STEM的课程理念

STEM是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics)四门学科的简称，强调多学科的交叉融合。最初的倡议只有四个字母STEM，近期加入了Arts，也就是人文艺术。STEMScience、Technology、Engineering、Maths这四个词的开头字母的组合，STEM教育就是科学，技术，工程，数学的教育。2011年，美国佛吉尼理工学院暨州立大学学者Georgette Yakman提出STEAM。STEM教育的过程不仅是把科学、技术、工程和数学知识进行简单叠加，而是特别强调将本来分散的四门学科自然地组合形成新的整体。总之,不论是STEM教育还是STEAM教育,都是为了更好地帮助学生不被单一学科的知识体系所束缚,促进教师在教学过程中更好地进行跨学科融合,鼓励学生跨学科解决问题。 “STEAM”逐渐发展为包容性更强的跨学科综合素质教育。科学问题本就源于自然，源于某一现象的问题，如“为什么杯子里的热水会变凉?”工程学则源于需要解决的某个难题，例如“怎样让房子更保暖?”这两个貌似不相同的问题，其本质却都是热学中能量的传递问题。当教学围绕这个本质展开时，就有了一条隐形的线索，将科学和工程问题有效地结合在一起。 STEM教育的核心特征简介 STEM教育中四门学科的教学必须紧密相连，以整合的教学方式培养学生掌握知识和技能，并能进行灵活迁移应用解决真实世界的问题。融合的STEM教育具备新的核心特征：跨学科、趣味性、体验性、情境性、协作性、设计性、艺术性、实证性和技术增强性等。 STEM课程的跨学科整合 跨学科整合的模式 针对STEM教育整合的课程设计，美国马里兰大学赫希巴奇(Herschbach，2011)提出两种最基本的课程模式：相关课程(the correlated curriculum)模式和广域课程(the broad fields curriculum)模式。跨学科整合的基本取向 STEM教育要求四门学科在教学过程中必须紧密相连，以整合的教学方式使得学生掌握概念和技能，并运用技能解决真实世界中的问题。如何将四门独立学科知识紧密关联实现整合，有三种取向：学科知识整合取向;生活经验整合取向;学习者中心整合取向;三种整合取向的共性问题及应对。 跨学科整合的项目设计 STEM跨学科整合最核心、最重要的工作是项目或问题的设计，如果没有良好的结构化项目设计，会导致学习困难、效率不高、挫折感强、学习收获不大等系列问题。 STEM项目设计强调将知识蕴含于情境化的真实问题中，强调调动学生主动积极地利用各学科的相关知识设计解决方案，跨越学科界限提高学生解决实际问题的能力。 STEM教育建立在建构主义和认知科学的研究成果之上(Sanders，2009)。布鲁因(Bruning，2004)等人指出，STEM教育与认知科学的主张一致：1)学习是建构而不是接受的过程;2)动机和信念在认知过程中至关重要;3)社会性互动是认知发展的基础;4)知识、策略和专门技术是情境化的。由此可见，STEM教育是一种典型的建构主义教学实践：为学习者提供学习情境，让他们积极地建构知识，从而强化对知识的记忆和促进迁移;以小组为单位进行活动，为知识的社会建构提供优越条件(Sanders，2009)。因此，实践STEM教学模式首先要符合建构性学习所强调的探究、发现、协助等基本