羅高潔

摘 要：STEM教育就是將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)融合在一起的教學(xué)，也是一種整合性很強的教學(xué)模式，主要提升學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)和實踐操作能力。STEM教育在教育目標上表現(xiàn)出綜合性，在課程內(nèi)容、實施方面表現(xiàn)出動態(tài)性，實踐性是在實踐中探究科學(xué)知識和解決現(xiàn)實問題的凸顯，學(xué)習(xí)里涉及的操作能力與邏輯思維的習(xí)慣將直接影響學(xué)生的問題解決能力和創(chuàng)新能力。同時，對各學(xué)科實踐SETM教育的研究進行比較，可以發(fā)現(xiàn)一些目前實施過程中存在的問題。

關(guān)鍵詞：STEM教育；綜合性；動態(tài)性；實踐性

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9132（2017）22-0048-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2017.22.027

美國國家科學(xué)委員會20世紀80年代提出STEM教育的概念。STEM教育是一種具有很強綜合性的教學(xué)方式，主要提升學(xué)生的科學(xué)技術(shù)素養(yǎng)和學(xué)生的實踐能力。教學(xué)中開展STEM教育的教學(xué)方法，能夠進行跨學(xué)科的學(xué)習(xí)和提升學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)性，讓學(xué)生的知識點能廣泛有效地聯(lián)系起來，提升學(xué)生的綜合能力、邏輯思維能力和實踐能力，促進學(xué)生形成科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)的全方位素養(yǎng)，成為全面發(fā)展的人才。

一、 STEM教育的特點研究

STEM教育的綜合性首先表現(xiàn)于教育目標上，雖然目前沒有一個目標來作為標準，但是整體上希望學(xué)生能接受到STEM教育，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和綜合利用四個方面知識與技能的能力，具有邏輯思維和技術(shù)能力，能夠創(chuàng)新設(shè)計，有效解決問題，并能建立起學(xué)校與 STEM教學(xué)資源之間的橋梁。STEM教育的綜合性反映到具體實踐中，不僅表現(xiàn)于課程內(nèi)容的綜合，而且表現(xiàn)于課程教學(xué)方式的多元化。Rodger W. Bybee對素養(yǎng)的組成部分進行了研究，他認為素養(yǎng)通常包括概念正確理解能力，實踐操作能力，解決相關(guān)的個人、社會、全球問題的能力；素養(yǎng)包括學(xué)科的綜合性以及四個相關(guān)的互為補充的部分。

STEM教育在課程內(nèi)容、實施方面表現(xiàn)的動態(tài)性和多元性，是以STEM教育系統(tǒng)的知識開放性及各學(xué)科要素間的動態(tài)聯(lián)系為基礎(chǔ)，同時離不開課程內(nèi)容的深度、意義的多層次刺激學(xué)生的豐富學(xué)習(xí)，使他們掌握廣泛的知識與實踐技能，并能幫助學(xué)生提高認知能力，幫助學(xué)生形成廣泛的知識體系，養(yǎng)成科學(xué)思維解決問題的習(xí)慣和培養(yǎng)學(xué)生有效解決現(xiàn)實生活中遇到的困難、問題的能力。Rockland Ronald和Bloom Diane S探索了將工程學(xué)整合到中等學(xué)?？茖W(xué)和數(shù)學(xué)課程中的實踐，用實例將物理、生物和化學(xué)的知識點融合進行教學(xué)，三個學(xué)科之間知識交叉和知識關(guān)聯(lián)性能輔助學(xué)生全面地掌握知識和運用知識。

STEM教育的實踐性是對過程與實踐的充分表現(xiàn)，工程學(xué)中涉及的工程設(shè)計和需要的工程思維將深深地影響學(xué)生解決問題的能力和形成創(chuàng)新思維的能力。STEM教育的實用性還體現(xiàn)在具體的教學(xué)實踐中，一方面，能進行有組織的課程教學(xué)和優(yōu)良的設(shè)施設(shè)備促進了學(xué)以致用，從理論知識向?qū)嵺`操作的轉(zhuǎn)變；另一方面，課程強調(diào)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以積極參與活動為基礎(chǔ)，基于培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力而學(xué)習(xí)，基于學(xué)生獲得實踐的課堂體驗而合作學(xué)習(xí)。

二、 STEM教育的實踐研究

近幾年來，STEM教育一直受到各學(xué)科教育的關(guān)注。教師為了增強學(xué)科間的聯(lián)系和配合，開展了跨學(xué)科教育的實踐研究。目前，國內(nèi)很少的學(xué)科采用STEM教育來實踐教學(xué)，但是還是有化學(xué)、數(shù)學(xué)、生物和物理學(xué)科進行了初步的嘗試。

初步探討了STEM教育與中學(xué)化學(xué)教學(xué)結(jié)合的教學(xué)模式中，強調(diào)教師引導(dǎo)教學(xué)，以學(xué)生學(xué)習(xí)為主體。在某一種教學(xué)情境下，教師提出問題，學(xué)生運用STEM四方面的綜合知識和科學(xué)探究學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生主動收集資料和探討問題、分析解決問題等，在整個教學(xué)過程中提升學(xué)生的設(shè)計能力和解決問題能力，將各學(xué)科的知識能更好地結(jié)合起來，幫助學(xué)生實現(xiàn)知識的融會貫通和綜合運用。

初中數(shù)學(xué)課程中的STEM教育初探中強調(diào)在教學(xué)中掌握數(shù)學(xué)方法，領(lǐng)會數(shù)學(xué)思想；科學(xué)與數(shù)學(xué)融合，培養(yǎng)求實精神；技術(shù)與數(shù)學(xué)整合，培養(yǎng)信息素養(yǎng)；工程與數(shù)學(xué)整合，體現(xiàn)生活化，綜合實踐活動。教師在設(shè)計STEM教學(xué)中的工程問題和涉及的數(shù)學(xué)概念是以自己的教學(xué)經(jīng)驗與相關(guān)生活經(jīng)驗為基礎(chǔ)，從問題中包含的數(shù)學(xué)知識或概念出發(fā)，歸納總結(jié)進而設(shè)計、提出相關(guān)綜合性的題目讓小組討論，學(xué)生共同解決問題，讓學(xué)生積極展開思維活動，主要提高學(xué)生將理論知識運用于實踐的能力和自主解決實際問題的能力。

將STEM教育與高中生物學(xué)教學(xué)相結(jié)合，通過確立課題、撰寫計劃書、實驗探究及將實驗結(jié)果應(yīng)用于生產(chǎn)生活，讓學(xué)生體會到實驗設(shè)計和實施操作的具體過程，感受到科學(xué)理論知識與生活實踐之間的緊密聯(lián)系，幫助學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)中能將有效地科學(xué)研究成果應(yīng)用于生活實踐中，處理生活中的困難。

凸顯STEM教育的初中物理教學(xué)設(shè)計初探中在教學(xué)方法上，構(gòu)建學(xué)生能夠自主探究問題和實施項目的學(xué)習(xí)過程；在培養(yǎng)目標上，鼓勵學(xué)生積極參與科研實踐，拓寬學(xué)生的認知領(lǐng)域。結(jié)合STEM教育的相關(guān)理念，設(shè)計了以下體現(xiàn)STEM教育的物理環(huán)形教學(xué)模型：建立問題情境，提出問題假設(shè)；圍繞STEM開展合作學(xué)習(xí)；開展組件交流，得出結(jié)論；教師評價，提出反思意見。

目前，我國對STEM教育的實踐研究發(fā)現(xiàn)在教學(xué)中還是缺乏真正實踐，并且各學(xué)科對STEM教育實踐還在進行初步的探究階段。為了貫徹學(xué)生全面發(fā)展和培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力，增強中學(xué)數(shù)學(xué)與理化生等學(xué)科教學(xué)的交叉配合，中學(xué)展開STEM教育是時代發(fā)展的趨勢。但是，在實踐中遇到很多困難，例如，如何了解學(xué)生對學(xué)科融合的理解和學(xué)習(xí)，如何更好地將學(xué)科融合貫穿在一起；教師從單一知識教學(xué)到豐富知識厚度的跨學(xué)科教學(xué)，對教師的專業(yè)水平需進一步學(xué)習(xí)培養(yǎng)；STEM教育資源的缺乏；學(xué)生學(xué)習(xí)間的沖突等。

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