)域和多種學(xué)習(xí)方法來(lái)研究某個(gè)核心問(wèn)題或項(xiàng)目?？鐚W(xué)科是指教和/或?qū)W的經(jīng)歷中明確地認(rèn)可和聯(lián)系多個(gè)科目或?qū)W術(shù)領(lǐng)域的內(nèi)容與教學(xué)，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)切合跨學(xué)科教學(xué)，因?yàn)樗茏匀坏厣婕安煌膶W(xué)術(shù)技能，如閱讀、寫作和數(shù)學(xué)，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)也切合通過(guò)不同學(xué)科領(lǐng)域之間的同化來(lái)建立概念性理解。例如，因?yàn)閷W(xué)生是通過(guò)書面的作品和口頭演示來(lái)和班級(jí)同學(xué)交流分享自己的發(fā)現(xiàn)，因此項(xiàng)目式學(xué)習(xí)很輕松地解決了書面和口頭溝通技能方面的問(wèn)題。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)也可以整合其他學(xué)術(shù)技能，如批判性思維、問(wèn)題解決技能、視覺(jué)和藝術(shù)方面的技能。59第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論四、STEM跨學(xué)科學(xué)習(xí)3.通過(guò)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)來(lái)促進(jìn)理解STEM教育鼓勵(lì)學(xué)生成為獨(dú)立的問(wèn)題解決者，促進(jìn)學(xué)生橫跨學(xué)科領(lǐng)域的理解。在STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，學(xué)生在研究一些與現(xiàn)實(shí)世界相關(guān)的問(wèn)題時(shí)，一般以小組的形式展開(kāi)合作學(xué)習(xí)。這些小組活動(dòng)的設(shè)計(jì)往往通過(guò)學(xué)習(xí)內(nèi)容和吸引學(xué)生個(gè)人興趣來(lái)給予學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力。教師在項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮到項(xiàng)目?jī)?nèi)部各主題間的關(guān)聯(lián)性，從而更為綜合地介紹課程。這種綜合性和關(guān)聯(lián)性促進(jìn)了學(xué)生的理解和強(qiáng)化了學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。并非項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的每一次實(shí)施都要整合所有學(xué)科領(lǐng)域，且牽強(qiáng)附會(huì)的整合也不是我們所期望，注意到這一點(diǎn)很重要。60第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論四、STEM跨學(xué)科學(xué)習(xí)4.項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課程整合的不同層級(jí)級(jí)別備課標(biāo)準(zhǔn)主題學(xué)習(xí)環(huán)境教師角色學(xué)生角色1.單一課堂單獨(dú)/每日/每周單一科目注重學(xué)習(xí)目標(biāo)/單一課堂所有知識(shí)的廣泛給與者通常是個(gè)體學(xué)習(xí)/知識(shí)的接受者2.主題單元年級(jí)級(jí)別/科目領(lǐng)域/每周主題/單元/沒(méi)有任何整合的嘗試通常是單一課堂教學(xué)知識(shí)的給予者/分享者個(gè)人/小組/知識(shí)的接受者3.多學(xué)科年級(jí)級(jí)別/科目領(lǐng)域/小型學(xué)習(xí)共同體兩個(gè)或者更多的學(xué)科，有一些整合的嘗試注重學(xué)生的成就分享型學(xué)習(xí)/協(xié)助者分享型學(xué)習(xí)者/知識(shí)的收集者4完全整合/跨學(xué)科小型學(xué)習(xí)共同體學(xué)科內(nèi)部和學(xué)科之間的無(wú)縫隙整合注重知識(shí)的習(xí)得項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的眾多協(xié)助者之一知識(shí)的收集者/小組活動(dòng)/項(xiàng)目式學(xué)習(xí)61第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論四、STEM跨學(xué)科學(xué)習(xí)5.跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體團(tuán)隊(duì)協(xié)作是STEM教育的特色，也是STEM教師的工作模式與方法。組建跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體，能幫助教師更好地理解STEM素養(yǎng)和構(gòu)建STEM教育的課程觀，發(fā)揮專業(yè)人士的學(xué)科能力，與教師共同參與STEM課程項(xiàng)目的教學(xué)實(shí)踐。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)教師對(duì)教學(xué)的共同介入，也幫助學(xué)生把學(xué)習(xí)和生活實(shí)際聯(lián)系起來(lái)，促進(jìn)學(xué)生以多種方式在更加開(kāi)放的空間和時(shí)間中、在更多專業(yè)人士的支持下，完成STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)過(guò)程，達(dá)成預(yù)期的教育目標(biāo)。跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體不僅包含科學(xué)、技術(shù)和數(shù)學(xué)教師，還包含一系列具有不同專業(yè)類型和水平的其他職業(yè)者，為教師及團(tuán)隊(duì)成員提供了共同的時(shí)間來(lái)合作并計(jì)劃教學(xué)。典型的跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體由4-6位教師組成。教師可能來(lái)自同一個(gè)學(xué)科領(lǐng)域或不同學(xué)科領(lǐng)域，講授的內(nèi)容經(jīng)常在本質(zhì)上是跨學(xué)科的。團(tuán)隊(duì)教師合作性地開(kāi)展工作，表現(xiàn)出很強(qiáng)的學(xué)科專業(yè)性，對(duì)STEM課程項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)施更為科學(xué)、有效。62第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論四、STEM跨學(xué)科學(xué)習(xí)6.形成跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)的必要因素共同的備課時(shí)間推動(dòng)教師之間的跨學(xué)科合作。為跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)指定的共同備課應(yīng)該持續(xù)一段時(shí)間，而且在一個(gè)學(xué)年內(nèi)要保持同樣的跨學(xué)科教師組合。在相鄰的環(huán)境中工作和備課，如在樓房的同一側(cè)，也有助于在跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)之間營(yíng)造一種學(xué)院式的氛圍。理想情況下，教師團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)該由為數(shù)不多的教師組成，大約3-5位教師，對(duì)應(yīng)的學(xué)生人數(shù)為100-150人。63第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論四、STEM跨學(xué)科學(xué)習(xí)7.項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的學(xué)科交叉和多學(xué)科備課跨學(xué)科的STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)要求教師通過(guò)確定明確的結(jié)果先來(lái)識(shí)別每一個(gè)科目領(lǐng)域需要覆蓋的學(xué)習(xí)目標(biāo)。教師應(yīng)該總是先想想在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)結(jié)束時(shí)，自己想要讓學(xué)生知道什么。在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)結(jié)束時(shí)，學(xué)生應(yīng)該能夠通過(guò)呈現(xiàn)自己的作品，向同伴和教師展示自己學(xué)到的東西。64第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論四、STEM跨學(xué)科學(xué)習(xí)8.跨學(xué)科的STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)和局限優(yōu)勢(shì)：（1）取消了孤立的學(xué)科課程知識(shí)點(diǎn)?？鐚W(xué)科的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的學(xué)科課程的不足。在傳統(tǒng)課程中，學(xué)習(xí)被學(xué)科領(lǐng)域高度地分割了，在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)更為自然，適合于建立更深層次的概念性理解。（2）發(fā)展得更為適當(dāng)?？鐚W(xué)科發(fā)展的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)更為合適，因?yàn)檎n程依賴學(xué)生的個(gè)體需要而變化，這種情況會(huì)使學(xué)生更加積極地參與學(xué)習(xí)。（3）課程內(nèi)容、形式更加靈活。跨學(xué)科的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是一種靈活的課程，所以教師在引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行探索的同時(shí)依然可以達(dá)到課程的要求。（4）滿足不同學(xué)生的個(gè)性化需要。使學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)負(fù)責(zé)來(lái)滿足學(xué)生的要求。65第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論四、STEM跨學(xué)科學(xué)習(xí)8.跨學(xué)科的STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)和局限局限性：（1）時(shí)間方面的限制。并非所有的教育者都認(rèn)為有足夠的時(shí)間來(lái)計(jì)劃并實(shí)施跨學(xué)科的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。（2）備課（計(jì)劃）和實(shí)施方面的困難。安排共同的時(shí)間讓不同課程的教師集體備課可能是頗具挑戰(zhàn)的一件事，在沒(méi)有管理人員支持的情況下幾乎不可能完成。（3）缺乏教科書或課堂秩序。在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，學(xué)生在課堂上來(lái)回走動(dòng)，而不坐在指定的課桌上學(xué)習(xí)。并非所有的教師都能接受或控制好這種課堂教學(xué)活動(dòng)，傳統(tǒng)教科書式的課堂活動(dòng)每章節(jié)的結(jié)尾都有一套與課程內(nèi)容相關(guān)的問(wèn)題與測(cè)試，會(huì)減少很多工作量。（4）難以判斷學(xué)生先前的知識(shí)。某個(gè)班的學(xué)生所掌握的知識(shí)或許與其他班的學(xué)生不同。有些教師缺乏想象，在教授不同技能時(shí)很難斷定學(xué)生的先前知識(shí)，因此覺(jué)得很難讓每個(gè)學(xué)生按照自己的層次和進(jìn)度來(lái)學(xué)習(xí)。（5）某一學(xué)生會(huì)有消極反映。在開(kāi)始實(shí)施跨學(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)時(shí)，那些未曾體驗(yàn)過(guò)跨學(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的學(xué)生可能會(huì)有消極的反應(yīng)。例如，學(xué)生可能會(huì)覺(jué)得迷惑，“為什么我們?cè)诳茖W(xué)課上做數(shù)學(xué)題?”如果項(xiàng)目式學(xué)習(xí)事先計(jì)劃得很好，且教師很專業(yè)地予以實(shí)施，這種類型的反應(yīng)就會(huì)減少。66第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論四、STEM跨學(xué)科學(xué)習(xí)9.跨學(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的范例范例1：斯庫(kù)勒（Schooler，2004）開(kāi)發(fā)出一個(gè)名叫“冷得發(fā)抖的項(xiàng)目”。這個(gè)項(xiàng)目是數(shù)學(xué)、科學(xué)和技術(shù)學(xué)科的教師合作的結(jié)果。模糊的任務(wù)是建造一個(gè)冰容器。教師每個(gè)星期開(kāi)展一次合并班級(jí)的教學(xué)。學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的形式一起工作，在設(shè)計(jì)冰容器時(shí)他們運(yùn)用自己對(duì)三維物體的理解和技術(shù)。在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)，教師依據(jù)在項(xiàng)目開(kāi)始時(shí)就形成的指導(dǎo)原則對(duì)學(xué)生冰容器的設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。范例2：來(lái)自八年級(jí)的數(shù)學(xué)、語(yǔ)言藝術(shù)、社會(huì)科和科學(xué)教師之間的合作。這些教師一起工作研制出一個(gè)有關(guān)地貌主題的模型。教師之間的合作產(chǎn)生了教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)活動(dòng)和評(píng)估策略。這些教師認(rèn)為，他們的方法比較容易整合多個(gè)學(xué)科。67第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論四、STEM跨學(xué)科學(xué)習(xí)9.跨學(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的范例范例3：基于數(shù)學(xué)和技術(shù)科目的整合，其模糊的任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)樓梯體系。這個(gè)項(xiàng)目的教學(xué)任務(wù)針對(duì)多方面的技能。例如，這個(gè)項(xiàng)目要求學(xué)生在設(shè)計(jì)樓梯時(shí)使用諸如勾股定理和坡度此類的數(shù)學(xué)公式和函數(shù)。這個(gè)項(xiàng)目也涵蓋了歷史方面的學(xué)習(xí)，因?yàn)樗髮W(xué)生寫一篇一頁(yè)紙長(zhǎng)度的關(guān)于樓梯歷史的短文。在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)，對(duì)學(xué)生的評(píng)估包括對(duì)樓梯設(shè)計(jì)、教育遠(yuǎn)見(jiàn)和項(xiàng)目的圖案展示的評(píng)估，以及描述整個(gè)項(xiàng)目的書面文章的評(píng)估。68第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論五、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的技術(shù)1.STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中技術(shù)的定義和范圍技術(shù)在功能性上的定義是“對(duì)工具、機(jī)器、技術(shù)、手工、組織體系和方法的制作、使用和了解掌握，其目的就是解決問(wèn)題或者執(zhí)行具體的功能”。也就是說(shuō)，以人類的天才和創(chuàng)造力驅(qū)動(dòng)的技術(shù)，其目標(biāo)是通過(guò)解決問(wèn)題，使人們的生活變得更容易，同時(shí)也使生活更高效，更豐富。這就是為什么技術(shù)的簡(jiǎn)明定義就是人類創(chuàng)造。正如我們?cè)谇懊嫣接戇^(guò)的科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)之間的內(nèi)在聯(lián)系，技術(shù)從來(lái)不是孤立存在的，沒(méi)有與數(shù)學(xué)、科學(xué)和工程的緊密結(jié)合與綜合應(yīng)用，就不可能產(chǎn)出超音速飛機(jī)、機(jī)器人、航天飛機(jī)；同時(shí)，技術(shù)在實(shí)際使用中帶來(lái)新的需求、目標(biāo)和靈感，又會(huì)對(duì)科學(xué)、工程、數(shù)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。對(duì)人類發(fā)展做出貢獻(xiàn)的所有項(xiàng)目，如潛艇、航天飛機(jī)、橋梁、高鐵、手機(jī)和太空站等，都是通過(guò)STEM領(lǐng)域的運(yùn)用而實(shí)現(xiàn)的。69第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論五、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的技術(shù)1.STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中技術(shù)的定義和范圍STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，學(xué)生除了從教師那里或教科書中獲取信息，還要從多種源頭獲取信息，以便解決現(xiàn)實(shí)生活中的復(fù)雜問(wèn)題，要求學(xué)生學(xué)會(huì)獲取信息的技術(shù)，從而深入地學(xué)習(xí)一門學(xué)科，同時(shí)運(yùn)用高階思維技能學(xué)習(xí)STEM的多項(xiàng)學(xué)科。STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)過(guò)程中鼓勵(lì)學(xué)生的自律性和終身學(xué)習(xí)技能的獲取。

70第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論五、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的技術(shù)2.為什么要在STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中使用技術(shù)STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)旨在講授和其他學(xué)科領(lǐng)域整合的技術(shù)，通過(guò)使用技術(shù)來(lái)讓學(xué)習(xí)過(guò)程更為有效、更有吸引力。在STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，技術(shù)有兩種角色：①與科學(xué)、工程、數(shù)學(xué)整合在一起的技術(shù)；②應(yīng)用能夠促進(jìn)STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的教育技術(shù)。（1）有利于創(chuàng)新性教學(xué)和教學(xué)的創(chuàng)新從人類發(fā)展的歷史來(lái)看，在每一個(gè)里程碑事件之后都有技術(shù)的創(chuàng)新。在STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，學(xué)生能夠憑借自己的創(chuàng)造性和創(chuàng)新思維找到使用技術(shù)的更實(shí)用的新方法，尋找解決問(wèn)題的方案，乃至發(fā)明新技術(shù)的新思路。71第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論五、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的技術(shù)2.為什么要在STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中使用技術(shù)（2）有利于培養(yǎng)可持續(xù)意識(shí)和環(huán)保意識(shí)科學(xué)技術(shù)是人類社會(huì)的重要活動(dòng)方式之一，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展直接推動(dòng)人類社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，但由于科學(xué)技術(shù)自身的局限性和社會(huì)生活的復(fù)雜性，技術(shù)也產(chǎn)生了大量負(fù)面和消極作用。STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)提供了絕好的機(jī)會(huì)來(lái)了解技術(shù)使用方面的警示。在STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生選擇使用對(duì)環(huán)境負(fù)面影響最小的、支持可再生能源的技術(shù)。在研制新的產(chǎn)品工藝時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生偏向于使用可回收的材料或者可以使用的廢棄材料。整合到STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的技術(shù)，可以讓學(xué)生培養(yǎng)環(huán)保意識(shí)，增加保護(hù)環(huán)境及其可持續(xù)性方面的敏感性。72第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論五、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的技術(shù)2.為什么要在STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中使用技術(shù)（3）有利于培養(yǎng)技術(shù)素養(yǎng)和信息溝通素養(yǎng)技術(shù)素養(yǎng)是未來(lái)人們需要獲得的最重要的素養(yǎng)之一。技術(shù)素養(yǎng)就是負(fù)責(zé)任地使用恰當(dāng)技術(shù)的能力：溝通、解決問(wèn)題、獲取、管理、整合、評(píng)估、設(shè)計(jì)和創(chuàng)造信息來(lái)提高所有學(xué)科領(lǐng)域的學(xué)習(xí)，并獲得終身知識(shí)和技能。技術(shù)素養(yǎng)啟動(dòng)了科學(xué)、工業(yè)和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)和可持續(xù)發(fā)展。技術(shù)方面的知識(shí)和技能使人們能獲得更好的職業(yè)，這些素養(yǎng)在將來(lái)甚至更為重要。融入技術(shù)的STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是讓學(xué)生獲得技術(shù)素養(yǎng)的有效途徑。與技術(shù)素養(yǎng)緊密相關(guān)的另一種素養(yǎng)是信息溝通技術(shù)素養(yǎng)。信息溝通技術(shù)素養(yǎng)綜合了人們處理信息來(lái)解決問(wèn)題的能力和通過(guò)數(shù)字環(huán)境對(duì)信息進(jìn)行批判性思維的能力。在當(dāng)今社會(huì)，使用信息溝通技術(shù)非常重要。73第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論五、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的技術(shù)3.如何使用技術(shù)來(lái)支持STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（1）在STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中整合教育技術(shù)將技術(shù)成功整合進(jìn)STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的三個(gè)原則是：效用、效率和吸引力。效用、效率和吸引力與學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成、學(xué)生的學(xué)習(xí)級(jí)別和學(xué)習(xí)過(guò)程的訴求相關(guān)。這些部分中至少有一項(xiàng)可以通過(guò)在STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中融入技術(shù)而得到實(shí)現(xiàn)。如果STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中應(yīng)用的技術(shù)不能對(duì)這些部分的任何一項(xiàng)有所貢獻(xiàn)，那么就要重新審視這一技術(shù)及其使用方法。74第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論五、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的技術(shù)3.如何使用技術(shù)來(lái)支持STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)參考ASSURE學(xué)習(xí)模式整合在STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中整合教育技術(shù)。（1）“分析學(xué)習(xí)者”階段：識(shí)別學(xué)習(xí)者的特征、入門時(shí)的能力和個(gè)人特點(diǎn)，在STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中考慮這些因素并選擇技術(shù)。（2）“陳述目標(biāo)”階段：明確定義在STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)結(jié)束時(shí)期望學(xué)生取得的成果并規(guī)劃更為合適的教學(xué)過(guò)程和技術(shù)的融合。（3）“選擇方法、媒體和材料”階段：選擇媒體和材料，如樂(lè)高積木、實(shí)驗(yàn)套件、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用或者以電腦為基礎(chǔ)的各種應(yīng)用等?？梢詮目色@得的媒體和材料中進(jìn)行挑選，也可以改變現(xiàn)有材料或形成新的材料。無(wú)論是選擇還是制作新的媒體和材料均需考慮相關(guān)技術(shù)問(wèn)題。75第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論五、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的技術(shù)3.如何使用技術(shù)來(lái)支持STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)參考ASSURE學(xué)習(xí)模式整合在STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中整合教育技術(shù)。（4）“使用媒體與材料”階段：確保STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中所使用的媒體運(yùn)作良好，而且學(xué)生能夠正確使用?？紤]為學(xué)生提供使用相關(guān)媒體技術(shù)的全面知識(shí)，也包括任何負(fù)面的影響，同時(shí)考慮學(xué)生的技能水平。（5）“要求學(xué)習(xí)者參與和交互”階段：價(jià)差學(xué)生和教室的角色以及他們實(shí)用技術(shù)的情況，以確保學(xué)生積極參與的程度、團(tuán)隊(duì)工作、平臺(tái)搭建等。（6）“評(píng)估和修改”階段：評(píng)估因技術(shù)而豐富了的STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，確定其效用和效率，并弄清楚哪些方面運(yùn)作良好以及哪些方面在下次使用時(shí)需要改進(jìn)。76第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論五、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的技術(shù)3.如何使用技術(shù)來(lái)支持STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（2）用于STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的教育技術(shù)課堂上應(yīng)該使用哪些技術(shù)手段呢？可能是電腦、放映機(jī)、投影儀、iPad、計(jì)算器、互動(dòng)式白板，還可能是虛擬仿真技術(shù)、3D投影技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘、云計(jì)算技術(shù)等等。這些技術(shù)手段雖然都不是為了教學(xué)目的而發(fā)明的，但是它們?cè)诮逃h(huán)境中被使用，能夠?qū)毯蛯W(xué)、教育管理和規(guī)劃、評(píng)估，以及教育中的引導(dǎo)過(guò)程作出貢獻(xiàn)。研究結(jié)果表明，在STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中使用教育技術(shù)可以提高學(xué)生的成功率、興趣和動(dòng)力，也有助于改進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。但是，我們不認(rèn)為技術(shù)的使用總是能提高教育效率或者使STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)更加成功，只有使用適合項(xiàng)目式學(xué)習(xí)需求和符合學(xué)生特征的技術(shù)才能夠使STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)成功實(shí)施。否則，花費(fèi)大量時(shí)間和金錢的技術(shù)，也可能導(dǎo)致不良后果而且對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生負(fù)面的影響。77第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論五、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的技術(shù)3.如何使用技術(shù)來(lái)支持STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)描述網(wǎng)址STEM在線專業(yè)學(xué)習(xí)共同體西門子STEM學(xué)院教師資源/index.cfm?event=showResourceLanding&c=37英特爾STEM資源/zbout/corporateresponsibility/education/k12/stem.htmSTEM教育者的網(wǎng)絡(luò)資源/Publications/STEMconnections/STEMconnections.htmSTEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)競(jìng)賽/intl/en/events/sciencefair/STEM教育聯(lián)盟

上海STEM云中心/行知教育—中國(guó)STEM教育協(xié)作聯(lián)盟/78第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論六、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的評(píng)價(jià)1.評(píng)價(jià)在STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的作用在STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的評(píng)估中，教師要把注意力從終結(jié)性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)移到形成性評(píng)價(jià)中，使評(píng)價(jià)不僅僅關(guān)注對(duì)產(chǎn)品的量化，更加關(guān)注學(xué)習(xí)的過(guò)程；使測(cè)驗(yàn)的分?jǐn)?shù)或等級(jí)對(duì)學(xué)生終結(jié)性評(píng)價(jià)的影響逐步變小；使學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)過(guò)程有清晰的意識(shí)。教師、學(xué)生要逐步改變對(duì)評(píng)價(jià)的原有觀點(diǎn)。在傳統(tǒng)的教師評(píng)價(jià)活動(dòng)中，評(píng)價(jià)等同于為學(xué)生進(jìn)行打分，分?jǐn)?shù)決定了學(xué)生在校學(xué)習(xí)的成敗。這種傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法導(dǎo)致學(xué)生會(huì)力爭(zhēng)在考試中得到高分，而沒(méi)有通過(guò)自我提高和理解來(lái)形成學(xué)習(xí)策略。對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，造成了為分?jǐn)?shù)第一的權(quán)威認(rèn)定，從而阻礙了把評(píng)價(jià)作為一種對(duì)預(yù)期學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行反饋的手段。對(duì)教師來(lái)說(shuō)，這種傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方式強(qiáng)調(diào)了一種常見(jiàn)的信念，即教師要了解學(xué)生不知道的內(nèi)容，這樣教師能夠調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)的方式，從而達(dá)到提高學(xué)生理解的目的。在長(zhǎng)期教育的過(guò)程中，學(xué)生對(duì)評(píng)價(jià)規(guī)范以及如何評(píng)價(jià)已經(jīng)培養(yǎng)出了一種先入為主的概念。STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)有關(guān)評(píng)價(jià)的嶄新視角要求教師和學(xué)生改變自己對(duì)評(píng)價(jià)的原有觀點(diǎn)。79第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論六、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的評(píng)價(jià)1.評(píng)價(jià)在STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的作用教師需要做好準(zhǔn)備幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)并理解STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)。在STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的起始階段，教師往往要要面對(duì)學(xué)生關(guān)于評(píng)價(jià)的質(zhì)疑，甚至部分學(xué)生經(jīng)常會(huì)因?yàn)榉謹(jǐn)?shù)低而灰心喪氣。首先，教師一定要教會(huì)學(xué)生如何理解評(píng)價(jià)量規(guī)、如何理解教師的評(píng)語(yǔ)，以及形成性評(píng)價(jià)是對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的檢查而不是分?jǐn)?shù)結(jié)果。其次，教師可以在開(kāi)始時(shí)就設(shè)置一個(gè)討論社區(qū)，討論評(píng)價(jià)量規(guī)怎樣使用，確保學(xué)生明白評(píng)價(jià)量規(guī)的使用是用來(lái)幫助學(xué)生識(shí)別出自己需要進(jìn)一步提高的方面，而不是用來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)的成敗。80第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論六、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的評(píng)價(jià)2.形成性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)有兩種廣義的評(píng)價(jià)類別：形成性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)。形成性評(píng)價(jià)是對(duì)學(xué)生日常學(xué)習(xí)過(guò)程中的表現(xiàn)、所取得的成績(jī)以及所反映出的情感、態(tài)度、策略等方面的發(fā)展做出的評(píng)價(jià)，是基于對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)全過(guò)程的持續(xù)觀察、記錄、反思而做出的發(fā)展性評(píng)價(jià)。其目的是“激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生有效調(diào)控自己的學(xué)習(xí)過(guò)程，使學(xué)生獲得成就感，增強(qiáng)自信心，培養(yǎng)合作精神”。終結(jié)性評(píng)價(jià)主要是集中在評(píng)價(jià)學(xué)生遵守既定的教學(xué)過(guò)程之后已經(jīng)完成的學(xué)習(xí)。其目的是做出教育效果的判斷，從而區(qū)別優(yōu)劣，分出等級(jí)或者鑒定合格；與教學(xué)效能核定聯(lián)系在一起，它為關(guān)于個(gè)體的決策、教育資源投入優(yōu)先順序的抉擇提供依據(jù)指向更一般的等級(jí)評(píng)定。81第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論六、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的評(píng)價(jià)2.形成性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的形成性評(píng)價(jià)涵蓋了項(xiàng)目探究、小組協(xié)作、作品完成的全過(guò)程，這些作品是在教師清楚明白的指導(dǎo)下完成的。教師引導(dǎo)的方向與STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)所期望的學(xué)習(xí)結(jié)果相一致，作品是學(xué)生所學(xué)知識(shí)的總結(jié)或者是作為知識(shí)產(chǎn)品來(lái)勾畫出一幅有關(guān)學(xué)生所學(xué)內(nèi)容更豐富、更完整的圖景。從這個(gè)方面考慮，STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的形成性評(píng)價(jià)應(yīng)該是幫助學(xué)生獲取與應(yīng)用知識(shí)，關(guān)注的重點(diǎn)是擁有知識(shí)而不是測(cè)試結(jié)果。形成性評(píng)價(jià)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生思維方面的進(jìn)展展開(kāi)批判性的評(píng)價(jià)。形成性評(píng)價(jià)使用的方式是讓學(xué)生書寫或講述自己所學(xué)到的內(nèi)容，并說(shuō)明思考的過(guò)程及依據(jù)。這樣的評(píng)價(jià)得力于寫作、演講和思考性的內(nèi)容，能夠促使學(xué)生對(duì)自己所學(xué)的知識(shí)較靈活地使用，能夠幫助學(xué)生發(fā)展一定的測(cè)試技巧，比如批判性閱讀技巧。STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)應(yīng)與學(xué)習(xí)活動(dòng)和學(xué)習(xí)環(huán)境相匹配。如果學(xué)生開(kāi)展個(gè)人學(xué)習(xí)，那么基于小組的評(píng)價(jià)可能會(huì)造成評(píng)價(jià)方法與個(gè)人學(xué)習(xí)的不和諧，因而對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)有負(fù)面影響。對(duì)于基于小組的學(xué)習(xí)來(lái)說(shuō)，如果小組成員混亂分配，那么很少需要進(jìn)行定制式的評(píng)價(jià)。當(dāng)學(xué)生隨意分組或者自行組合時(shí)，則要修改評(píng)價(jià)使其適合每個(gè)小組的特征或?qū)W術(shù)特質(zhì)。假如評(píng)價(jià)是高度設(shè)定的，項(xiàng)目學(xué)習(xí)小組可能只會(huì)呈現(xiàn)某一具體目標(biāo)，相比來(lái)說(shuō)，事先設(shè)定較少的小組，更能呈現(xiàn)出豐富多彩的作品。內(nèi)容也是核心的變量因素，應(yīng)該在設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)的過(guò)程中適當(dāng)修改。有些內(nèi)容用一些方法比另一些方法更容易評(píng)價(jià)。例如，通過(guò)創(chuàng)造性的評(píng)價(jià)任務(wù)來(lái)評(píng)估知識(shí)水平是頗具挑戰(zhàn)的一件事。82第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論六、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的評(píng)價(jià)3.真實(shí)性評(píng)價(jià)真實(shí)性評(píng)價(jià)是由美國(guó)學(xué)者Wiggins于1989年最早提出的，Wiggins對(duì)真實(shí)性評(píng)價(jià)做出了如下定義：“為學(xué)生提供能展現(xiàn)最新教育理念和實(shí)踐的教學(xué)任務(wù)，并考察學(xué)生在這些任務(wù)的實(shí)際表現(xiàn)的學(xué)生評(píng)價(jià)就是真實(shí)性評(píng)價(jià)?！闭鎸?shí)性評(píng)價(jià)強(qiáng)調(diào)評(píng)價(jià)與學(xué)習(xí)以及課堂教學(xué)的整合，以學(xué)習(xí)或生活中真實(shí)的任務(wù)為基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)評(píng)價(jià)的過(guò)程性、動(dòng)態(tài)性、發(fā)展性和真實(shí)性，為教師改進(jìn)教學(xué)與學(xué)生發(fā)展自我提供支架，促進(jìn)教學(xué)和學(xué)習(xí)的發(fā)展。在STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，真實(shí)性評(píng)價(jià)在不同程度上適合了STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的各個(gè)不同方面。STEM學(xué)習(xí)的本質(zhì)特征是集中開(kāi)發(fā)現(xiàn)實(shí)世界的項(xiàng)目，讓學(xué)生能夠?qū)Ω鞣N不同概念的理解，真實(shí)性評(píng)價(jià)與現(xiàn)實(shí)生活任務(wù)或情境相吻合，知識(shí)產(chǎn)品與明確的結(jié)果引導(dǎo)下的學(xué)生情趣相吻合，能夠幫助學(xué)生從權(quán)威的調(diào)控轉(zhuǎn)向自我學(xué)習(xí)的調(diào)控。真實(shí)性評(píng)價(jià)是為了幫助學(xué)生提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力，這與開(kāi)展STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的初衷相一致。83第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論六、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的評(píng)價(jià)3.真實(shí)性評(píng)價(jià)真實(shí)性評(píng)價(jià)的真實(shí)性體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)是真是的、貼近現(xiàn)實(shí)的。真實(shí)性評(píng)價(jià)基于現(xiàn)實(shí)生活或模仿真實(shí)情境創(chuàng)設(shè)的學(xué)習(xí)任務(wù)或活動(dòng)，該活動(dòng)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是具有現(xiàn)實(shí)意義和價(jià)值的。其次，評(píng)價(jià)實(shí)施過(guò)程是真實(shí)的。學(xué)生對(duì)將會(huì)如何評(píng)價(jià)自己享有知情權(quán)，在真實(shí)性評(píng)價(jià)之前，教師要告知學(xué)生評(píng)價(jià)的具體內(nèi)容，并對(duì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行解讀，以便幫助學(xué)生更好地理解評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生在理解評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，在學(xué)習(xí)過(guò)程中，使用評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)自己進(jìn)行評(píng)價(jià)，并且能夠接受基于該評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)結(jié)果。第三，評(píng)價(jià)環(huán)境是真實(shí)的。在不施加任何外部壓力的情況下，教師、學(xué)生和小組成員間通過(guò)評(píng)價(jià)表和軼事記錄表，觀察和記錄學(xué)生在整個(gè)課堂學(xué)習(xí)生活中的真實(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，為教育者提供連續(xù)的、發(fā)展性的評(píng)價(jià)信息，并給學(xué)生提供真實(shí)的、有意義的信息反饋，從而更好地幫助學(xué)生改進(jìn)學(xué)習(xí)。第四，評(píng)價(jià)信息是真實(shí)的。真實(shí)性評(píng)價(jià)關(guān)注不同個(gè)體之間的差異和個(gè)體通過(guò)學(xué)習(xí)在不同階段發(fā)展情況的差異性，不僅對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程中的學(xué)業(yè)成就進(jìn)行評(píng)價(jià)，也對(duì)學(xué)生的問(wèn)題解決能力、創(chuàng)造性發(fā)展、邏輯思維發(fā)展和情感態(tài)度等進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)內(nèi)容更貼近學(xué)生實(shí)際情況，評(píng)價(jià)結(jié)果更加接近真實(shí)。84第一節(jié)STEM學(xué)習(xí)理論六、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的評(píng)價(jià)4.STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的評(píng)價(jià)對(duì)教師的要求更高。傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，教師只需要對(duì)學(xué)生進(jìn)行打分，分?jǐn)?shù)判斷決定學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。在STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，教師在項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)就要很清楚地說(shuō)明教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)量規(guī)時(shí)，充分考慮評(píng)價(jià)對(duì)象、評(píng)價(jià)內(nèi)容，在項(xiàng)目實(shí)施中適時(shí)調(diào)整評(píng)價(jià)量規(guī)，借助信息技術(shù)及時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)并記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，以保證評(píng)價(jià)結(jié)果的真實(shí)