基于STEM教育的跨學(xué)科教學(xué)模式研究

1、    基于stem教育的跨學(xué)科教學(xué)模式研究    陳小駒摘 要：如今，各個(gè)學(xué)科之間的結(jié)合越來(lái)越緊密，這就為教學(xué)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。文中，幾何教學(xué)實(shí)際情況，就基于stem教育的跨學(xué)科教學(xué)模式進(jìn)行了探討，希望可以為跨學(xué)科教學(xué)提供借鑒。關(guān)鍵詞：stem 跨學(xué)科教學(xué) 教學(xué)模式：g64  ：a    ：1003-9082（2020）08-00-01stem 是 science （科 學(xué)）、 technology （技術(shù)）、engineering （工程） 和 mathemat

2、ics （數(shù)學(xué)）英文首字母的縮寫(xiě)。 stem教育可以培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)和能力，為新經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供動(dòng)力，是教育的新方向，也是21世紀(jì)課程改革的重大課題。2015年余勝泉教授等專(zhuān)家提出，跨學(xué)科知識(shí)整合是stem教育的核心問(wèn)題，將各種知識(shí)高度情景化、細(xì)致生活化，最終都是讓學(xué)生綜合利用各科知識(shí)創(chuàng)造性地解決問(wèn)題。項(xiàng)目和問(wèn)題的設(shè)計(jì)是stem跨學(xué)科整合教育的核心工作，通過(guò)知識(shí)情境化的真實(shí)問(wèn)題中來(lái)進(jìn)行項(xiàng)目和問(wèn)題的設(shè)計(jì)時(shí)，綜合利用各學(xué)科的相關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)解決方案，以調(diào)動(dòng)學(xué)生興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提高學(xué)生跨越學(xué)科的高階思維能力?！霸獙W(xué)科”的提倡者美國(guó)學(xué)者艾布特斯教授，對(duì) stem跨學(xué)科教學(xué)較為詳細(xì)的描述，他提出了stem教

3、育學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)統(tǒng)整應(yīng)由科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等學(xué)科統(tǒng)一構(gòu)建，構(gòu)建出的知識(shí)由實(shí)際情景連接。stem跨學(xué)科教學(xué)的核心是多學(xué)科整合，學(xué)生的素養(yǎng)與能力在多學(xué)科整合實(shí)踐過(guò)程中得到鍛煉和提高。在 stem跨學(xué)科教學(xué)中，跨學(xué)科指的是教師不能把構(gòu)建學(xué)生的知識(shí)架構(gòu)單一化，或嘗試使用單一學(xué)科知識(shí)解決問(wèn)題，而應(yīng)該是強(qiáng)調(diào)特定問(wèn)題的綜合性，利用科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等多學(xué)學(xué)科構(gòu)建知識(shí)架構(gòu)來(lái)解決問(wèn)題，跨越學(xué)科邊界串聯(lián)知識(shí)，運(yùn)用多元學(xué)科知識(shí)尋找思路，達(dá)到而培養(yǎng)學(xué)生的綜合解決能力和創(chuàng)新性思維。教學(xué)模式是以一定的理論為指導(dǎo)，完成特定的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，表現(xiàn)為一定的教學(xué)活動(dòng)序列及方法策略。主題（理論依據(jù)）、目標(biāo)、條件（或稱(chēng)手

4、段）、程序和評(píng)價(jià)五個(gè)要素構(gòu)成一個(gè)完整的教學(xué)模式（張武升，1988）。stem素養(yǎng)是 stem教學(xué)目標(biāo)的核心，具有知識(shí)、能力、態(tài)度、思維四位一體，在學(xué)科融合學(xué)習(xí)中有著獨(dú)特的作用， 如何利用 stem跨學(xué)科教學(xué)來(lái)有效促進(jìn)學(xué)生各學(xué)科的學(xué)習(xí)，是 stem教學(xué)的一個(gè)基本出發(fā)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和動(dòng)手實(shí)踐能力是stem跨學(xué)科的教學(xué)價(jià)值的體現(xiàn)， stem跨學(xué)科教學(xué)中包括的科學(xué)、技術(shù)、工程、和數(shù)學(xué)四門(mén)學(xué)科，雖然相對(duì)獨(dú)立，但 stem跨學(xué)科教學(xué)中卻強(qiáng)調(diào)學(xué)科之間的有機(jī)結(jié)合，stem跨學(xué)科的融合教學(xué)要求學(xué)生能夠綜合利用各個(gè)學(xué)科的知識(shí)來(lái)解決生活遇到實(shí)際問(wèn)題。stem跨學(xué)科教學(xué)以多學(xué)科融合為核心，新興技術(shù)為支持，重視

5、合作探究，有效地開(kāi)展 stem跨學(xué)科教學(xué)需要構(gòu)建一個(gè)合理有效的教學(xué)模式，人工智能、5 g、大數(shù)據(jù)等都在 stem跨學(xué)科教育中發(fā)揮著重要的支持作用。stem跨學(xué)科教學(xué)在很多方面已經(jīng)廣發(fā)開(kāi)展，如創(chuàng)客教育，人工智能教育等方面，國(guó)務(wù)院辦公廳2016年2月印發(fā)的全民科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)計(jì)劃綱要實(shí)施方案明確提出，在中學(xué)階段要增強(qiáng)學(xué)科之間的橫向配合，開(kāi)展跨學(xué)科的實(shí)踐探究活動(dòng)，因此，對(duì) stem跨學(xué)科教學(xué)和多學(xué)科融合學(xué)習(xí)的研究十分迫切。雖然stem教學(xué)在我國(guó)開(kāi)展了較長(zhǎng)的時(shí)間，但仍已傳統(tǒng)的教學(xué)模式和教學(xué)手段為主，在實(shí)踐中教學(xué)目標(biāo)泛化和異化，造成很多教師和學(xué)生處于觀望狀態(tài)，無(wú)法形成高質(zhì)量的教學(xué)活動(dòng)，有效的教學(xué)模式有待探索

6、和研究。隨著課程改革的深入，教育教學(xué)更注重學(xué)生的綜合發(fā)展，stem 素養(yǎng)是 stem 教學(xué)目標(biāo)的核心，具有知識(shí)、能力、態(tài)度、思維四位一體的組合特征。因此，構(gòu)建基于知識(shí)建構(gòu)的 stem 教學(xué)模式，深化 stem 教學(xué)的本質(zhì)，聚焦知識(shí)建構(gòu)過(guò)程和學(xué)生 stem 素養(yǎng)的培養(yǎng)。推進(jìn)stem跨學(xué)科的實(shí)際應(yīng)用，開(kāi)發(fā)適合我校實(shí)際情況的教學(xué)方法，提高課堂教學(xué)效率，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)中獲得成就動(dòng)機(jī)和積極的情感體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)學(xué)生正確的價(jià)值觀。根據(jù)筆者在開(kāi)展stem教學(xué)中的實(shí)際情況，總結(jié)了反向stem跨學(xué)科教學(xué)模式，傳統(tǒng)的stem教學(xué)模式大多都是單一學(xué)科多學(xué)科學(xué)科之間stem跨學(xué)科的構(gòu)建方法，這種教學(xué)模式的

7、優(yōu)點(diǎn)是循序漸進(jìn)，學(xué)生可以逐步接受知識(shí)和方法，但缺點(diǎn)是教學(xué)周期長(zhǎng)，缺乏對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維和發(fā)散思維的鍛煉，而反向stem跨學(xué)科教學(xué)模式正好彌補(bǔ)了這些缺點(diǎn)。反向stem跨學(xué)科教學(xué)模式主要分為四個(gè)構(gòu)建步驟：第一，構(gòu)建綜合性驅(qū)動(dòng)任務(wù);第二，學(xué)生分解任務(wù)目標(biāo);第三，從各學(xué)科找出解決任務(wù)目標(biāo)的知識(shí)和方法;第四，整合完成解決任務(wù)的綜合方案。構(gòu)建綜合行驅(qū)動(dòng)任務(wù)時(shí)應(yīng)注意任務(wù)的難度和范圍，只有適當(dāng)難度和范圍的任務(wù)目標(biāo)才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，這就要求教師在充分了解學(xué)生知識(shí)架構(gòu)，根據(jù)學(xué)生知識(shí)架構(gòu)用小步調(diào)法構(gòu)建任務(wù)，保證學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)架構(gòu)能支撐任務(wù)目標(biāo)，也要有適當(dāng)?shù)某軜?gòu)難度，引導(dǎo)學(xué)生探索獲取新知識(shí)。任務(wù)范圍要求需涉及各科

8、知識(shí)，而且這些知識(shí)是有一定的內(nèi)在聯(lián)系，可以更好地實(shí)現(xiàn)反向stem跨學(xué)科教學(xué)。細(xì)化目標(biāo)主要由學(xué)生自主完成，教師可以適當(dāng)引導(dǎo)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，再由學(xué)生自己從各學(xué)科中對(duì)完成任務(wù)的探究，最后方案總結(jié)可以采用多種形式，包括展示方案、演說(shuō)匯報(bào)、視頻匯報(bào)等等，教師在學(xué)生整合完成后進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。stem教育有利于轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)stem素養(yǎng)，從知識(shí)、能力、態(tài)度、思維多個(gè)維度提升學(xué)生素養(yǎng)，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，不僅注重傳統(tǒng)的接受學(xué)習(xí)，也注重自主探究學(xué)習(xí)。推進(jìn)stem跨學(xué)科的實(shí)際應(yīng)用，開(kāi)發(fā)適合我校實(shí)際情況的教學(xué)方法，提高課堂教學(xué)效率。構(gòu)建更加高效的跨學(xué)科教學(xué)模式，解決傳統(tǒng)理論存在的問(wèn)題，讓學(xué)生學(xué)習(xí)中獲得成就動(dòng)機(jī)和積極的情感體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生