中学与大学联手的STEM课程开发与实施研究开题报告-课题

1、中学与大学联手的STEM课程开发与实施研究开题报告一、选题缘由：选题的意义和价值，本课题国内外研究现状述评（一）基本内涵课题名称：中学与大学联手的STEM课程开发与实施研究重点研究中学与大学联手进行STEM课程开发与实施的实践模式，以及以STEM课程开发案例为载体的教师专业发展实践模式，从而为STEMB育模式在宁波市顺利推进与高质量实施提供可资借鉴的STEM课程开发与实施的模式。（二）研究背景与意义STEM课程是最近两三年才从美国引入我国的新型科学教育模式，却已在我省多地中小学教育实践中迅速铺开，却面临技术与师资力量不足的瓶颈。然而，在STEM课程项目开发上，当前国内外一些STE晚育机构在学校

2、之外开发的STEM课程套装项目，存在着不适应学校与学生实际的现象，缺乏针对性、适应性与可行性，且缺乏及时反馈与跟进指导。本课题的理论与实际应用价值体现在如下三个方面：第一，可以为STEM教育模式在我市顺利推进与高质量实施提供可资借鉴的STEM课程开发与实施的模式。第二，可以使一线学校真正成为STEM课程开发与管理的主体，开发出适应学校与学生实际的高质量STEM课程，确保STEM教育质量。第三，可以使一线教师真正掌握STEM课程开发与实施的关键技术，实现可持续专业发展。（三）国内外研究现状述评STE岷育是从美国传入我国科学教育新模式。在STEMM程开发与教师专业发展研究方面，集中汇集美国STEM

3、育研究成果，同时又提出未来研究方向的有两个大型研究项目。第一个研究项目是国家研究委员会于2010-2011年进行的“成功实施K-12年级STEM育的学校或项目”研究，重点研究成功实施STEM教育的途径与条件。第二个研究项目是美国国家工程院与科学研究委员会于2011-2013年实施的“K-12年级整合性STEM教育的性质与潜在价值”研究，重点研究STEM教育领域跨学科整合的方法、效果与影响因素。另外，2017年美国教育周刊杂志发表“STEM教育热点”专刊，指出当前STE晚育研究热点聚焦如下几个方面：大学支持下的STEM师专业发展，真实世界的STEM可题，校内外STEM1程项目开发与实施，促进ST

4、E岷育实施的教育政策，建立STEMM程实施的实践社区，艺术在STEMM程中的融入方式等。这些研究成果为本课题研究提供了坚实的理论与方法基础。2012年我国上海教育杂志第4期首次集中介绍美国STEMB育政策。2015年开始陆续出版华东师大赵中建教授主编的美国STEM教育研究丛书。2016年教育部颁布教育信息化“十三五”规划，STEM教育研究呈现出爆发式增长态势，2017年，最为重要的研究文献当属中国教育科学院发布的2017年中国STEM嗷育白皮书，分析了我国STEM嗷育时代背景、STE岷育内涵、我国STEM育现状与主要问题，提出了“中国STE晚育2029创新行动计划”。二、内容：本课题研究的基本

5、思路、研究目标、主要内容、研究方法和重点难点分析(一)基本思路方法高校-中小学联手的STEM课程开发与实施模式研究阶段研究方法发现与界定问题研究内容1、学校STEM课程开发需求问题2、 STEM1程开发与实施的机制问题3、 STE檄师专业发展的机制问题1、运用问卷调查法与访谈调查法收集学生、教师、学校、社区需求资料，运用SPSSNVIVO软件进行分析评估2、运用集体审议方法，确定STEM课程开发与教师专业发展的组织与制度制订行动计划研究内容1、根据学校STEM!程需求分析评估结果确定符合需要的STEM课程开发意向2、根据课程开发意向制订STEM课程开发实施计划与组织、制度建设计划3、根据STE

6、M课程开发实施计划制订教师专业发展计划与组织、制度建设计划研究方法运用集体审议方法：确定符合需要的STEM程开发意向、制订STEMiM程开发实施计划与组织制度建设计划、制订教师专业发展计划与组织制度建设计划研究内容X实施与记录行动A乂反思与调整行动1、建立开发实施STEM1程与实现教师专业发展的组织与制度2、实施STEM课程开发与教师专业发展计戈L大学专家与学校教师团队共同参与：(1)研究STEM课程知识内容深广度(2)研究STEM课程知识内容整合线索(3)设计具体STEM程项目(4)设计STEM课程项目方案(5)编制STEM项目配套教材(6)研究STEM课程课堂教学与学习行为的有效性研究方法

7、1、运用内容分析法和NVIVO软件分析科学知识内容，确定深广度2、运用项目设计方法、工程设计方法研究知识内容整合线索3、运用头脑风暴收集具体项目创意4、运用集体审议方法确定具体项目5、运用目标模式方法设计课程方案与配套教材6、运用课程例研究、课堂观察研究相结合方法研究课堂教学与学习行为有效性研究内容1、反思学校需要与问题定位2、反思行动计划、组织与制度设计3、反思行动过程、组织与制度运作过程4、反思确定下一轮的四阶段行动研究方法1、技术性反思:原理、方法的运用情况2、诠释性反思:与教育标准一致性情的3、批判性反思:需要、机制、计划、行动背后假设的合理性(二)研究目标申请人计划通过三年的研究，实

8、现如下三项具体目标：1 .提出中学与大学联手开发与实施STEM课程的实践模式。2 .开发出适合学校与学生实际的STEMM程项目与配套教材并检验其有效性。(三)研究内容为了实现上述二项研究目标，根据STEM课程开发与实施过程的技术环节构成和执教STEMM程教师专业能力发展需要，本课题包括如下六项研究内容，其中前五项属于构成STEM课程开发实施过程的“内容要素”，后一项(即6项)则属于保障STEM课程开发实施过程顺利运作(组织与制度)。每项研究内容的具体目的与具体内容的说明：1.中学与大学联手进行学校STEMM程需求分析与评估(1)研究目的：确保STEM1程项目创意与课程方案对学生、教师、学校、社

9、区的适应性。(2)具体内容：该项研究涉及如下四个内容维度的需求调查与分析评估：学生、教师、学校(学段特点、教学管理、学校发展要求)、社区(与学生生活密切相关的家庭、社区、地方经济文化现实与发展要求)。(3)研究方法：运用问卷调查法与访谈调查法收集学生、教师、学校、社区需求资料，运用SPSSNVIVO软件进行分析评估；运用集体审议方法，确定STEMM程开发与教师专业发展的组织与制度。2 .中学与大学联手进行STEM课程知识内容的深广度研究(1)研究目的：既确保STEM1程项目对科学知识内容深度与广度要求的合宜性，又确保STEMM程项目问题解决的可行性，让学生在STEM目学习过程中能够根据项目问题

10、解决的需要，综合地组织相关科学知识内容，探索问题解决方案。(2)具体内容：分析寻找每个STEM课程项目所涉及的科学知识内容，参照科学课程标准要求，确定知识内容的深度上限与广度边界。(3)研究方法：运用内容分析法和NVIVO软件分析科学知识内容，确定深广度。3 .中学与大学联手进行STEM课程知识内容整合线索研究与STEMM程项目领域设计(1)研究目的：寻找STEMM程知识内容整合的价彳1线索与逻辑线索，依据这些整合线索设计出STEMM程项目领域。(2)具体内容：分别运用项目分析与工程设计的方法，分析将科学知识内容进行价值整合与逻辑整合联系的具体线索；既包括同一学科知识内部的联系，也包括不同学科

11、知识的跨学科联系；根据以上两种整合线索，提出STEMM程项目创意；依据需求分析结果与相关知识的深广度分析结果，论证STEM课程项目创意的合理性与可行性，从而确定STEMM程项目领域。(3)研究方法：运用项目设计方法、工程设计方法研究知识内容整合线索；运用头脑风暴收集具体项目创意；运用集体审议方法确定具体项目。4 .中学与大学联手STEM目课程方案研究与课程项目配套教材设计(1)研究目的：把STEM1程项目创意变成课程项目方案与配套教材。(2)具体内容：分析特定项目创意领域，分析相关知识深广度与学生需求，确定具体课程项目；依据具体课程项目，运用目标模式开发技术，设计课程纲要或课程方案；依据课程方

12、案实施要求，选择教学资源，设计学生经验，编制配套教材。(3)研究方法：运用目标模式方法设计课程方案与配套教材。5 .中学与大学联手STEM目课程课堂教学与学习行为有效性评价研究(1)研究目的：研究课堂教学与学习行为的有效性，验证与评价STEM课程项目效果，探索适合STEM1程的教学评价与学习评价方式。(2)具体内容：制定课堂教学与学习行为表现性评价标准；设计课堂行为观察量表，包括定量编码记录量表与定性描述记录量表；实施STEM1例研究与课堂观察分析，收集课堂教学与学习行为资料；运用SPS必计软件与NVIVO软件分析资料。(3)研究方法：运用课程例研究、课堂观察研究相结合方法研究课堂教学与学习行

13、为有效性。6 .中学与大学联手开发与实施STEM1程的运作机制研究(1)研究目的：研究保障STENM程开发实施过程顺利运作的组织、制度。(2)具体内容：课程开发组织：学校STEM课程改革领导小组、STEM课程教师开发团队；开发实施制度：STENM程开发实施的责任、时间、顺序、协调、硬件与软件支持制度。(3)研究方法：运用集体审议方法：确定符合需要的STEM课程开发意向、制订STEM课程开发实施计划与组织制度建设计划、制订教师专业发展计划与组织制度建设计划。(四)拟突破的重点与难点分析本课题研究重点是：中学与大学联手的STEMIM程开发的实践模式以及与这种课程开发实施过程。本课题研究难点是：ST

14、EMM程项目开发与配套教材设计。（五）研究方法根据行动研究的四个阶段构成一轮完整研究循环的研究设计，本课题计划以每一个年度作为一轮研究循环，开发与实施一个STEM课程项目、编写一套配套教材，每个课程项目实施的计划教学时数为28学时。开发STEM课程项目、编制配套STEM教材；实施该课程项目，开展教学实践，同时围绕这个课程项目的实施，进行课例研究与课堂观察研究，检验课程项目的有效性，检验教学与学习行为的有效性，检验任课教师进行STEM课程开发与实施工作的专业能力发展情况，并反思确定下一轮研究任务。这样，每年完成一轮研究循环，两年时间计划进行两轮研究循环，开发与实施两个STEM课程项目。2018年

15、6月-2019年6月（第一轮研究循环）2018年6月-2018年12月开发实施第一个STEM课程项目，编制第一套配套教材。2019年1月-2019年6月实施第一个课程项目，并开展上述所有研究工作。2019年7月-2020年6月（第二轮研究循环）2019年7月-2019年12月开发第二个STEM课程项目，编制第二套配套教材。2020年1月-2020年6月实施第二个课程项目，并开展上述所有研究工作。2020年7月-2021年2月根据两年的STEM课程开发与实施过程资料、课例研究与课堂观察研究资料，以及对两轮研究循环的反思调整情况，重点总结中学与大学联手开发与实施STEMM程的技术细节与运作机制、以STEM课程开发与实施案例为载体的教师专业发展过程与运作机制，并发表相应成果。第一个项目已经在蓝青学校初一8个班，共340名学生。每周一节课开始实施。根据课堂观察，从学生学习的投入程度看，学生“喜欢”的比例超过了80%且男生的喜欢程度还要略高于女生。已录制了56节的课堂录像，并永久保存了有代表性的课堂录像。已记录了近10万字的课堂实录。三、预期价值：本课题理论创新程度或实际价值，成