《STEM教育的理論基礎(chǔ)綜述》3900字

STEM教育的理論基礎(chǔ)綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u10643STEM教育的理論基礎(chǔ)綜述 132488（一）STEM教育概念 1100751．STEM教育的內(nèi)涵 132546（二）STEM的能力結(jié)構(gòu) 2258831.STEM知識(shí) 223552.STEM技能的掌握 22713.STEM態(tài)度和價(jià)值觀 331357（三）STEM教育的理論基礎(chǔ) 37331.杜威的教育思想 312002.建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論 49093.緘默知識(shí)觀 414952（四）STEM教育的特征 4312871.融合性 4208872.趣味性 5315473.實(shí)踐性 5211134.情境性 5260975.合作性 5242886.技術(shù)性 5（一）STEM教育概念1．STEM教育的內(nèi)涵STEM是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathmatics）英語首字母的縮寫，它是1990年由美國國家科學(xué)基金會(huì)首次提出。對(duì)于STEM教育的定義，美國瓦利市州立大學(xué)（Valleycitystateuniversity)在其官網(wǎng)上對(duì)“什么是STEM教育”做了解釋，他們認(rèn)為STEM教育不是簡單的將四門學(xué)科融合在一起，而是以項(xiàng)目學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)的跨學(xué)科學(xué)習(xí)，它關(guān)注的是學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力以及對(duì)知識(shí)綜合運(yùn)用的能力。每門學(xué)科都有其自身的特點(diǎn)，我們無法將四門學(xué)科或者是其中的幾門學(xué)科強(qiáng)行組合，STEM其實(shí)強(qiáng)調(diào)的是讓學(xué)在真實(shí)的問題情境中，不受傳統(tǒng)的孤立的學(xué)科的束縛，能運(yùn)用綜合性知識(shí)來處理復(fù)雜的問題。學(xué)生在自主探究的過程中獲得新的概念，發(fā)展新的理解。STEM不但重視學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，它也更為關(guān)注學(xué)生的能力發(fā)展，即知識(shí)、技能、態(tài)度與價(jià)值觀三個(gè)方面的能力。（二）STEM的能力結(jié)構(gòu)1.STEM知識(shí)STEM知識(shí)可分為:認(rèn)識(shí)性知識(shí)、程序性知識(shí)和技術(shù)性知識(shí)。在小學(xué)數(shù)學(xué)中，認(rèn)識(shí)性知識(shí)是指學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)概念、原理以及公式的認(rèn)識(shí)，比如知道“平均分”的概念。程序性知識(shí)程序知識(shí)，也叫過程知識(shí)，是問題求解過程中的一系列操作，如測量數(shù)據(jù)，選擇數(shù)據(jù)、顯示數(shù)據(jù)等。學(xué)生通過課內(nèi)和課外的實(shí)踐活動(dòng)掌握程序性知識(shí)。而技術(shù)性知識(shí)則是綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，這與以后的職業(yè)息息相關(guān)。2.STEM技能的掌握基本技能的學(xué)習(xí)也是STEM教育的核心。STEM技能主要包括認(rèn)知技能、信息處理、解決問題與工程思維、設(shè)計(jì)思維與創(chuàng)新能力、動(dòng)手操作技能、溝通協(xié)作技能等技能。認(rèn)知技能是指學(xué)生在已有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)新知識(shí)形成自己的見解。所以教師在教學(xué)的過程中，對(duì)于一些概念性的知識(shí)、公式不應(yīng)該直接告訴學(xué)生，而應(yīng)讓學(xué)生自己去概括、歸納。信息處理技能是指收集、整理、分析、展示、應(yīng)用數(shù)據(jù)的能力。這是一個(gè)信息爆炸的時(shí)代，對(duì)信息處理能力的要求越來越高。教師在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)注意培養(yǎng)學(xué)生的信息處理能力，教師也可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容引進(jìn)Excel、數(shù)據(jù)庫等較實(shí)用的信息處理軟件。解決問題的能力是學(xué)生將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活中去，去解決生活中的問題。STEM教育的基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，就是營造一個(gè)真實(shí)的問題情境，以此激發(fā)的求知欲，同時(shí)增強(qiáng)學(xué)生的解決問題能力。而工程思維是問題解決的工具，工程思維包括三個(gè)方面：第一，能看懂圖，也能用圖來表達(dá)自己的想法。第二，能制作或利用一些小工具來幫助自己解決問題。第三，能遵循工程設(shè)計(jì)一般的流程，包括明確任務(wù)——設(shè)計(jì)方案——細(xì)化方案——?jiǎng)邮謱?shí)踐——測試評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)。這是一個(gè)創(chuàng)新的時(shí)代，STEM也格外關(guān)注學(xué)生的設(shè)計(jì)思維和創(chuàng)新能力。設(shè)計(jì)思維一方面需要學(xué)生遵循有序的步驟，另一方面又需要學(xué)生靈活的、富有創(chuàng)意的想法。教師可以通過頭腦風(fēng)暴等方式去激發(fā)學(xué)生的思考。動(dòng)手操作技能是STEM的典型技能，主要是指對(duì)各種儀器的操作，而在數(shù)學(xué)課堂中，主要表現(xiàn)在讓學(xué)生“動(dòng)”起來，比如在學(xué)習(xí)立方體時(shí)讓學(xué)制作相應(yīng)的立體圖形，在一些較大數(shù)字計(jì)算時(shí)，可以引入計(jì)算器的使用教學(xué)。人與人之間的交流與合作是十分重要的。在STEM學(xué)習(xí)中，基本上都是以團(tuán)隊(duì)合作的形式進(jìn)行學(xué)習(xí)的。融入STEM理念的小學(xué)數(shù)學(xué)課堂也應(yīng)該提倡學(xué)生的合作學(xué)習(xí)，教師應(yīng)該合理組建小組，做到“組內(nèi)異質(zhì)，組間同質(zhì)”。在進(jìn)行活動(dòng)時(shí)，應(yīng)合理安排任務(wù)，小組成員應(yīng)共同承擔(dān)，要求既能完成自己的小任務(wù)，又能用簡潔、清晰的語言向團(tuán)隊(duì)成員傳達(dá)信息。3.STEM態(tài)度和價(jià)值觀STEM提倡的態(tài)度與價(jià)值觀主要包括：好奇心、誠實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)、合作、責(zé)任心、思想開放、道德等。在一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的情況下，“態(tài)度”往往是成功與失敗的關(guān)鍵。在不同的環(huán)境下，學(xué)生要學(xué)會(huì)如何應(yīng)對(duì)不同的挑戰(zhàn)，正確的態(tài)度有利于問題的解決，而負(fù)面的情緒可能會(huì)導(dǎo)致任務(wù)的失敗。所以STEM也強(qiáng)調(diào)要培養(yǎng)學(xué)生正確的價(jià)值觀和處理問題的方法。（三）STEM教育的理論基礎(chǔ)1.杜威的教育思想STEM教學(xué)注重將各種學(xué)科結(jié)合起來，以現(xiàn)實(shí)的學(xué)習(xí)情境來解決現(xiàn)實(shí)問題。而杜威在批判傳統(tǒng)學(xué)校教育的基礎(chǔ)上，提出了"從做中學(xué)"這個(gè)基本原則，“做中學(xué)”將學(xué)校里的知識(shí)與現(xiàn)實(shí)的生活聯(lián)系在一起了。他認(rèn)為教學(xué)過程就是學(xué)生"做"的過程，教師應(yīng)當(dāng)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)良好的環(huán)境，這個(gè)環(huán)境能讓學(xué)生按照自己的方式自由的去做，同時(shí)杜威認(rèn)為“做中學(xué)”要遵循科學(xué)的方法，杜威將這個(gè)做的過程分為5個(gè)階段：創(chuàng)設(shè)問題情境——發(fā)現(xiàn)問題——提出假設(shè)——選擇假設(shè)——驗(yàn)證假設(shè)。STEM的學(xué)習(xí)重點(diǎn)在于學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦、積極的學(xué)習(xí)，STEM的學(xué)習(xí)是以項(xiàng)目為基礎(chǔ)，以問題為主體的學(xué)習(xí)（學(xué)習(xí)），以協(xié)作和練習(xí)的形式指導(dǎo)學(xué)生完成課題，并在日常的學(xué)習(xí)中解決問題。STEM為同學(xué)們帶來了親身實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，讓他們運(yùn)用他們所掌握的各種知識(shí)和方法去解決真實(shí)的問題。STEM教育為如何做指明了方向，做的過程要符合科學(xué)的原則，以實(shí)證為基礎(chǔ)，通過對(duì)假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)并得出解決問題的方法，并在一定程度上遵守科學(xué)、數(shù)學(xué)的嚴(yán)格法則，而不是空洞的思維和想象力此外，杜威在《學(xué)校與社會(huì)》一書中提到了學(xué)校即社會(huì)的觀點(diǎn)，認(rèn)為學(xué)校的教育要基于學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)，課堂的教學(xué)不能完全脫離社會(huì)，要把學(xué)校創(chuàng)設(shè)成一個(gè)小型的社會(huì)，挑選社會(huì)中的精華、純凈的東西供孩子學(xué)習(xí)。這種教育思想也反應(yīng)在STEM教育之中，STEM教育理念認(rèn)為要把抽象的知識(shí)和現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系在一起，并創(chuàng)設(shè)生活中的有趣的、具有挑戰(zhàn)的情境，讓學(xué)生在問題解決的過程中學(xué)習(xí)知識(shí)，即STEM教育強(qiáng)調(diào)，學(xué)習(xí)者通過與學(xué)習(xí)的情境進(jìn)行交互和自主的構(gòu)建從而獲得知識(shí)，而不是外在的灌輸。綜上所述，今天的STEM教學(xué)與杜威提出的“未來的教學(xué)理念”是相吻合。STEM是對(duì)杜威教育思想的一種繼承和發(fā)展。2.建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論建構(gòu)主義的觀點(diǎn)是，知識(shí)是一種相對(duì)的、動(dòng)態(tài)的，教育不能將知識(shí)當(dāng)作一種事先確定的事物來教授，而學(xué)生接受的知識(shí)，則是建立在自己已有的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上。學(xué)生學(xué)習(xí)并不是單純的將書本上的知識(shí)死記硬背，而是在自己已有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，主動(dòng)環(huán)境產(chǎn)生互動(dòng)，通過同化與順應(yīng)，不斷讓自己的認(rèn)知達(dá)到與環(huán)境的平衡，即學(xué)生自己主動(dòng)構(gòu)建知識(shí)。所以建構(gòu)主義強(qiáng)調(diào)情境性教學(xué)與整體性的構(gòu)架，他們認(rèn)為情境對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)尤為重要，要營造與實(shí)際情況相似的教育情景，以解決實(shí)際問題為目的，以生活性、科學(xué)性為原則，通過實(shí)際問題的求解來獲取知識(shí)。而在STEM教學(xué)中，學(xué)生獲得知識(shí)、認(rèn)識(shí)客觀世界，是在協(xié)作解決實(shí)際問題中實(shí)現(xiàn)的，他們?cè)诮鉀Q問題中進(jìn)行了學(xué)習(xí)，同時(shí)又將學(xué)習(xí)到了知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐中，學(xué)習(xí)是他們知識(shí)獲取和形成價(jià)值觀的中介。建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論為融入STEM教育理念的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)奠定了堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位，在具體的情境及合作探究中，給學(xué)生一個(gè)開放的環(huán)境，讓其進(jìn)行主動(dòng)探究，通過討論、交流相互，補(bǔ)充修改中，嘗試發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題。3.緘默知識(shí)觀在《人的研究》中邁克爾?波蘭尼首次提到“緘默知識(shí)”，與文字、公式、圖形相比，它是一種只能通過理解而無法表達(dá)的知識(shí)。這種認(rèn)識(shí)是無法用言語系統(tǒng)去傳播的，它是存在于個(gè)體思維中，嵌入到實(shí)際生活中去的，在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中也存在著大量的隱形知識(shí)，當(dāng)在教學(xué)實(shí)踐中過分關(guān)注顯性知識(shí)，只關(guān)注教學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)這會(huì)扼殺學(xué)生的創(chuàng)造性，所以教師應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變自己的思想，樹立緘默知識(shí)觀，不能只看到學(xué)生成績的好差，還要關(guān)注學(xué)生的隱形獲得，即學(xué)生不同能力的發(fā)展。STEM教育模式不但關(guān)注學(xué)生的知識(shí)獲得，還強(qiáng)調(diào)學(xué)生知識(shí)、技能、態(tài)度和價(jià)值觀等能力的發(fā)展。由此可知，STEM教育理念要求教師從多個(gè)方面去看待學(xué)生，關(guān)注學(xué)生綜合能力的發(fā)展。（四）STEM教育的特征由于STEM教育是以真實(shí)的任務(wù)為載體，通過學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)，讓學(xué)生參與活動(dòng)的全程，來獲得知識(shí)和培養(yǎng)多方面能力的，所以STEM教育具有以下的核心特征:融合性、趣味性、實(shí)踐性、情境性、合作性、技術(shù)增強(qiáng)性等。1.融合性融合性有兩個(gè)方面的含義，一是指STEM它超越學(xué)科的界線，從多學(xué)科的角度發(fā)出，全面運(yùn)用多學(xué)科的知識(shí)來解決發(fā)展的實(shí)際問題；二是指STEM教育重視新舊知識(shí)之間的融合。2.趣味性STEM教育認(rèn)為要將教學(xué)過程與學(xué)生生活中的有趣、有挑戰(zhàn)的實(shí)際生活問題結(jié)合起來。問題和活動(dòng)要想激發(fā)學(xué)習(xí)者的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，就必須趣味性。正如心理學(xué)認(rèn)為：興趣是最好的老師。STEM教育注重分享，注重創(chuàng)造，讓學(xué)生在分享中體驗(yàn)，在創(chuàng)造中獲得快樂，在創(chuàng)造中獲得成就感。3.實(shí)踐性STEM教育不但重視學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握，同時(shí)也更為強(qiáng)調(diào)學(xué)生的動(dòng)手、動(dòng)腦和參與的過程。學(xué)生要在實(shí)踐中掌握知識(shí)、提高各方面能力，同時(shí)又能將所學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用于生活實(shí)踐當(dāng)中去。4.情境性STEM教育認(rèn)為教學(xué)應(yīng)當(dāng)重在分享，重在創(chuàng)造，重在快樂，不是將抽象的知識(shí)硬塞給學(xué)生，讓學(xué)生去死記硬背，而是把知識(shí)放置在具體的、生動(dòng)的情境中，讓學(xué)生在解決生活問題的過程中不知不覺就熟練地掌握了知識(shí)和發(fā)展了能力。5.合作性STEM教育強(qiáng)調(diào)學(xué)生間的合作，小組合作共同解決一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題，小組內(nèi)成員分工明確，各司其職，所有組員都要參與到活動(dòng)中。在分組時(shí)，強(qiáng)調(diào)組間同質(zhì)，即每一個(gè)小組的平均水平應(yīng)該相當(dāng)；組內(nèi)異質(zhì)，即由具有不同水平、不同特長的人組成一個(gè)