STEM項目中綜合學習設計的實踐研究

STEM項目中綜合學習設計的實踐研究教學現(xiàn)場近期有關STEM項目的教研活動在各地蓬勃開展起來，其中科學學科、信息技術學科、數(shù)學學科等。在如此林林總總的群體性學科活動中，有教師提出困惑：什么才是STEM項目課程的典型特征？STEM項目課程和基礎性學科有哪些關聯(lián)？班級課程，究竟該如何實施？問題分析STEM是一種學科整體構建項目，融合了多項基礎學科的內容。典型的設計思合性學習的方式，即通過選定的主題，展開綜合性學習設活動實踐，最終完成既題的認知任務。綜合學習設計的理論界定與特析在STEM教學設計課教學綜合學習設計是當代教學理論轉型成功的標志性成果。我們借鑒設計的理論精髓，對以往STEM項目中，人們常的定位技術教育進行改進進后的學習，需要教師對基礎學科的教學思路與策略進行反思，在“圖示建構”和“規(guī)則熟巧”的目標開展理論闡釋和專項操練，面向真實任知行合一、扶放有度的學習設計能力式。STEM項目教學的教育環(huán)境和學習方式與傳統(tǒng)學科教學有較大的區(qū)別，對于學生來說，設計方式和進程已經成為自身學習內容的一部分。學生使用數(shù)字化工息化手段等支持環(huán)境，構建的認知圖示字技術讓學生的學變得更加多樣，促進學生不主構建，衍統(tǒng)學科的教學外延。受到教學環(huán)境的傳統(tǒng)學科的負遷移，部分教師的教學設沿用常規(guī)的普的授課方式。例如，數(shù)學學注重理性概忽視感性構建；科科中強調作品原理，缺乏算透；信息類中重視程序搭建，缺乏實物輸出等。STEM項目教學處于新名詞承載舊面孔的尷尬狀態(tài)。正如印度詩人泰戈爾在其詩歌《昨天的名字》中所寫的：“不要用自己的學識限制孩子，因為他出生在與你”綜合學習設計的教學策略階段一：活動定向綜合學習設計的段為活動定向，即師生共同確定活動主由教師引導學小組討論，澄清模糊概念，問題，嘗試解釋，草擬解決方后列出學習要點。通過對學容的設計，學習過程的指向性，為學生建立良性圖。（1）原設計《有趣電路》是STEM課程的傳統(tǒng)項目，在常規(guī)的教學過程中，一般沿用紙電路原理說明→典型電路觀察→練習搭建紙電路→作品發(fā)布→評價與調整過程。教學流程中，科學學特征較為明關注串聯(lián)電路的原理介紹，將亮電路作為評價標準，深思其中的學習過程，學行了電路知識的簡單學習，未成為一個意義上的STEM項目。（2）思考焦點在以上的設計中，傳統(tǒng)學科的痕跡明顯，STEM項目課程的因素不足。學生缺乏必知定向。換而言之，學生是習電路而搭并非為搭建作品而路。因此，此種傳統(tǒng)的學習缺少活動定節(jié)，學習過程不能自主，目的模糊。（3）改進型設計基于綜合學習設有趣的紙電路》一課將進行更有指向性計過程，建議設計如下。導入部分：教師提供南京秦淮燈展的照頻，讓學生感受燈光裝飾下的效果。引發(fā)思考：如建具有個性化的燈飾作品。學生活動：分小組合作，提出創(chuàng)。預設1：創(chuàng)作玉祥。預設2：創(chuàng)作勤飾。預設3：制作我名。預設N：……提出主題：以小位，確定主題，繪制思維導圖。小組分工：成員確定各自在組內的身份和任務。學習定向：分解容，找出具體學習點（電路基礎知識、按鍵、串路等）?；顒訉嵤焊鶕?jù)自身需求，實為。交流評價：各小活動成果，對照任務目標，考察學習目達成率。反思調整：依據(jù)況，調整定位，學習打下基礎。教學評析：在以合學習設計中，學生不再拘泥于某一個的具體知識。揮主觀能動性，通過對學習的定位、學伴的定位、學習項位、組內合作的定位，形成的系列學習。教師成為學生的，對各級定位進行必要的指與其共同合成學習過程。通過學習設計，學生能夠掌握的概念是生動、源于自身需要的，因此教學效果良好。階段二：借助良好環(huán)境進行自習綜合學習設計的段為構建良好的學習環(huán)境，借助適宜的工具，鼓勵學生進行自主學習。STEM項目課程重視融合性的整體教學效能。在基于綜合計的教學中，環(huán)境的支持是學生進行全習的重要維度，根階段的學習指向，進行有針的自主環(huán)境，并據(jù)此開展泛在性的深度學習。（1）原設計《智能路燈》是常見的STEM小項目課程，要求在1～2課時的范圍內，創(chuàng)作相應的作品。常規(guī)的教學思路如下：教師演示智能路燈的搭建方式→講解光敏傳感器的原理→介紹相關程序模塊的搭建→學生創(chuàng)作固件部分→學生搭建程序腳成硬軟件→調試教師小結。（2）思考焦點以上過程信息技術學科的特征突出，重視機編程，以程序概念的介紹和語句編寫為重容。但是作為STEM項目課程，顯然本課的關注點面的，缺乏關于路燈結構的認知，學生必要的應景性生活常，所以教學過程較為單調。（3）改進型設計在基于綜合學習《智能路燈》一課中，可以進行適宜的環(huán)境的供給、具的支持，讓學生能夠在力工程學、創(chuàng)目中得到綜合能力的提升，教學建議。教學環(huán)境：創(chuàng)客類實驗室，配絡及移動終端投屏設備。教學工具：Pad或智能手機。教學軟件：個性化學習平臺。學習過程如下：導入：教師播放全息影像，將夜晚的玄武湖，賞夜櫻。設問：當你賞櫻你想看到什么？你能看到什么？回答：夜晚美麗、路燈下斑駁的幻櫻、林間小道上行走花人。師：實現(xiàn)以上目的，需要哪些？生1：隨時了解光照度。生2：通過光照度調節(jié)路燈的亮度。生3：變化路燈的顏色。小結：監(jiān)控自然照度、光照度、調節(jié)燈光顏…小組合作：角色1→通過移動終端上的編程平臺，搭建相關程序腳本。角色2→根據(jù)個性化平臺上的指引，搭建硬件結構。師生共建：教師議硬件結構的穩(wěn)固程度，利用移動終端，展示各組作品，測試，觀察結固，是否符合環(huán)境要求。建模仿真：將已的結構進行仿真投射，觀察其是否能夠活動要求。融合任務：硬、構整合，在真實的環(huán)境下，進行設備的，觀察其效能。反思提升：各組依據(jù)實際情況品。評價總結：選，借助個性化平臺進行投選出獲獎作品。教學評析：以上設計，將力學、工程學、仿真技術、編術進行了有效。在《智能路燈》的主題涵，進行卓有的多重組合：力學助學生搭建適宜的路燈框架程學安排活程，仿真技術提供了多維度的初步測試，保障了學習效能。階段三：評估與驗證學習結果綜合學習設計的段為評估與驗證學生的認知達成度，即多維度的評價對學習過程進行考察，驗證否進行了與階段指向的內容相吻合的學習過程。（1）原設計在中小學STEM項目課程中，《七彩泡泡機》為新鮮的話題。該課讓學生制作富的各色泡泡機，完成吹泡泡的游戲，常學課和通用技術課。在STEM項目中，該課有著一定的程式?？裳膶W習設計如下：紙上繪制結構圖→木鋸或電鋸切割材料→膠槍連接結構件→嘗試吹泡泡→修改作品。（2）思考焦點以上的設計是典型的唯技術論，缺乏STEM項目的，因此其設計的深度和新意不學習過程中，學生多操作、考，教師沒供及時的評價建議，因此沒有達到STEM項目綜合學習的目的。（3）改進型設計基于綜合性學習可將該課進行結構化的改良，以促進學綜合學習能力的提升，教學建議。玩一玩：帶著學生使用玩具泡泡機。想一想：泡泡機是如何吹出泡？畫一畫：畫出泡結構圖。（教師判斷結構是否合理，并改進意見）試一試：用積木套件搭建泡泡機。（小組成員判斷積木是否恰當）用一用：將已經泡泡機與傳感器相連。（教師判斷其傳的選擇是否合適）教學評析：在以設計中，淡化了腳本的編寫，突出了搭過程的優(yōu)化。教師的指導下，不斷反思自作品，提升學習能力。階段四：提升學習效能綜合學習設計的段為提升學習效能，即運用多種學習手幫助學生最大程度地挖掘能，拓展學習廣度，習深度，以完成學習過程的優(yōu)化。（1）原設計《探月工程》是STEM項目中的常見主題之一，在科學課、技術課中都有類似的常見的教學設計一般沿用以流程：視頻探月車（如玉兔號月球車）→搭建探月車（科學課用木器、技術課用積木件）→編寫程序→模擬探月車。（2）思考焦點從以上的設計中出，原本較為有趣的內容，變得枯燥乏使得學生對于主題意興闌珊，沒有興奮點課的項目主認知內容契合度不高，因此需要調整。（3）改進型設計在基于綜合學習設計的《探月工程》一課中，將探月的主題進行深度挖掘，借助的工具，為學生創(chuàng)設適宜的方式，提升效能，建議過程如下。問卷調查：借助問卷星等便捷的通信工具，進行有關探月主題的調查。個性學習：①對探月飛船結構好奇的組→進行有關飛船歷史和結構的分析，可用演示文稿或電子報刊實現(xiàn)。②對飛船避障有興趣的組→進行有關紅外線傳感器和超聲波傳感器的學習，可搭建探月小車。③對探月行動有探究欲望的組→進行有關活動流程的組合導圖等工具。學生競賽：組織的項目進行展示擂臺，通過學生的視角饋學習結果。師生提煉：給意見，幫助各組完善作品。教學評析：在以上的學習設計中，認知主題和學習對象均由學生提出，他們根據(jù)自習需要，提出任務達成目標施操作行為學習設計采用開放，讓學生進行充分的個性化計劃，發(fā)揮觀能動性，對認知內容進行意義學習，符合STEM項目課程的要求?；诰C習設計的STEM項目，注重對學生完整性能力的培養(yǎng)，關注學生的多養(yǎng)的提升，具有構建綜合能重要意義。學實踐過程中，務必關注以下問題：首先，有機選擇計的各階段。綜合性學習設計的四階段非是一成不變組合，可以根據(jù)課程情況進要的整合和，以期達到更為理學效果。例如，在某些機械較為復雜的中，就可以將階段估與驗證學習結果過程，與四的提升學能過程進行整保障