融入“大概念”的STEM整合课程设计模型构建与应用研究
发布时间：2021-04-09 20:11
STEM教育旨在通过应用跨学科知识解决真实情境问题过程中培养学生的核心素养。针对STEM整合课程教学实施中存在的"缺乏总括性目标廓清学科概念间的关系,缺少反映学科概念交叉和序列的显性化表征途径,跨学科任务情境之间的连贯性、梯度性不强"等问题,文章提出融入"大概念"的STEM整合课程设计新思路。首先基于奥苏贝尔有意义学习理论,凝练出从"具体概念、学科概念到跨学科概念"抽象的大概念层次框架,为厘清跨学科概念间的逻辑关系提供显性化表征途径;其次,借鉴国外围绕大概念进行STEM整合课程设计经验,构建了融入"大概念"的STEM课程设计模型,并阐释了STEM整合课程中各学科知识间交叉的融合机制和课程实施的具体路径;最后,以"如何让纸飞机飞行时间更长?"为项目主题开展Scratch编程教学活动。研究的价值在于探索大概念与STEM整合课程耦合的实践途径,为一线中小学教师开展STEM跨学科教学提供参考范例。
【文章来源】：电化教育研究. 2020,41(07)北大核心CSSCI
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
融入“大概念”的STEM整合课程设计模型
STEM教育提倡跨学科项目式教学，是运用项目学习的设计方法在科学、技术、工程、数学等领域进行的设计[19]。为充分凸显融入“大概念”的STEM课程设计模型的教育蕴意和应用价值，研究依据所提出的课程设计模型，采用项目式教学思路将其进一步细化为教学活动，设计了STEM整合课程项目式教学流程，如图3所示。(1）创设情境，引入问题。教师应逆向挖掘大概念在实际生活中的应用情境，并将大概念转化为利于学生理解和激发学生探究兴趣的驱动性问题，引导学生开展STEM探究活动。学生在初步感知问题的过程中，尝试运用已有的学科知识独立思考和分析问题，查阅相关资料，逐渐明晰学习目标。
基于奥苏贝尔（David Ausubel）有意义学习理论核心要义：学科认知结构的形成是以学科子概念作为节点自下而上建立网状联系的进阶过程。本研究从认知心理学视域剖析反映学科概念交叉和概念序列的显性化表征途径。有意义学习是指符号所代表的新知识与学习者认知结构中已有的恰当知识建立非人为的、实质性的联系[10]。这种知识之间有意义的联系主要依托于学生在原有认知结构中找到与新知识联结的固着点，并从固着点出发通过“类属学习”向下衍生更为具体的下位概念，通过“总括学习”向上延伸解释力和包容性更强的上位概念，通过“并列学习”横向拓展出学科知识之间的交叉联系。依此本研究提出大概念层次框架，如图1所示。大概念层次框架自上而下划分为跨学科概念层、学科概念层和学科子概念层。作为统摄诸多学科核心概念的内核与主线，大概念类似于课程标准提出的“跨学科概念”，即“抽象与具体、数量与比例、图式与模式、结构与功能、原因与结果”等多对跨学科概念[11]，是通向综合跨学科知识解决问题能力培养的“高级规则”；位于学科概念层的核心概念是学科本质内容和思想方法的抽象，各学科提炼的核心概念之间形成的跨学科交叉领域正是抽象概括为大概念的基石，并且核心概念之间也可实现学科内部的交叉融合；位于学科子概念层的具体概念由各学科中最小单位的事实性知识组成，相同学科具体概念可以进行学科交叉，不同学科具体概念之间也可进行跨学科交叉。大概念层次框架与罗伯特·加涅（Robert M.Gagnè）的智慧技能层级说类似：大概念学习以核心概念作为前提条件，核心概念学习又以具体概念学习作为先决条件，学生对大概念的习得过程就是从掌握基本概念向应用复杂规则、创造性解决问题转变的过程[12]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]芬兰STEM教育的框架及趋势[J]. 杨盼,韩芳. 电化教育研究. 2019(09)
[2]STEM教育跨学科学习活动5EX设计模型[J]. 李克东,李颖. 电化教育研究. 2019(04)
[3]设计思维:促进STEM教育与创客教育的深度融合[J]. 王佑镁,郭静,宛平,赵文竹. 电化教育研究. 2019(03)
[4]国外围绕大概念进行课程设计模式探析及其启示[J]. 李刚,吕立杰. 比较教育研究. 2018(09)
[5]一种整合创客和STEM的教学模型建构研究[J]. 赵呈领,申静洁,蒋志辉. 电化教育研究. 2018(09)
[6]基于设计的跨学科STEM教学对小学生跨学科学习态度的影响研究[J]. 张屹,李幸,黄静,张岩,付郧华,王珏,梅林. 中国电化教育. 2018(07)
[7]基于STEM的跨学科教学设计与实践[J]. 张屹,赵亚萍,何玲,白清玉. 现代远程教育研究. 2017(06)
[8]指向核心素养的教学方案设计:大观念的视角[J]. 邵朝友,崔允漷. 全球教育展望. 2017(06)
本文编号：3128242
【文章来源】：电化教育研究. 2020,41(07)北大核心CSSCI
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
融入“大概念”的STEM整合课程设计模型
STEM教育提倡跨学科项目式教学，是运用项目学习的设计方法在科学、技术、工程、数学等领域进行的设计[19]。为充分凸显融入“大概念”的STEM课程设计模型的教育蕴意和应用价值，研究依据所提出的课程设计模型，采用项目式教学思路将其进一步细化为教学活动，设计了STEM整合课程项目式教学流程，如图3所示。(1）创设情境，引入问题。教师应逆向挖掘大概念在实际生活中的应用情境，并将大概念转化为利于学生理解和激发学生探究兴趣的驱动性问题，引导学生开展STEM探究活动。学生在初步感知问题的过程中，尝试运用已有的学科知识独立思考和分析问题，查阅相关资料，逐渐明晰学习目标。
基于奥苏贝尔（David Ausubel）有意义学习理论核心要义：学科认知结构的形成是以学科子概念作为节点自下而上建立网状联系的进阶过程。本研究从认知心理学视域剖析反映学科概念交叉和概念序列的显性化表征途径。有意义学习是指符号所代表的新知识与学习者认知结构中已有的恰当知识建立非人为的、实质性的联系[10]。这种知识之间有意义的联系主要依托于学生在原有认知结构中找到与新知识联结的固着点，并从固着点出发通过“类属学习”向下衍生更为具体的下位概念，通过“总括学习”向上延伸解释力和包容性更强的上位概念，通过“并列学习”横向拓展出学科知识之间的交叉联系。依此本研究提出大概念层次框架，如图1所示。大概念层次框架自上而下划分为跨学科概念层、学科概念层和学科子概念层。作为统摄诸多学科核心概念的内核与主线，大概念类似于课程标准提出的“跨学科概念”，即“抽象与具体、数量与比例、图式与模式、结构与功能、原因与结果”等多对跨学科概念[11]，是通向综合跨学科知识解决问题能力培养的“高级规则”；位于学科概念层的核心概念是学科本质内容和思想方法的抽象，各学科提炼的核心概念之间形成的跨学科交叉领域正是抽象概括为大概念的基石，并且核心概念之间也可实现学科内部的交叉融合；位于学科子概念层的具体概念由各学科中最小单位的事实性知识组成，相同学科具体概念可以进行学科交叉，不同学科具体概念之间也可进行跨学科交叉。大概念层次框架与罗伯特·加涅（Robert M.Gagnè）的智慧技能层级说类似：大概念学习以核心概念作为前提条件，核心概念学习又以具体概念学习作为先决条件，学生对大概念的习得过程就是从掌握基本概念向应用复杂规则、创造性解决问题转变的过程[12]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]芬兰STEM教育的框架及趋势[J]. 杨盼,韩芳. 电化教育研究. 2019(09)
[2]STEM教育跨学科学习活动5EX设计模型[J]. 李克东,李颖. 电化教育研究. 2019(04)
[3]设计思维:促进STEM教育与创客教育的深度融合[J]. 王佑镁,郭静,宛平,赵文竹. 电化教育研究. 2019(03)
[4]国外围绕大概念进行课程设计模式探析及其启示[J]. 李刚,吕立杰. 比较教育研究. 2018(09)
[5]一种整合创客和STEM的教学模型建构研究[J]. 赵呈领,申静洁,蒋志辉. 电化教育研究. 2018(09)
[6]基于设计的跨学科STEM教学对小学生跨学科学习态度的影响研究[J]. 张屹,李幸,黄静,张岩,付郧华,王珏,梅林. 中国电化教育. 2018(07)
[7]基于STEM的跨学科教学设计与实践[J]. 张屹,赵亚萍,何玲,白清玉. 现代远程教育研究. 2017(06)
[8]指向核心素养的教学方案设计:大观念的视角[J]. 邵朝友,崔允漷. 全球教育展望. 2017(06)
本文编号：3128242
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