基于设计的STEM教学培养小学生问题解决能力研究

发布时间：2024-03-17 09:33

　　面对21世纪的人才发展需求,国内外相继发展STEM教育培养复合型创新性人才以提升国家竞争力。问题解决能力作为21世纪学校教育的核心能力也是我国人才培养的一项重要指标。我国教育部颁布的《义务教育小学科学课程标准》中强调STEM教育的核心是跨学科的学习方式,提出要以科学课为依托,有效整合科学、技术、工程和数学四门学科,培养学生综合运用多门学科知识解决实际问题,提高学生的问题解决能力、创新能力和综合实践应用能力。因此本研究尝试探究基于小学科学课的跨学科STEM课程对小学生问题解决能力的影响。以往已有相关研究表明STEM教学立足于真实问题情境,强调跨学科知识迁移与交流协作学习,培养学生的协作能力、问题解决能力以及创造力。因此本研究首先对STEM教育、基于设计的学习以及问题解决能力等相关理论以及研究现状进行了梳理;其次,根据DBS学习环以及STEM教育的特点构建了基于DBS的STEM教学框架,在此基础上设计并实施了基于DBS的跨学科STEM教学《伞的制作》,并与《污水净化器》教学设计进行比较;最后通过单组前后测的实验研究,运用问卷调查、师生访谈、学习任务单以及学生作品等多种评测方式收集学生学习的...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1基于设计的科学(DBs)学习环

现实世界中的问题定义不清，缺乏必要的信息，并且没有己知方案。而学校的科学课程是围绕明确的问题而建立的，导致学学实践都受到了批评，认为没有提供给学生在决策不明确的情经验。因此，围绕现实世界问题设计学校科学课程教学，使用教展在当代社会所需的知识和技能是十分有必要的。??计的科学（ＤＢ....

图２．２基于ＤＢＳ的ＳＴＥＭ教学框架??面向ＳＴＥＭ的科学课程教学应以工程设计为基础，通过以工程设计为导向的科??学课程教学，帮助学生将相关的科学概念和数学知识运用到科学研宄和数学分析中，??

以培养学生的问题解决能力为目标，笔者参考了基于设计的科学（ＤＢＳ）学习??环，在小学科学课程标准与ＳＴＥＭ教育理念的指导下，构建了基于ＤＢＳ的ＳＴＥＭ??教学框架，如图２．２所示。???＼??．－１?｛?＾?）?Ｓ＇＼?＼?＼??成＇、各人?／?确定主題：．丨?＼??＼、、趨＾?....

图２．３《伞的制作》ＳＴＥＭ教学内容??（５）教学活动设计??

择材料、选择工具、技巧与方法等；Ｍ代表数学（Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ），它是人类在解决??问题或进行每项科学研究时所涉及到的对客观世界的描述或运算过程，包括测量数??据、数据列表、曲线描述、数学关系描述等＠１。本次ＳＴＥＭ教学内容如图２．３所示。???科学：科学概念??：?１?科学....

图２．４《伞的制作》教学活动??《伞的制作》教学设计以介绍中国雨城——雅安作为情境，引出日常生活中经??常面临的雨天问题，提出伞的研发任务

雨城雅安?雨伞的重要性ｊ—ｉ／／设计制作雨伞ｐｉ／Ｚ??图２．５识别情境的过程??１６??

本文编号：3930826