PDF《STEM 教育跨学科学习活动 5EX 设计模型》

5 电化教育研究 有目的、 有计划地设计组织课程内容和教学活动,以 提高学生能力、促进学生全面发展为最终目的的一种 课程组织方式和课程设计理论 [7] .为了有效设计和实 施跨学科学习,笔者认为,我们需要关注五个要点: 要点一:跨学科学习是以提升学生的科学精神和 创新能力为教育目标. 科学精神和实践创新能力是中国学生发展核心 素养的重要组成部分[8] . 跨学科学习活动的设计和实 施过程必须重视科学精神和实践能力的培养. 科学精神培养就是要让学生面对真实情境中的 问题,学会采用理性思维方法去思考问题,学会运用 不同的方法探究问题,可以通过科学实验、现场观察、 社会调查等方法去寻找问题的答案. 学会获取事实数 据去说明问题、分析问题. 鼓励学生勇于表达观点,提 出不同解决问题的方案. 实践创新能力的培养就是让学生承担责任,完成 具体任务,培养良好的劳动意识. 让学生学会通过科 学的工程规划设计、 运用有效的技术制作来完成任 务,掌握解决实际问题的方法. 让学生通过小组的协 作去解决问题,同时,鼓励学生积极提出不同的意见, 让学生充分展示自己的个性化思维和想象能力. 要点二:跨学科学习是要让学生面对真实情境中 的问题, 并以寻找问题的解决办法作为学习任务,进 行任务驱动的学习. 跨学科学习是以真实问题为导向而不是以教科书 为导向.是以寻找问题的解决办法为学习任务,进行任 务驱动的学习.在对真实情境问题的求解过程中,让学 生主动地确认目标、寻找资源、建构路径、解决问题.学 生为了获得解决问题的结果,需要以任务为导向,要善 于发现和确认现象、寻求合理证据、科学地作缃馐, 才能够保持跨学科学习活动的延续, 获得问题解决的 结果. 这个过程就要充分调动学生的高级思维来解决 问题,需要通过多学科交叉以及通过参与、探究、解释、 实践、评价等过程去解决问题,在解决问题的过程中将 会使得科学精神和创新实践能力得到发展. 要点三:跨学科学习要根据待解决问题的具体目 标,发现并整理出与问题解决相关联的不同学科的知 识并把这些相关学科知识进行整合. 不同真实情境中的问题, 形成不同的跨学科学习 的学习项目,在这些学习项目中可能包含有物理学、化学、生物学和数学知识,也可能包含有气象、天文、地理 知识,也可能包含有地质学、矿物学的知识等,这些需要 调动学生的高级思维去发现、分析和整理.这是一种以 解决真实问题为核心的深度学习过程. 要点四:跨学科学习要让学生学会运用相关联学 科的研究和学习方法去分析问题、解决问题. 科学探究方法、工程思维方法、制作实践方法以及 数学分析和表达的方法是各个学科最常使用的最基本 的解决问题的方法,在跨学科学习过程中不可缺少. 科学探究方法,包括如何提出问题、分析理解问 题、设计科学实验. 如何对问题的解答作出假设,如何 测量并获取数据、整理数据、分析数据并根据数据事 实形成结论等. 工程思维方法, 包括如何明确任务并进行任务分 析、 画出设计草图. 如何制订问题解决的工程实施步 骤、时间安排. 如何选择合适的材料和技术制作原型, 如何检测原型的质量,对原型进行改进并形成定型等. 技术制作方法, 包括如何根据任务选择材料、选 择工具、选择制作工艺等. 数学分析方法,客观世界的特征是要用数据和数 学方法来描述的. 因此,学生需要在项目学习中学会 获取数据、读懂数据,这是科学实验、观察、调查必备 的操作. 学会依据国际标准描述对象的特征、描述要 素的关系、现象的变化等方法. 学会用标准单位进行 测量并记录不同类型的数据,学会利用表格、图形、参数、变量关系等描述客观世界的特征和关系等. 要点五:跨学科学习要以项目学习方式并通过多 个学习环节来实现,而不是简单的一节课堂教学就能 实现. 跨学科学习不是简单地将多学科知识进行简单 的组合,而是让这些多学科知识和方法通过项目学习 活动形成连贯的、有组织的多个学习环节组成的跨学 科学习课程结构. 跨学科学习活动的设计要包含问 题驱动、思维培养、实践能力培养、创新尝试和效果检 测五个基本要素. 为此,我们把跨学科学习活动分为 五个学习活动环节:进入情境与提出问题活动、探究 学习与数学应用活动、 工程设计与技术制作活动、知 识扩展与创意设计活动、 多元评价与学习反思活动. 每个学习项目都包含多个教学环节,各个教学环节之 间有一定的联系及逻辑步骤,因此,在设计时不但要 考虑到跨学科的特点,也要考虑活动间的环环相扣. 由此可见, 跨学科学习不只是课程内容的改变, 还是学习性质和方式的革新. 运用跨学科知识和方法 去解决真实问题,不断发展每一位学生的学科理解力 与生活理解力,并在此过程中掌握知识与技能. 这就 是STEM 教育的本质,跨学科学习是 STEM 教育的核 心特征. 综上所述,笔者认为,STEM 教育就是让学生面对