融合-实现STEM教育的有效策略

《融合-实现STEM教育的有效策略》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、融合-实现STEM教育的有效策略融合:实现STEM教育的有效策略STEM教育出现于21世纪初,即科学(Science)、技术(Technology)>工程(Engineering)、数学(Mathematics)教育的统称。但它并不仅仅是把这4个词堆叠在一起，而具有一定的深意、内涵和教育意义。随着人类科学技术的不断进步，科学、技术、工程和数学领域的联系也越来越紧密，解决任何一个领域的问题都会涉及到其他三个领域；任何一个领域的发展都将为其他领域打开进步的空间；任何一个领域的素质都是未来公民的基本素质。因此，在STEM教育提出之初，人

2、们就意识到STEM教育不仅对国家未来的创新能力和竞争力有决定性的影响，而且是社会进步的必耍基础，公民的科学索质直接关系着21世纪的社会文化、价值取向和民主政治的实现。同时对儿童学习能力的科学研究则表明，儿童生而具有强大的学习能力，儿童缺乏的是知识和经验，而并不缺乏推理能力，儿童是主动的学习者，儿童可以在有效的引导下，学习更多的基本知识和技能。因而这些基本素质的培养都可在从幼儿园到高中毕业的学习期间逐步完成。可是，在普通人眼屮只有在理工科大学里才会出现的工程问题,能在中小学的课堂中研究吗？如何实现呢？要想解决这个问题，首先耍理解科学

3、、技术与工程的联系和区别，找出在小学学习阶段科学与工程教育的交集，再对教育进行反思，就不难理解如何将看似复杂的工程问题结合在K-12年级的课程中，帮助学生发展科学、技术、工程与数学的综合素质。什么是技术、工程、技术和工程素养2012年发布的美国国家教育进展评佔(NationalAssessmentOfEducationalProgress,NAEP)的《2014年国家教育进展评估的技术和工程素养框架》报告对技术、工程，及其素养给出了广义的定义，如下：技术：指任何为了满足人类需求而进行的对自然状态的改变或者对枇界的改造。工程：指为满

4、足人类需求系统地、反复地设计对象、进程和系统的一种途径。技术与工程素养：指使用、理解和评估技术的能力，以及理解开发解决方案和实现目标的技术原理和策略。虽然有很多学者对技术素养、工程素养、技术和工程素养等给出不同的定义，但在这些不同范围的定义中都显示出技术和工程之间密不可分的关系。该框架提出2014年技术与工程素养评估的领域分为3个部分:技术与社会(TechnologyandSociety)、设计与系统(DesignandSystems)>信息与通信技术(InformationandCommunicationTechnoloay)。

5、科学、技术与工程有怎样的联系与区别科学、技术与工程，三者既紧密联系密不可分，同时又在冃的、形式和任务、研究方式、成果和评价标准等各方面都有所不同。科学在于认识世界，解释自然界的客观规律，而技术和工程则是在尊重自然规律的基础上，改造世界，实现对口然界的控制和利用，解决社会发展过程中遇到的难题。实践是科学、技术与工程的重要特征和需求。参与科学实践可以帮助学生理解科学知识如何建构,可以让学生认识到调查、模仿和解释世界的各种方法；参与工程学实践同样帮助学牛理解工程师的工作,以及工程学和科学之间的关系。上图來自干2012年美国国家研究理事会

6、(NRC)颁布的《K-12年级科学教育框架》,它描述了科学家和工程师的工作。不论是科学家还是工程师，他们的主要活动是调查和实证探究；他们的T作的木质是建构解释或利用推理、创造性思维和模型进行设计，形成解决方案；分析、辩论和评价则是科学和工程学研究得到认可的唯一途径。在这些活动和辩论屮科学家和工程师都尝试使用最合适的方法和工具來完成任务，它们都是创造性的过程，都不只使用一种方法，都具有重复性和系统性。可见，科学、技术与工程学Z间有着一种很强的共通性和互补关系，是辩证统一的整体。它们的交集就是人类社会的进步与发展。哪怕是最简单的科学现

7、象和问题，都可以在人类生活中找到它的影了,找到它转化为技术和工程的途径。而当人类在解决实际生活问题时,想到的不仅是技术、是设计、是工程，同样也必须考虑其屮涉及的科学原理和规律，只有遵循这些原理和规律，才能真正找到问题的本质。从这一点来看，他们之间的交集足以支持在从幼儿园到高中的学习过程中将科学、技术与工程联系起来开展教育活动。将STEM教育引入科学课堂时，有什么样的标准教育过程毕竟不同于真实的科学研究和工程实践，教师关注的是将STEM引入科学课堂时，技术和工程部分的教学目标是什么，标准是什么。《2014年国家教育进展评估的技术和工

8、程素养框架》对技术与工程素养评估的3个部分给出了具体的内容和分年级评估框架，该框架非常有利于帮助科学教师在进行教学设计吋思考如何制订出适合技术与工程素养的教学冃标和教学方案。这里以“设计与系统”中的“工程设计”为例，介绍其分年级评价框架，详见表1。