2025年大学科学教育专业题库- STEM教育的跨学科整合

2025年大学科学教育专业题库——STEM教育的跨学科整合考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的字母填在题干后的括号内）1.下列哪项不是STEM教育区别于传统分科科学教育的主要特征？A.强调知识的整合与应用B.注重真实情境中的问题解决C.以学科知识传授为核心D.融合科学、技术、工程、数学领域2.在STEM教育的跨学科整合中，“E”（工程）的核心目标是？A.掌握工程制图的基本规范B.培养学生设计、构建和测试解决方案的能力C.理解工程伦理与社会责任D.学习工程领域的基础理论知识3.选择STEM教育跨学科整合主题时，不应主要考虑的因素是？A.主题与学生现有知识水平的相关性B.主题能否自然地融合多个学科内容C.主题的趣味性和吸引力D.主题必须与当前科技热点完全同步4.以下哪种教学模式最不适合促进STEM教育的跨学科整合？A.探究式学习B.项目式学习（PBL）C.分科教学模式D.合作学习5.在设计一个关于“城市水循环”的跨学科STEM活动时，以下哪个环节最不关键？A.引入与水循环相关的科学概念（如蒸发、凝结、渗透）B.设计制作一个模拟水循环的物理模型C.分析本地水资源利用的现状和挑战（涉及社会和环境）D.详细讲解水循环每个环节的精确科学公式6.评价STEM教育跨学科整合效果时，除了知识掌握，还应重点关注？A.学生记忆学科事实的能力B.学生的合作沟通能力和创新思维能力C.学生解题速度的提升D.学生对单一学科理论的深刻理解7.以下哪项不是实施STEM教育跨学科整合面临的典型挑战？A.教师知识结构与教学能力的局限B.现行课程标准和评价体系的束缚C.跨学科教学资源的匮乏D.学生对单一学科学习的兴趣优先8.将编程学习融入物理实验教学，以编程控制传感器收集数据并绘制图表，这体现了？A.STEM教育的技术整合B.STEM教育的学科界限模糊化C.STEM教育的人文整合D.STEM教育的单一学科深化9.在STEM教育中，强调“真实性”原则主要意味着？A.教学内容必须完全反映科学家的真实研究过程B.学习活动应基于真实世界的问题或情境C.所有实验都必须使用真实的科研设备D.教学过程应完全按实际科学发展顺序进行10.对于小学阶段的STEM教育跨学科整合，以下哪种做法不太可取？A.以学生感兴趣的生活现象为切入点B.强调复杂理论知识的深度学习C.鼓励学生通过动手实验和游戏进行探索D.引导学生小组合作完成探究任务二、简答题（每小题5分，共20分）1.简述STEM教育的“跨学科整合”理念内涵及其重要意义。2.阐述在STEM教育课程设计中，如何选择合适的跨学科主题？3.分析教师在推动STEM教育跨学科整合中扮演的关键角色。4.描述一次你设想的小学阶段STEM跨学科探究活动的基本流程。三、论述题（15分）结合当前科学教育改革背景，论述在大学科学教育专业教学中融入“STEM教育的跨学科整合”理念，对培养未来科学教师意味着什么？请从教师知识结构、教学能力、教育理念等多个维度进行分析。四、案例分析题（25分）阅读以下STEM教育项目简介，并进行分析与评论：“一个名为‘可持续校园’的中学生STEM项目，旨在让学生探索校园环境的可持续性问题。项目分为几个阶段：第一阶段，学生通过观察和调查，识别校园内存在的环境问题（如水资源浪费、垃圾处理等）；第二阶段，分组设计并制作小型解决方案模型（如节水器具、垃圾分类宣传牌）；第三阶段，向全校师生展示项目成果，并尝试推动相关建议的落实。项目融合了生物学（生态平衡）、化学（物质降解）、物理（能源利用）、数学（数据统计与模型建立）、技术（模型制作）、环境科学（可持续发展）等知识。”请分析该项目的跨学科整合特点，评价其设计的优点与潜在不足，并提出具体的改进建议。试卷答案一、选择题1.C*解析思路：STEM教育的核心是强调知识的整合应用和解决真实问题，而非单纯的知识传授。A、B、D均体现了这一特征，C选项强调知识传授是传统分科教育的特点。2.B*解析思路：工程教育的核心在于实践，即设计、构建、测试和改进解决方案。A、C、D都是工程教育涉及的内容，但B选项更准确地概括了其核心目标。3.D*解析思路：选择跨学科主题应优先考虑其相关性、整合性、趣味性和教育价值，与科技热点同步并非必要条件，有时反而可能脱离学生实际。4.C*解析思路：分科教学模式强调学科内部的系统性，与跨学科整合的核心理念相悖。探究式学习、项目式学习和合作学习都天然地支持跨学科知识的融合与能力的培养。5.D*解析思路：跨学科整合强调知识的实际应用和解决复杂问题，精确公式讲解虽然重要，但不是该类活动的最关键环节，A、B、C更能体现整合的应用性。6.B*解析思路：STEM教育强调培养学生的综合素养，包括合作、沟通、创新和解决问题能力。这些高阶能力是其跨学科整合评价的重点，而非简单的知识记忆或学科深化。7.A*解析思路：教师知识结构局限、评价体系束缚、资源匮乏都是实施跨学科整合的常见挑战。学生对单一学科兴趣优先，虽然可能带来实施困难，但本身并非实施层面的“挑战”。8.A*解析思路：将编程（技术）应用于物理实验（科学），以实现数据收集和分析，是技术与其他学科（特别是科学）整合的典型例子。9.B*解析思路：“真实性”原则要求学习内容、过程和评价与真实世界尽可能接近，即基于真实问题或情境进行学习，这是区别于传统课堂教学的重要特征。10.B*解析思路：小学阶段应注重激发兴趣和初步探索，避免过早进行深奥的理论学习。A、C、D的做法更符合小学生的认知特点和学习规律。二、简答题1.答：STEM教育的“跨学科整合”理念是指打破传统学科壁垒，将科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）四个领域的知识、方法、思维方式和实践活动有机结合，围绕一个真实、复杂的问题或主题进行探究式学习，旨在培养学生的综合素养和解决实际问题的能力。其重要意义在于：促进知识的结构化和应用化，提升学生解决复杂问题的能力，培养创新思维和实践能力，更好地适应未来社会对复合型人才的需求，推动科学教育改革向纵深发展。2.答：选择STEM教育跨学科整合主题时，应考虑：①真实性原则，主题应源于真实世界或与学生生活经验相关；②整合性原则，主题应能自然地融合两个或多个学科的核心概念和方法；③探究性原则，主题应能激发学生的好奇心和探究欲望，具有开放性和挑战性；④适宜性原则，主题难度和复杂度应适合学生的年龄特点和认知水平；⑤可行性原则，应考虑可用的资源（时间、材料、设备等）和教师的专业能力。3.答：教师在推动STEM教育跨学科整合中扮演关键角色：①作为学习的设计者，需具备跨学科知识视野，能够选择和设计整合性强的学习主题与活动；②作为学习的引导者，需创设探究情境，引导学生提出问题、设计方案、动手实践和反思总结；③作为资源的整合者，需有效整合校内外各种跨学科资源（人、物、信息等）；④作为评价者，需采用多元评价方式，关注学生在知识、技能、态度和价值观等方面的综合发展；⑤作为研究者，需不断反思自身实践，研究跨学科整合的有效策略。4.答：设想一次小学阶段关于“植物生长”的STEM跨学科探究活动流程：第一阶段，引入：通过观察校园植物或种植豆芽，引发学生对植物生长好奇；第二阶段，探究：分组提出关于植物生长的问题（如阳光、水分、土壤对生长的影响），设计对比实验方案，动手进行观察记录；第三阶段，整合：运用数学知识记录和分析植物高度、叶片数量等数据，绘制生长曲线；运用科学知识了解植物生长的基本需求（光合作用、呼吸作用等）；运用技术制作植物生长观察日记或模型；运用艺术表达（绘画、手工）记录和展示发现；第四阶段，交流与反思：小组展示探究成果，分享发现和遇到的问题，讨论如何改进实验，反思植物生长与人类生活的联系。三、论述题答：在大学科学教育专业教学中融入“STEM教育的跨学科整合”理念，对培养未来科学教师具有多方面的重要意义。首先，在知识结构上，要求教师不仅掌握扎实的学科专业知识，更要拓展跨学科视野，了解技术、工程、数学等领域的基本概念、思维方式和应用领域，形成更全面的知识结构，才能更好地设计和实施跨学科教学。这有助于教师理解学科间的关系，打破学科壁垒的思维定式。其次，在教学能力上，融入该理念能显著提升未来教师的课程设计能力、教学实施能力和评价能力。教师需要学会选择和创设真实的、整合性的学习情境，设计以问题解决为导向的教学活动，引导学生进行探究式学习。同时，需要掌握多元化的评价方法，关注学生在知识、技能、过程和态度等方面的综合表现，而非仅仅是学科知识的掌握。这要求教师具备更高的教学创新能力和实践智慧。再次，在教育理念上，融入该理念有助于未来教师树立更先进的教育观和学生观。它强调以学生为中心，注重学生的主动探究和亲身体验，重视培养学生的综合素养和创新能力，而非知识的灌输。这有助于教师转变传统的教学角色，从知识的传授者转变为学习的引导者、促进者和合作者，更符合现代教育发展的趋势。最后，在专业发展上，学习和实践STEM教育的跨学科整合，能激发未来教师自身的专业发展动力，促使他们持续学习新知识、新技能，关注教育改革前沿，不断提升自身的专业素养和教学水平，为未来有效履行科学教育工作者的职责奠定坚实基础。四、案例分析题答：该“可持续校园”项目体现了显著的跨学科整合特点。其主要整合了生物学（生态）、化学（物质）、物理（能源）、数学（统计）、技术（模型制作）、环境科学（可持续发展）等多个领域的知识。项目流程也体现了跨学科探究的过程：学生需要运用科学知识进行观察和调查，运用技术知识制作模型，运用数学知识分析数据，运用工程思维设计解决方案，并涉及环境科学的相关理念。该项目的优点在于：主题真实且具有教育意义，贴近学生校园生活；采用项目式学习（PBL）模式，能够激发学生兴趣，促进主动学习和探究；整合了多个学科知识，有助于学生理解知识的实际应用；强调成果展示和尝试推动改变，增加了学习的实践性和社会性。然而，该项目也存在一些潜在不足：跨学科整合的深度可能不够，各学科知识之间的内在联系和融合可能停留在表面，未能进行更深层次的整合性思考；教师的指导作用可能较为关键，如果教师缺乏跨学科知识背景，可能难以有效指导学生进行深入的跨学科探究；评价方式可能较为单一，如果仅关注最终模型或报告，可能无法全面评价学生在各学科知识融合运用、创新能力、协作过程中的表现；项目实施可能面临资源（如材料、场地）和时间上的限制；