整合型STEM教师在线培训系统的设计与效果验证研究
发布时间：2021-01-19 03:25
STEM教育已被世界许多发达国家,如美国、英国、澳大利亚等视作国家层面的教育发展战略,它是一种面向真实问题情境的跨学科整合学习。STEM教师是决定STEM教育成效的关键因素,如何将不同学科有机整合对STEM教师提出了全新的挑战。当前,我国在STEM教师培养方面,面临教师STEM课程设计能力不足、传统培训方式难以满足教师“在设计中学习”的需求,以及缺少有效教学支架促进STEM教师专业发展等问题。因此,现阶段需要加强STEM教学实践方面的研究,探索有效的STEM教师培训方法,指导教师的教学实践。本研究在基于设计的研究范式下开展,以师范类专业学生为研究对象,从STEM职前教师在线培训的需求入手,设计并开发整合型STEM教师在线培训系统,旨在指导职前教师规范化设计STEM课堂,提升STEM课程研发质量。研究首先梳理整合型STEM课程设计的基本要素,建立基于逆向教学设计理论的整合型STEM课程设计模型。接着,以虚拟实习理论为基础,设计STEM教师在线培训环境及培训内容,为学习空间搭建培训支架。最后设计并开发整合型STEM教师在线培训系统原型,将其应用于真实的教学实践中,通过实践反思修正系统功能,...
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：129 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究思路研究先通过文献研究方法，了解STEM教师教育、在线培训环境、STEM
华东师范大学硕士学位论文23设计练习或测验来检查学生学习情况，但是忽略了学生的学习效果，不能做到以学生为中心设计课程。而“以学生为中心“的项目式教学设计现也存在着教学目标难以明确，活动设计同质化、学生项目活动评价流于形式等问题。在新的教学设计理论中，逆向教学设计理论强调以清晰的学习目标为起点，评价设计先于教学互动设计，指向促进目标的达成。因此，研究将基于逆向教学设计理论，从学生学习目标出发，以成果为导向进行教学设计，也能有针对性的顾及学生的学习体验与学习效果。1.逆向教学设计理论逆向教学设计（BackwardDesign）理论强调以学习目标为设计起点，根据课程标准所要求的学习证据和协助学生学习的教学活动制定教学设计方案。许多教学研究显示，逆向教学设计法适用于基于项目式学习的工程课程，也是国际工程教育领域中回归实践的重要设计方法。在设计过程中，教师需要不停地思考如何让学生完成预期任务、如何让学生获得学习目标所要求的能力，如何评价学生的学习效果。逆向教学设计过程需要三个阶段[1]：确定预期目标、寻找可以实现目标的证据、设计学习体验和教学，如图2所示.图2逆向教学设计三阶段在确定预期目标阶段，教师需要确定课程的学习目标，参照课程标准，确定课程应帮助学生获得哪些知识技能。其中涉及到的概念为“大概念”和“基本问题”。“大概念”指用于课程、教学和评估方法的核心概念、原则、理论和过程。“基本问1WigginsGP,McTigheJ.UnderstandingbyDesign[M].Ascd,2005.
华东师范大学硕士学位论文25环往复的系统过程，迭代设计是教学设计的内在要求，对某个教学要素的调整势必带动其他要素、环节的调整，以保持学习活动、学习目标和学习评价的一致性。基于以上观点，结合STEM特色，本研究从教学设计流程出发，构建了整合型STEM课程设计模型，如图4所示。图4整合型STEM课程设计模型阶段一：设计STEM主题情境、明确STEM学习目标。整合型STEM课程有明确的主题背景并具备真实的问题解决情境，在此阶段，教师需先确定设计主题，后续的证据及活动设计都围绕该主题进行展开。随后设计该主题下的问题情境，提出学习驱动问题，问题提供了学生探索解决问题所需要的知识和技能的机会，直接指出学生最终的项目成果要求，驱动学生自主投入学习。由于STEM课程整合了四门学科知识，因此STEM学习目标需围绕四门学科标准进行设计。而国内义务教育阶段标准修订时间间隔稍长，部分学科标准未能体现当前学生学习水平，因此除国内义务教育阶段各学科标准外也可参考表2所示的国外的一些经典学科标准。确定希望学生达成的标准后，可根据标准内容结合初步设计的主题情境进一步设计各学科的学科核心问题，以期引导学生通过完成学科核心问题达到实现学习目标、完成学习任务的效果。表2各学科可参考课程标准列表学科课程标准科学美国下一代科学教育标准（NGSS）技术威廉康兴州信息技术素养标准（ITL）、ISTEStandards
【参考文献】：
期刊论文
[1]“人人通”如何走向“人人用”——解读《关于加强网络学习空间建设与应用的指导意见》[J]. 郭炯,郑晓俊. 中小学数字化教学. 2019(05)
[2]教育部发布《关于实施全国中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0的意见》[J]. 中小学信息技术教育. 2019(05)
[3]跨学科整合型STEM课程开发案例研究及启示——以美国火星教育项目STEM课程为例[J]. 杨彦军,饶菲菲. 电化教育研究. 2019(02)
[4]面向STEM教育的设计型学习研究:模式构建与案例分析[J]. 秦瑾若,傅钢善. 电化教育研究. 2018(10)
[5]基于TPACK的STEM教育优化研究[J]. 林晓凡,胡钦太,梁中梅. 中国电化教育. 2018(09)
[6]个人学习空间支持教师设计思维发展策略探索[J]. 尹睿,郭华平,何斯婧,何靖瑜. 中国电化教育. 2018(06)
[7]STEM教育的国策分析与实践模式[J]. 祝智庭,雷云鹤. 电化教育研究. 2018(01)
[8]STEM教育与跨学科课程整合[J]. 李克东,李颖. 教育信息技术. 2017(10)
[9]中国STEM教育白皮书发布:提高学科的本质认知和科学素养[J]. 田慧生,王素,曹培杰,李正福,康建朝,秦琳,夏隽,王晓宁,张永军,中国教育科学研究院课题组. 苏州教育信息化. 2017(05)
[10]STEM相关学科课程整合模式国际比较研究[J]. 李春密,赵芸赫. 比较教育研究. 2017(05)
硕士论文
[1]基于职前生物教师TPACK发展的课程建设与实施[D]. 陈曦乐.华东师范大学 2017
[2]基于Padagogy轮的教学设计自动化工具设计与实现[D]. 王鹤颖.南京师范大学 2017
[3]STEM教学模式的设计与实践研究[D]. 蔡海云.华东师范大学 2017
[4]小学STEM课程中工程思维培养的教学设计研究[D]. 王奇伟.上海师范大学 2016
[5]基于STEM的小学科学课程设计研究[D]. 王玲玲.华东师范大学 2015
[6]STEM教育视野下的科学课程构建[D]. 李扬.浙江师范大学 2014
本文编号：2986241
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：129 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究思路研究先通过文献研究方法，了解STEM教师教育、在线培训环境、STEM
华东师范大学硕士学位论文23设计练习或测验来检查学生学习情况，但是忽略了学生的学习效果，不能做到以学生为中心设计课程。而“以学生为中心“的项目式教学设计现也存在着教学目标难以明确，活动设计同质化、学生项目活动评价流于形式等问题。在新的教学设计理论中，逆向教学设计理论强调以清晰的学习目标为起点，评价设计先于教学互动设计，指向促进目标的达成。因此，研究将基于逆向教学设计理论，从学生学习目标出发，以成果为导向进行教学设计，也能有针对性的顾及学生的学习体验与学习效果。1.逆向教学设计理论逆向教学设计（BackwardDesign）理论强调以学习目标为设计起点，根据课程标准所要求的学习证据和协助学生学习的教学活动制定教学设计方案。许多教学研究显示，逆向教学设计法适用于基于项目式学习的工程课程，也是国际工程教育领域中回归实践的重要设计方法。在设计过程中，教师需要不停地思考如何让学生完成预期任务、如何让学生获得学习目标所要求的能力，如何评价学生的学习效果。逆向教学设计过程需要三个阶段[1]：确定预期目标、寻找可以实现目标的证据、设计学习体验和教学，如图2所示.图2逆向教学设计三阶段在确定预期目标阶段，教师需要确定课程的学习目标，参照课程标准，确定课程应帮助学生获得哪些知识技能。其中涉及到的概念为“大概念”和“基本问题”。“大概念”指用于课程、教学和评估方法的核心概念、原则、理论和过程。“基本问1WigginsGP,McTigheJ.UnderstandingbyDesign[M].Ascd,2005.
华东师范大学硕士学位论文25环往复的系统过程，迭代设计是教学设计的内在要求，对某个教学要素的调整势必带动其他要素、环节的调整，以保持学习活动、学习目标和学习评价的一致性。基于以上观点，结合STEM特色，本研究从教学设计流程出发，构建了整合型STEM课程设计模型，如图4所示。图4整合型STEM课程设计模型阶段一：设计STEM主题情境、明确STEM学习目标。整合型STEM课程有明确的主题背景并具备真实的问题解决情境，在此阶段，教师需先确定设计主题，后续的证据及活动设计都围绕该主题进行展开。随后设计该主题下的问题情境，提出学习驱动问题，问题提供了学生探索解决问题所需要的知识和技能的机会，直接指出学生最终的项目成果要求，驱动学生自主投入学习。由于STEM课程整合了四门学科知识，因此STEM学习目标需围绕四门学科标准进行设计。而国内义务教育阶段标准修订时间间隔稍长，部分学科标准未能体现当前学生学习水平，因此除国内义务教育阶段各学科标准外也可参考表2所示的国外的一些经典学科标准。确定希望学生达成的标准后，可根据标准内容结合初步设计的主题情境进一步设计各学科的学科核心问题，以期引导学生通过完成学科核心问题达到实现学习目标、完成学习任务的效果。表2各学科可参考课程标准列表学科课程标准科学美国下一代科学教育标准（NGSS）技术威廉康兴州信息技术素养标准（ITL）、ISTEStandards
【参考文献】：
期刊论文
[1]“人人通”如何走向“人人用”——解读《关于加强网络学习空间建设与应用的指导意见》[J]. 郭炯,郑晓俊. 中小学数字化教学. 2019(05)
[2]教育部发布《关于实施全国中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0的意见》[J]. 中小学信息技术教育. 2019(05)
[3]跨学科整合型STEM课程开发案例研究及启示——以美国火星教育项目STEM课程为例[J]. 杨彦军,饶菲菲. 电化教育研究. 2019(02)
[4]面向STEM教育的设计型学习研究:模式构建与案例分析[J]. 秦瑾若,傅钢善. 电化教育研究. 2018(10)
[5]基于TPACK的STEM教育优化研究[J]. 林晓凡,胡钦太,梁中梅. 中国电化教育. 2018(09)
[6]个人学习空间支持教师设计思维发展策略探索[J]. 尹睿,郭华平,何斯婧,何靖瑜. 中国电化教育. 2018(06)
[7]STEM教育的国策分析与实践模式[J]. 祝智庭,雷云鹤. 电化教育研究. 2018(01)
[8]STEM教育与跨学科课程整合[J]. 李克东,李颖. 教育信息技术. 2017(10)
[9]中国STEM教育白皮书发布:提高学科的本质认知和科学素养[J]. 田慧生,王素,曹培杰,李正福,康建朝,秦琳,夏隽,王晓宁,张永军,中国教育科学研究院课题组. 苏州教育信息化. 2017(05)
[10]STEM相关学科课程整合模式国际比较研究[J]. 李春密,赵芸赫. 比较教育研究. 2017(05)
硕士论文
[1]基于职前生物教师TPACK发展的课程建设与实施[D]. 陈曦乐.华东师范大学 2017
[2]基于Padagogy轮的教学设计自动化工具设计与实现[D]. 王鹤颖.南京师范大学 2017
[3]STEM教学模式的设计与实践研究[D]. 蔡海云.华东师范大学 2017
[4]小学STEM课程中工程思维培养的教学设计研究[D]. 王奇伟.上海师范大学 2016
[5]基于STEM的小学科学课程设计研究[D]. 王玲玲.华东师范大学 2015
[6]STEM教育视野下的科学课程构建[D]. 李扬.浙江师范大学 2014
本文编号：2986241
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