精品伊人久久大香线蕉,开心久久婷婷综合中文字幕,杏田冲梨,人妻无码aⅴ不卡中文字幕

在21世紀(jì)的今天，科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展越來(lái)越精細(xì)、深入，并且迅速改變著我們的生活。同時(shí)，這四個(gè)領(lǐng)域的聯(lián)系又越來(lái)越緊密，解決任何一個(gè)領(lǐng)域的問(wèn)題都會(huì)涉及其他三個(gè)領(lǐng)域；任何一個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展都將為其他領(lǐng)域打開(kāi)進(jìn)步的空間；任何一個(gè)領(lǐng)域的素質(zhì)都是未來(lái)公民的基本素質(zhì)。由此，發(fā)端于美國(guó)的STEM教育，正越來(lái)越多地出現(xiàn)在不同國(guó)家的教育改革中，并且成為教育研究、教育實(shí)踐變革的熱點(diǎn)。

S T E M 是科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)（Science, Technology, Engineering and Mathematics）的英文單詞首字母縮寫(xiě)。我們可以這樣來(lái)認(rèn)識(shí)STEM：

第一，STEM是分科的，它代表著科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四門(mén)獨(dú)立的學(xué)科領(lǐng)域；

第二、STEM是整合的，這或許是今天強(qiáng)調(diào)和重視STEM教育時(shí)最為大家所關(guān)注和看重的；

第三，STEM教育是延伸和擴(kuò)展的。

就分科而言，幾乎在所有國(guó)家中，科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)都作為獨(dú)立的學(xué)科與課程形態(tài)存在于學(xué)校教育中。并且，每一個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展，正越來(lái)越精細(xì)化、專業(yè)化與體系化。即使在同一個(gè)領(lǐng)域，也可以細(xì)化出許多不同的分支。越來(lái)越多的崗位與職業(yè)，要求其工作者具備相應(yīng)的科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域的專業(yè)素養(yǎng)。每一個(gè)領(lǐng)域的核心知識(shí)體系，是我們理解科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)作為各自相對(duì)獨(dú)立的學(xué)科的基礎(chǔ)，并成為高等教育中專業(yè)人才培養(yǎng)的要求。

作為集成戰(zhàn)略的STEM教育并不局限于四門(mén)各自獨(dú)立的學(xué)科，特別是在中小學(xué)教育及學(xué)前教育中，STEM教育更關(guān)注其“整合”的意義和價(jià)值。美國(guó)國(guó)家科學(xué)院出版社出版的《K-12年級(jí)STEM整合教育：現(xiàn)狀、前景和研究議程》指出,“STEM教育遠(yuǎn)不是單獨(dú)的、定義明確的經(jīng)驗(yàn)，它包括一系列不同的體驗(yàn)，涉及一定程度的聯(lián)系。這些體驗(yàn)可能發(fā)生在一個(gè)或幾個(gè)課時(shí)內(nèi)，貫穿整個(gè)課程，體現(xiàn)在單一學(xué)科或整個(gè)學(xué)校中，也包含于校外活動(dòng)中”。美國(guó)“項(xiàng)目引路”（Project Lead The Way, PLTW）教育機(jī)構(gòu)的觀點(diǎn)更明確了STEM教育的整合特點(diǎn)及其現(xiàn)實(shí)意義：STEM教育課程計(jì)劃旨在使學(xué)生參與以活動(dòng)、項(xiàng)目和問(wèn)題解決為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，它提供了一種動(dòng)手做的課堂體驗(yàn)。學(xué)生在應(yīng)用所學(xué)到的數(shù)學(xué)和科學(xué)知識(shí)來(lái)應(yīng)對(duì)世界重大挑戰(zhàn)時(shí)，他們創(chuàng)造、設(shè)計(jì)、建構(gòu)、發(fā)現(xiàn)、合作并解決問(wèn)題。

就目前的發(fā)展看，STEM教育正不斷地獲得擴(kuò)展和延伸。從其內(nèi)容來(lái)說(shuō)，STEM＋x（如STEAM）的形式不斷涌現(xiàn)；從其范圍來(lái)說(shuō)，全球正在興起STEM教育。

圖1 科學(xué)家和工程師的工作

2012年美國(guó)國(guó)家研究理事會(huì)（NRC）頒布《K-12年級(jí)科學(xué)教育框架》，它描述了科學(xué)家和工程師的工作，如圖1所示。不論是科學(xué)家還是工程師，他們的主要活動(dòng)是調(diào)查和探究；其本質(zhì)是建構(gòu)解釋或利用推理、創(chuàng)造性思維和模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，形成解決方案；并通過(guò)分析、論證和評(píng)價(jià)使科學(xué)和工程學(xué)研究獲得認(rèn)可。在這些活動(dòng)和論證中，科學(xué)家和工程師都嘗試使用最合適的方法和工具來(lái)完成任務(wù)，它們都是創(chuàng)造性的過(guò)程，都不只使用一種方法，都具有重復(fù)性和系統(tǒng)性。由此，STEM教育，通過(guò)創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，讓孩子們像科學(xué)家一樣地探究，像工程師一樣地解決問(wèn)題，獲得STEM素養(yǎng)。它不僅包括科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)，更包括與人合作創(chuàng)造性地解決問(wèn)題的素養(yǎng)（圖1）。

綜觀STEM教育的課堂實(shí)踐，融合科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的教學(xué)關(guān)注以下三個(gè)重要的方面。

在中小學(xué)教育中開(kāi)展STEM教學(xué)活動(dòng)，創(chuàng)設(shè)一個(gè)聚焦真實(shí)世界的核心問(wèn)題為重中之重。

首先，這個(gè)問(wèn)題來(lái)源于真實(shí)世界，與學(xué)生的日常生活密切相關(guān)。聚焦真實(shí)世界的問(wèn)題有利于引起學(xué)生的好奇心，激發(fā)學(xué)生持久的學(xué)習(xí)興趣，并且將知識(shí)的形成過(guò)程與真實(shí)的生活聯(lián)系起來(lái)。例如，在《車輛限制設(shè)計(jì)》這一堂課中，來(lái)自美國(guó)麥迪遜小學(xué)（Madison Elementary School）的Kim老師創(chuàng)設(shè)的情境是：展示孩子們玩碰碰車的場(chǎng)面，引出對(duì)“如何保護(hù)碰碰車上的乘客不受傷害”這一問(wèn)題的討論。《聲音工廠》這堂課中，教師首先展示的是幾種不同的樂(lè)器的聲音，并讓學(xué)生描述不同的樂(lè)器發(fā)出的聲音的特點(diǎn)，從而引出問(wèn)題“樂(lè)器為什么能夠發(fā)出聲音呢”。但是這兩個(gè)問(wèn)題只是情境性問(wèn)題，教師需要引導(dǎo)學(xué)生形成STEM學(xué)習(xí)活動(dòng)的核心問(wèn)題：如何設(shè)計(jì)車輛的安全座椅；如何制作一件可以演奏《小星星》的樂(lè)器。

聚焦真實(shí)世界的核心問(wèn)題通常是開(kāi)放的、多元的，具有統(tǒng)攝性，有利于挑戰(zhàn)性項(xiàng)目的生成。不同于教師在每堂課中步步為營(yíng)設(shè)計(jì)的精細(xì)化教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生的學(xué)習(xí)通常是碎片化、割裂的過(guò)程，在STEM單元學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要圍繞著挑戰(zhàn)性問(wèn)題形成一系列子問(wèn)題與子任務(wù)，投入大量的時(shí)間和資源，進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的探究。例如，Kim老師的《車輛限制設(shè)計(jì)》是PLTW公司針對(duì)低段學(xué)生（1-5年級(jí)）設(shè)計(jì)的《能量：碰撞》中的一個(gè)任務(wù)，其他的先行任務(wù)包括《設(shè)計(jì)與制作一輛車》、《碰撞與數(shù)據(jù)的記錄》等。在《聲音工廠》中，圍繞著“如何利用身邊的材料去制作一個(gè)可以演奏《小星星》的樂(lè)器”這一貫穿整個(gè)課程單元的核心問(wèn)題，學(xué)生可以形成系列探究問(wèn)題：樂(lè)器發(fā)生的原理是怎樣的，選擇什么材料制作樂(lè)器，如何來(lái)調(diào)節(jié)音高的變化，如何確定聲音的音高，小星星需要多少個(gè)音符，等等。這個(gè)大問(wèn)題和這一些小問(wèn)題群，就構(gòu)成了STEM學(xué)習(xí)單元，或者STEM項(xiàng)目課程的框架。

在以往的教學(xué)中，我們強(qiáng)調(diào)知識(shí)的獲得，但是這種知識(shí)通常是靜態(tài)的，較多地通過(guò)傾聽(tīng)教師講課的方式獲得，當(dāng)需要遷移并應(yīng)用到真實(shí)的生活中時(shí)，學(xué)生會(huì)茫然不知所措，他們沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)高階的思維與解決問(wèn)題的過(guò)程。

STEM教學(xué)活動(dòng)聚焦某個(gè)真實(shí)性問(wèn)題，這一問(wèn)題模仿專業(yè)工作（像科學(xué)家一樣地探索，像工程師一樣地解決問(wèn)題）的過(guò)程，通過(guò)一個(gè)個(gè)實(shí)踐性活動(dòng)的完成，獲得和運(yùn)用知識(shí)，經(jīng)歷知識(shí)的發(fā)現(xiàn)、形成、運(yùn)用和遷移的過(guò)程。這一“真實(shí)”學(xué)習(xí)包括多個(gè)層面的真實(shí)，學(xué)生面對(duì)的問(wèn)題或任務(wù)是真實(shí)的，解決這一真實(shí)性問(wèn)題，學(xué)生需要超越識(shí)記與理解，運(yùn)用高階思維的技能，例如分析、綜合、設(shè)計(jì)、制作、評(píng)價(jià)等。在《聲音工廠》和《車輛限制設(shè)計(jì)》等設(shè)計(jì)類制作活動(dòng)中，學(xué)生需要以情境性問(wèn)題為起點(diǎn)重新定義問(wèn)題（設(shè)計(jì)性問(wèn)題），結(jié)合科學(xué)原理和生活經(jīng)驗(yàn)探索可行的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案、制作產(chǎn)品、檢測(cè)產(chǎn)品、優(yōu)化設(shè)計(jì)、展示與討論等過(guò)程。這是一個(gè)完整的工程設(shè)計(jì)的過(guò)程。在《美麗的分形》活動(dòng)中，教師搭建腳手架，讓孩子們經(jīng)歷認(rèn)識(shí)分形、理解分形、繪制分形、創(chuàng)造分形的過(guò)程。這些學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)過(guò)程的真實(shí)性，體現(xiàn)在學(xué)生使用的資源、工具、材料的真實(shí)性，以及問(wèn)題的復(fù)雜性、開(kāi)放性和需要運(yùn)用高階思維的要求，由此產(chǎn)生一個(gè)真實(shí)的學(xué)習(xí)結(jié)果（完成某項(xiàng)任務(wù)/形成某個(gè)產(chǎn)品）。

這些活動(dòng)中，學(xué)生成為學(xué)習(xí)活動(dòng)的主體，需要呈現(xiàn)設(shè)計(jì)與探究過(guò)程中的提案、細(xì)節(jié)、問(wèn)題以及解決方案。因此，教師關(guān)注的是學(xué)生解決問(wèn)題中所遇到的困難，以及他們是如何解決的，解決的方法和程度如何；學(xué)生關(guān)注的問(wèn)題是如何完成任務(wù)挑戰(zhàn)而非一個(gè)正確的答案。關(guān)注學(xué)生的主動(dòng)性和開(kāi)放性，能夠促進(jìn)學(xué)生批判性思維和創(chuàng)造性思維的發(fā)展，能夠促進(jìn)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)與生活實(shí)踐關(guān)聯(lián)的理解。

在解決真實(shí)問(wèn)題的實(shí)踐性學(xué)習(xí)中，合作是必需的過(guò)程。科學(xué)問(wèn)題的探索和工程問(wèn)題的解決，每一個(gè)環(huán)節(jié)都離不開(kāi)團(tuán)隊(duì)合作，學(xué)生需要共同交流討論出問(wèn)題、方案細(xì)節(jié)和評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，合作完成工程流程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)檢驗(yàn)、模型構(gòu)建和修復(fù)等環(huán)節(jié)。幾乎所有的STEM案例都采用小組合作的方式展開(kāi)教學(xué)，并且將合作滲透到課程的多個(gè)環(huán)節(jié)，完成任務(wù)、交流、研討、調(diào)查多種方式也通過(guò)合作的形式進(jìn)行。團(tuán)隊(duì)合作使課堂更加生動(dòng)、有趣，促進(jìn)了學(xué)生的參與、交流和共享，也促進(jìn)了課程的動(dòng)態(tài)生成。通過(guò)合作，把多個(gè)學(xué)生的智慧和創(chuàng)造力集合在一起，使得STEM的學(xué)習(xí)活動(dòng)中通常會(huì)有“意外的驚喜”發(fā)生，展現(xiàn)出一個(gè)動(dòng)態(tài)的、活躍的知識(shí)生成和習(xí)得的過(guò)程。

STEM教育的實(shí)施正越來(lái)越多地與教育信息與通信技術(shù)（ICT）結(jié)合，而后者的引入為STEM教育的實(shí)施提供了更為豐富的方式和途徑。美國(guó)科學(xué)技術(shù)與技術(shù)研究聯(lián)盟（ASTRA）于2013年7-11月連續(xù)發(fā)布了《2013教育技術(shù)》報(bào)告，對(duì)教育技術(shù)革命及其對(duì)教育領(lǐng)域的影響進(jìn)行了全面的闡述，認(rèn)為“教育技術(shù)革命正在為學(xué)生創(chuàng)造出更為有效的學(xué)習(xí)方式，讓他們理解學(xué)習(xí)如何與真實(shí)世界相聯(lián)系，并向他們提供有助于其更為徹底、深入進(jìn)行學(xué)習(xí)所必需的工具”；“教育技術(shù)正在變革著K-12教育的面貌。隨著技術(shù)延伸至課堂，學(xué)生不再是信息的被動(dòng)接受者。當(dāng)學(xué)生已經(jīng)擁有智能手機(jī)或iPad時(shí)，很少有人能夠靜靜地坐在課桌后面”。比如在《聲音工廠》這節(jié)課里，教師不僅結(jié)合了線上學(xué)習(xí)和線下學(xué)習(xí)，而且運(yùn)用iPad里面的一個(gè)軟件來(lái)測(cè)試聲音，讓孩子直接把聲波的特性通過(guò)非常直觀的展示方式看到，使得聲音的物理特性“振幅”和“頻率”這兩個(gè)對(duì)小學(xué)生來(lái)講非常抽象的概念可視化了。在《美麗的分形》的分形這堂課中，教師利用計(jì)算機(jī)向?qū)W生展示了生活與大自然界繽紛多彩的分形圖案，將學(xué)生引入到一個(gè)美妙的數(shù)學(xué)世界中。

在利用技術(shù)來(lái)支持和促進(jìn)STEM的教學(xué)活動(dòng)時(shí)，一方面，技術(shù)的設(shè)計(jì)需要與課堂教學(xué)情境和學(xué)習(xí)內(nèi)容相匹配，結(jié)合學(xué)生認(rèn)知心理的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)理論來(lái)設(shè)計(jì)技術(shù)支持，并不是將技術(shù)簡(jiǎn)單地“添加”到原有的課堂教學(xué)情境中；另一方面，硬件的學(xué)習(xí)技術(shù)與軟件的學(xué)習(xí)技術(shù)之間，應(yīng)該具有技術(shù)功能的匹配性和基于數(shù)據(jù)交流的匹配性。一般來(lái)說(shuō)，移動(dòng)學(xué)習(xí)技術(shù)，不僅能在野外考察中幫助學(xué)習(xí)者實(shí)時(shí)查詢相關(guān)信息， 還可以通過(guò)聲音、文本以及多媒體來(lái)記錄觀察情況。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，能使學(xué)習(xí)者與虛擬的事物進(jìn)行交互，幫助他們理解生活中隱形的規(guī)律，從而形成對(duì)事物的科學(xué)認(rèn)識(shí)。基于手勢(shì)的計(jì)算技術(shù)，可以在不同的情境中為學(xué)習(xí)者提供基于探索的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

STEM教育要求對(duì)評(píng)價(jià)的意義要有全新的認(rèn)識(shí)。作為必要的組成部分，評(píng)價(jià)使STEM學(xué)習(xí)活動(dòng)的各個(gè)部分結(jié)合為一個(gè)整體，維持學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，就每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況給教師和學(xué)生提供有用的信息。在STEM教學(xué)活動(dòng)中，教師要把注意力從終結(jié)性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)移到形成性評(píng)價(jià)。當(dāng)關(guān)注的重點(diǎn)是實(shí)踐性知識(shí)的生成過(guò)程時(shí)：

①評(píng)價(jià)不僅僅被視為對(duì)產(chǎn)品的量化，而更關(guān)注學(xué)習(xí)的過(guò)程；

②學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)過(guò)程有清晰的認(rèn)識(shí)和體驗(yàn)。形成性評(píng)價(jià)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生深度學(xué)習(xí)和素養(yǎng)形成的評(píng)價(jià)，例如，溝通與合作，批判性思維與問(wèn)題解決，創(chuàng)造力與想象力等。

來(lái)自美國(guó)國(guó)際技術(shù)與工程教育協(xié)會(huì)的STEM教學(xué)中心在《融合的STEM教育焦點(diǎn)》一文中指出，在具體的教學(xué)活動(dòng)實(shí)施過(guò)程中，教師應(yīng)該在四個(gè)方面為評(píng)價(jià)做出準(zhǔn)備：

①可遷移的知識(shí)——學(xué)生能夠遷移到不同現(xiàn)實(shí)情境中的關(guān)鍵概念、原則、理論和流程；

②關(guān)鍵問(wèn)題——來(lái)自可遷移的知識(shí)準(zhǔn)備，用于建立課程的目標(biāo)和深度；

③行為預(yù)期——向?qū)W生詳細(xì)表述他們應(yīng)該如何展示對(duì)于學(xué)習(xí)目標(biāo)的理解，這是評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)；

④行為要素——對(duì)學(xué)生的行為預(yù)期，偏向于使用量表、行為觀察和產(chǎn)品成果等。

STEM教育作為當(dāng)前全球興起的一種理念與熱潮，以其鮮明的學(xué)科融合的特征并由此而帶來(lái)的聚焦真實(shí)世界的問(wèn)題解決和經(jīng)歷實(shí)踐性知識(shí)的生成過(guò)程，受到教師、教育研究者、教育界以及政府的行政管理者、家長(zhǎng)的關(guān)注，并且有越來(lái)越多的行動(dòng)投入。從STEM教育的需求來(lái)說(shuō)，當(dāng)前的系統(tǒng)性、連貫性STEM課程開(kāi)發(fā)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，對(duì)教師的重要挑戰(zhàn)是課程的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)。教師在過(guò)去從來(lái)沒(méi)有參與這樣的學(xué)習(xí)活動(dòng)，也很少將這樣的實(shí)踐活動(dòng)融入他們以往的教學(xué)活動(dòng)中。學(xué)習(xí)活動(dòng)所涉及的知識(shí)具有復(fù)雜性、廣泛性和不確定性，而且，學(xué)生與問(wèn)題（任務(wù)）、知識(shí)、他人、學(xué)習(xí)材料與資源等多個(gè)要素之間有交互作用，這些都給如何更好地開(kāi)展STEM教育帶來(lái)了挑戰(zhàn)，需要有更多的教育研究的引領(lǐng)，更多的教育實(shí)踐的嘗試，更多的社會(huì)資源的支持。