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STEM 教育专题


              试论 STEM 教育的两种取向与四种方法


                夏莉颖  钟柏昌








                摘  要:从学习结果分类的角度可以将 STEM 教育区分为作品开发取向和科学探究取向。不同取向的 STEM 教育
                需要设计具有针对性的实施方法才能释放 STEM 教育的潜力。本文从正向与逆向、作品开发取向与科学探究取
                向两个维度出发,形成了正向项目教学、逆向工程教学、纠错教学以及科学探究四种方法,以此为基础,进
                一步探讨了每种方法的适用范围和价值。
                关键词:STEM 教育;科学探究;项目教学



                  STEM 是 Science(科学)、Technology(技               定一个合理的分类框架,才有可能将每一种潜在的
              术)、Engineering(工程)、Mathematics(数                  STEM 教育取向进行准确的定位和定义,也才有
              学)的简称,但它并不是科学、技术、工程和数学                            可能发现其他尚未发掘的 STEM 教育取向。一个
              教育的简单叠加,而是将原本分散的四门课程组合                            基本思路是从学生有意义的学习结果中寻找分类线
              形成一个新的有机整体,让学生在解决问题的过程                            索。根据学生在 STEM 教育中的学习结果可以得
              中体会各个学科之间相互依赖、相互支撑和相互补                            到两个分类维度,分别是外显的物化成果和内化的
              充的意义,实现深度学习            [1] 。时至今日,STEM 教           知识内容。从这两个分类维度出发,我们可以区分
              育已从最初关注或集中于高等教育,逐步延伸至中                            出两种不同取向的 STEM 教育(如图 1),即作品
              小学乃至幼儿园,从面向提升国家竞争力的人才培                            开发取向的 STEM 教育(以形成物化成果为目标)
              养演变为学习方式的变革。从表面上看,人人都                             和科学探究取向的 STEM 教育(以获得多元知识
              在谈 STEM 教育,像是找到了一把打开教育改革                          为目标)。
              之门的金钥匙。作为 STEM 教育的推动者和实践                              ( 一 ) 作品开发取向的 STEM 教育
              者,我们需要在“STEM 教育热”中保持冷思考,                              从物化成果的分类看,作为一种创新教育平
              对 STEM 教育有清醒的认识。为此,本文拟从                           台,学生可以在 STEM 教育中设计和开发出能够
              STEM 教育的目标定位和实施方法两个维度出发,                          解决实际问题的智能人造物。这一设计和开发过
              探讨 STEM 教育的可持续发展之道。                               程与我们所熟悉的程序设计不同,它常常需要涉
                                                                及科学、技术、工程和数学等多学科知识的综合
                  一、STEM 教育的两种取向                                应用。这一分类下的 STEM 教育强调作品开发取

                  诚然,我们能够从已有文献中找到多种截然                           向,以形成物化成果(如 3D 打印作品、搭建的机
              不同的 STEM 教育取向,但我们认为,只有先确                          器人等)为目标,以项目式学习(PBL)为主要
                                                                                       学习方式,并在造物的过
                                                                                       程中深化学习。
                                                                                           作品开发取向的
                                                                                       STEM 教育通常以一个项
                                                                                       目为依托,重视学生利用
                                                                                       计算机等相关设备、程序
                                                                                       以及其他技术性资源(如
                                      图 1    STEM 教育的两种取向                              开源软硬件)生成物化学



              8    2018 年第 9 期     中小学数字化教学
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