《STEM教育的理論基礎(chǔ)綜述》3900字

STEM教育的理論基礎(chǔ)綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u10643STEM教育的理論基礎(chǔ)綜述 132488（一）STEM教育概念 1100751．STEM教育的內(nèi)涵 132546（二）STEM的能力結(jié)構(gòu) 2258831.STEM知識 223552.STEM技能的掌握 22713.STEM態(tài)度和價值觀 331357（三）STEM教育的理論基礎(chǔ) 37331.杜威的教育思想 312002.建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論 49093.緘默知識觀 414952（四）STEM教育的特征 4312871.融合性 4208872.趣味性 5315473.實踐性 5211134.情境性 5260975.合作性 5242886.技術(shù)性 5（一）STEM教育概念1．STEM教育的內(nèi)涵STEM是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathmatics）英語首字母的縮寫，它是1990年由美國國家科學(xué)基金會首次提出。對于STEM教育的定義，美國瓦利市州立大學(xué)（Valleycitystateuniversity)在其官網(wǎng)上對“什么是STEM教育”做了解釋，他們認(rèn)為STEM教育不是簡單的將四門學(xué)科融合在一起，而是以項目學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)的跨學(xué)科學(xué)習(xí)，它關(guān)注的是學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力以及對知識綜合運用的能力。每門學(xué)科都有其自身的特點，我們無法將四門學(xué)科或者是其中的幾門學(xué)科強行組合，STEM其實強調(diào)的是讓學(xué)在真實的問題情境中，不受傳統(tǒng)的孤立的學(xué)科的束縛，能運用綜合性知識來處理復(fù)雜的問題。學(xué)生在自主探究的過程中獲得新的概念，發(fā)展新的理解。STEM不但重視學(xué)生對知識的理解，它也更為關(guān)注學(xué)生的能力發(fā)展，即知識、技能、態(tài)度與價值觀三個方面的能力。（二）STEM的能力結(jié)構(gòu)1.STEM知識STEM知識可分為:認(rèn)識性知識、程序性知識和技術(shù)性知識。在小學(xué)數(shù)學(xué)中，認(rèn)識性知識是指學(xué)生對數(shù)學(xué)概念、原理以及公式的認(rèn)識，比如知道“平均分”的概念。程序性知識程序知識，也叫過程知識，是問題求解過程中的一系列操作，如測量數(shù)據(jù)，選擇數(shù)據(jù)、顯示數(shù)據(jù)等。學(xué)生通過課內(nèi)和課外的實踐活動掌握程序性知識。而技術(shù)性知識則是綜合運用所學(xué)知識的能力，這與以后的職業(yè)息息相關(guān)。2.STEM技能的掌握基本技能的學(xué)習(xí)也是STEM教育的核心。STEM技能主要包括認(rèn)知技能、信息處理、解決問題與工程思維、設(shè)計思維與創(chuàng)新能力、動手操作技能、溝通協(xié)作技能等技能。認(rèn)知技能是指學(xué)生在已有經(jīng)驗的基礎(chǔ)上對新知識形成自己的見解。所以教師在教學(xué)的過程中，對于一些概念性的知識、公式不應(yīng)該直接告訴學(xué)生，而應(yīng)讓學(xué)生自己去概括、歸納。信息處理技能是指收集、整理、分析、展示、應(yīng)用數(shù)據(jù)的能力。這是一個信息爆炸的時代，對信息處理能力的要求越來越高。教師在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)注意培養(yǎng)學(xué)生的信息處理能力，教師也可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容引進Excel、數(shù)據(jù)庫等較實用的信息處理軟件。解決問題的能力是學(xué)生將所學(xué)知識運用到實際生活中去，去解決生活中的問題。STEM教育的基于項目式學(xué)習(xí)，就是營造一個真實的問題情境，以此激發(fā)的求知欲，同時增強學(xué)生的解決問題能力。而工程思維是問題解決的工具，工程思維包括三個方面：第一，能看懂圖，也能用圖來表達自己的想法。第二，能制作或利用一些小工具來幫助自己解決問題。第三，能遵循工程設(shè)計一般的流程，包括明確任務(wù)——設(shè)計方案——細(xì)化方案——動手實踐——測試評價等環(huán)節(jié)。這是一個創(chuàng)新的時代，STEM也格外關(guān)注學(xué)生的設(shè)計思維和創(chuàng)新能力。設(shè)計思維一方面需要學(xué)生遵循有序的步驟，另一方面又需要學(xué)生靈活的、富有創(chuàng)意的想法。教師可以通過頭腦風(fēng)暴等方式去激發(fā)學(xué)生的思考。動手操作技能是STEM的典型技能，主要是指對各種儀器的操作，而在數(shù)學(xué)課堂中，主要表現(xiàn)在讓學(xué)生“動”起來，比如在學(xué)習(xí)立方體時讓學(xué)制作相應(yīng)的立體圖形，在一些較大數(shù)字計算時，可以引入計算器的使用教學(xué)。人與人之間的交流與合作是十分重要的。在STEM學(xué)習(xí)中，基本上都是以團隊合作的形式進行學(xué)習(xí)的。融入STEM理念的小學(xué)數(shù)學(xué)課堂也應(yīng)該提倡學(xué)生的合作學(xué)習(xí)，教師應(yīng)該合理組建小組，做到“組內(nèi)異質(zhì)，組間同質(zhì)”。在進行活動時，應(yīng)合理安排任務(wù)，小組成員應(yīng)共同承擔(dān)，要求既能完成自己的小任務(wù)，又能用簡潔、清晰的語言向團隊成員傳達信息。3.STEM態(tài)度和價值觀STEM提倡的態(tài)度與價值觀主要包括：好奇心、誠實、嚴(yán)謹(jǐn)、合作、責(zé)任心、思想開放、道德等。在一個錯綜復(fù)雜的情況下，“態(tài)度”往往是成功與失敗的關(guān)鍵。在不同的環(huán)境下，學(xué)生要學(xué)會如何應(yīng)對不同的挑戰(zhàn)，正確的態(tài)度有利于問題的解決，而負(fù)面的情緒可能會導(dǎo)致任務(wù)的失敗。所以STEM也強調(diào)要培養(yǎng)學(xué)生正確的價值觀和處理問題的方法。（三）STEM教育的理論基礎(chǔ)1.杜威的教育思想STEM教學(xué)注重將各種學(xué)科結(jié)合起來，以現(xiàn)實的學(xué)習(xí)情境來解決現(xiàn)實問題。而杜威在批判傳統(tǒng)學(xué)校教育的基礎(chǔ)上，提出了"從做中學(xué)"這個基本原則，“做中學(xué)”將學(xué)校里的知識與現(xiàn)實的生活聯(lián)系在一起了。他認(rèn)為教學(xué)過程就是學(xué)生"做"的過程，教師應(yīng)當(dāng)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個良好的環(huán)境，這個環(huán)境能讓學(xué)生按照自己的方式自由的去做，同時杜威認(rèn)為“做中學(xué)”要遵循科學(xué)的方法，杜威將這個做的過程分為5個階段：創(chuàng)設(shè)問題情境——發(fā)現(xiàn)問題——提出假設(shè)——選擇假設(shè)——驗證假設(shè)。STEM的學(xué)習(xí)重點在于學(xué)生動手、動腦、積極的學(xué)習(xí)，STEM的學(xué)習(xí)是以項目為基礎(chǔ)，以問題為主體的學(xué)習(xí)（學(xué)習(xí)），以協(xié)作和練習(xí)的形式指導(dǎo)學(xué)生完成課題，并在日常的學(xué)習(xí)中解決問題。STEM為同學(xué)們帶來了親身實踐的經(jīng)驗，讓他們運用他們所掌握的各種知識和方法去解決真實的問題。STEM教育為如何做指明了方向，做的過程要符合科學(xué)的原則，以實證為基礎(chǔ)，通過對假設(shè)進行驗證，發(fā)現(xiàn)并得出解決問題的方法，并在一定程度上遵守科學(xué)、數(shù)學(xué)的嚴(yán)格法則，而不是空洞的思維和想象力此外，杜威在《學(xué)校與社會》一書中提到了學(xué)校即社會的觀點，認(rèn)為學(xué)校的教育要基于學(xué)生已有的生活經(jīng)驗，課堂的教學(xué)不能完全脫離社會，要把學(xué)校創(chuàng)設(shè)成一個小型的社會，挑選社會中的精華、純凈的東西供孩子學(xué)習(xí)。這種教育思想也反應(yīng)在STEM教育之中，STEM教育理念認(rèn)為要把抽象的知識和現(xiàn)實生活聯(lián)系在一起，并創(chuàng)設(shè)生活中的有趣的、具有挑戰(zhàn)的情境，讓學(xué)生在問題解決的過程中學(xué)習(xí)知識，即STEM教育強調(diào)，學(xué)習(xí)者通過與學(xué)習(xí)的情境進行交互和自主的構(gòu)建從而獲得知識，而不是外在的灌輸。綜上所述，今天的STEM教學(xué)與杜威提出的“未來的教學(xué)理念”是相吻合。STEM是對杜威教育思想的一種繼承和發(fā)展。2.建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論建構(gòu)主義的觀點是，知識是一種相對的、動態(tài)的，教育不能將知識當(dāng)作一種事先確定的事物來教授，而學(xué)生接受的知識，則是建立在自己已有的經(jīng)驗基礎(chǔ)上。學(xué)生學(xué)習(xí)并不是單純的將書本上的知識死記硬背，而是在自己已有經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，主動環(huán)境產(chǎn)生互動，通過同化與順應(yīng)，不斷讓自己的認(rèn)知達到與環(huán)境的平衡，即學(xué)生自己主動構(gòu)建知識。所以建構(gòu)主義強調(diào)情境性教學(xué)與整體性的構(gòu)架，他們認(rèn)為情境對學(xué)生的學(xué)習(xí)尤為重要，要營造與實際情況相似的教育情景，以解決實際問題為目的，以生活性、科學(xué)性為原則，通過實際問題的求解來獲取知識。而在STEM教學(xué)中，學(xué)生獲得知識、認(rèn)識客觀世界，是在協(xié)作解決實際問題中實現(xiàn)的，他們在解決問題中進行了學(xué)習(xí)，同時又將學(xué)習(xí)到了知識應(yīng)用于實踐中，學(xué)習(xí)是他們知識獲取和形成價值觀的中介。建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論為融入STEM教育理念的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)設(shè)計奠定了堅實的理論依據(jù)，強調(diào)學(xué)生的主體地位，在具體的情境及合作探究中，給學(xué)生一個開放的環(huán)境，讓其進行主動探究，通過討論、交流相互，補充修改中，嘗試發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題。3.緘默知識觀在《人的研究》中邁克爾?波蘭尼首次提到“緘默知識”，與文字、公式、圖形相比，它是一種只能通過理解而無法表達的知識。這種認(rèn)識是無法用言語系統(tǒng)去傳播的，它是存在于個體思維中，嵌入到實際生活中去的，在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中也存在著大量的隱形知識，當(dāng)在教學(xué)實踐中過分關(guān)注顯性知識，只關(guān)注教學(xué)知識的學(xué)習(xí)這會扼殺學(xué)生的創(chuàng)造性，所以教師應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變自己的思想，樹立緘默知識觀，不能只看到學(xué)生成績的好差，還要關(guān)注學(xué)生的隱形獲得，即學(xué)生不同能力的發(fā)展。STEM教育模式不但關(guān)注學(xué)生的知識獲得，還強調(diào)學(xué)生知識、技能、態(tài)度和價值觀等能力的發(fā)展。由此可知，STEM教育理念要求教師從多個方面去看待學(xué)生，關(guān)注學(xué)生綜合能力的發(fā)展。（四）STEM教育的特征由于STEM教育是以真實的任務(wù)為載體，通過學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)，讓學(xué)生參與活動的全程，來獲得知識和培養(yǎng)多方面能力的，所以STEM教育具有以下的核心特征:融合性、趣味性、實踐性、情境性、合作性、技術(shù)增強性等。1.融合性融合性有兩個方面的含義，一是指STEM它超越學(xué)科的界線，從多學(xué)科的角度發(fā)出，全面運用多學(xué)科的知識來解決發(fā)展的實際問題；二是指STEM教育重視新舊知識之間的融合。2.趣味性STEM教育認(rèn)為要將教學(xué)過程與學(xué)生生活中的有趣、有挑戰(zhàn)的實際生活問題結(jié)合起來。問題和活動要想激發(fā)學(xué)習(xí)者的內(nèi)在學(xué)習(xí)動機，就必須趣味性。正如心理學(xué)認(rèn)為：興趣是最好的老師。STEM教育注重分享，注重創(chuàng)造，讓學(xué)生在分享中體驗，在創(chuàng)造中獲得快樂，在創(chuàng)造中獲得成就感。3.實踐性STEM教育不但重視學(xué)生對理論知識的掌握，同時也更為強調(diào)學(xué)生的動手、動腦和參與的過程。學(xué)生要在實踐中掌握知識、提高各方面能力，同時又能將所學(xué)到的知識應(yīng)用于生活實踐當(dāng)中去。4.情境性STEM教育認(rèn)為教學(xué)應(yīng)當(dāng)重在分享，重在創(chuàng)造，重在快樂，不是將抽象的知識硬塞給學(xué)生，讓學(xué)生去死記硬背，而是把知識放置在具體的、生動的情境中，讓學(xué)生在解決生活問題的過程中不知不覺就熟練地掌握了知識和發(fā)展了能力。5.合作性STEM教育強調(diào)學(xué)生間的合作，小組合作共同解決一個現(xiàn)實問題，小組內(nèi)成員分工明確，各司其職，所有組員都要參與到活動中。在分組時，強調(diào)組間同質(zhì)，即每一個小組的平均水平應(yīng)該相當(dāng)；組內(nèi)異質(zhì)，即由具有不同水平、不同特長的人組成一個