STEM項目中綜合學習設(shè)計的實踐研究

STEM項目中綜合學習設(shè)計的實踐研究教學現(xiàn)場近期有關(guān)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(shù)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(chǔ)性學科有哪些關(guān)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(gòu)建項目，融合了多項基礎(chǔ)學科的內(nèi)容。典型的設(shè)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(shè)活動實踐，最終完成既題的認知任務(wù)。綜合學習設(shè)計的理論界定與特析在STEM教學設(shè)計課教學綜合學習設(shè)計是當代教學理論轉(zhuǎn)型成功的標志性成果。我們借鑒設(shè)計的理論精髓，對以往STEM項目中，人們常的定位技術(shù)教育進行改進進后的學習，需要教師對基礎(chǔ)學科的教學思路與策略進行反思，在“圖示建構(gòu)”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(shè)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(shè)計方式和進程已經(jīng)成為自身學習內(nèi)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(gòu)建的認知圖示字技術(shù)讓學生的學變得更加多樣，促進學生不主構(gòu)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(shè)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(gòu)建；科科中強調(diào)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(shè)計的教學策略階段一：活動定向綜合學習設(shè)計的段為活動定向，即師生共同確定活動主由教師引導(dǎo)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(shè)計，學習過程的指向性，為學生建立良性圖。（1）原設(shè)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(diào)整過程。教學流程中，科學學特征較為明關(guān)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(shè)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(shè)計基于綜合學習設(shè)有趣的紙電路》一課將進行更有指向性計過程，建議設(shè)計如下。導(dǎo)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(yù)設(shè)1：創(chuàng)作玉祥。預(yù)設(shè)2：創(chuàng)作勤飾。預(yù)設(shè)3：制作我名。預(yù)設(shè)N：……提出主題：以小位，確定主題，繪制思維導(dǎo)圖。小組分工：成員確定各自在組內(nèi)的身份和任務(wù)。學習定向：分解容，找出具體學習點（電路基礎(chǔ)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(wù)目標，考察學習目達成率。反思調(diào)整：依據(jù)況，調(diào)整定位，學習打下基礎(chǔ)。教學評析：在以合學習設(shè)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(nèi)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(shè)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(shè)計的段為構(gòu)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(shè)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(nèi)，創(chuàng)作相應(yīng)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(guān)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(diào)試教師小結(jié)。（2）思考焦點以上過程信息技術(shù)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(guān)注點面的，缺乏關(guān)于路燈結(jié)構(gòu)的認知，學生必要的應(yīng)景性生活常，所以教學過程較為單調(diào)。（3）改進型設(shè)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(luò)及移動終端投屏設(shè)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(dǎo)入：教師播放全息影像，將夜晚的玄武湖，賞夜櫻。設(shè)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(diào)節(jié)路燈的亮度。生3：變化路燈的顏色。小結(jié)：監(jiān)控自然照度、光照度、調(diào)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(guān)程序腳本。角色2→根據(jù)個性化平臺上的指引，搭建硬件結(jié)構(gòu)。師生共建：教師議硬件結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固程度，利用移動終端，展示各組作品，測試，觀察結(jié)固，是否符合環(huán)境要求。建模仿真：將已的結(jié)構(gòu)進行仿真投射，觀察其是否能夠活動要求。融合任務(wù)：硬、構(gòu)整合，在真實的環(huán)境下，進行設(shè)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(jié)：選，借助個性化平臺進行投選出獲獎作品。教學評析：以上設(shè)計，將力學、工程學、仿真技術(shù)、編術(shù)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(shù)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(jié)果綜合學習設(shè)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(nèi)容相吻合的學習過程。（1）原設(shè)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(shù)課。在STEM項目中，該課有著一定的程式。可循的學習設(shè)計如下：紙上繪制結(jié)構(gòu)圖→木鋸或電鋸切割材料→膠槍連接結(jié)構(gòu)件→嘗試吹泡泡→修改作品。（2）思考焦點以上的設(shè)計是典型的唯技術(shù)論，缺乏STEM項目的，因此其設(shè)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(shè)計基于綜合性學習可將該課進行結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)圖。（教師判斷結(jié)構(gòu)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(jīng)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(shè)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(dǎo)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(shè)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(shè)計《探月工程》是STEM項目中的常見主題之一，在科學課、技術(shù)課中都有類似的常見的教學設(shè)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(shù)課用積木件）→編寫程序→模擬探月車。（2）思考焦點從以上的設(shè)計中出，原本較為有趣的內(nèi)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(nèi)容契合度不高，因此需要調(diào)整。（3）改進型設(shè)計在基于綜合學習設(shè)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(shè)適宜的方式，提升效能，建議過程如下。問卷調(diào)查：借助問卷星等便捷的通信工具，進行有關(guān)探月主題的調(diào)查。個性學習：①對探月飛船結(jié)構(gòu)好奇的組→進行有關(guān)飛船歷史和結(jié)構(gòu)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(guān)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(guān)活動流程的組合導(dǎo)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(jié)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(shè)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(wù)達成目標施操作行為學習設(shè)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(nèi)容進行意義學習，符合STEM項目課程的要求?；诰C習設(shè)計的STEM項目，注重對學生完整性能力的培養(yǎng)，關(guān)注學生的多養(yǎng)的提升，具有構(gòu)建綜合能重要意義。學實踐過程中，務(wù)必關(guān)注以下問題：首先，有機選擇計的各階段。綜合性學習設(shè)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(fù)雜的中，就可以將階段估與驗證學習結(jié)果過程，與四的提升學能過程進行整保障