信息技术教学创新：培养学生创新能力的项目设计

2023-08-04 理论教育版权反馈

【摘要】：（一）STEM教育跨学科融合模型科学既是经过时间累积的知识本身，又是形成新知识的科学探究的过程。因此，推进跨学科的融合是STEM教育的核心。STEM教育跨学科融合模型主要有两种方式，一种是以工程问题为中心的多学科连接方式，即以问题解决为主轴，再辅以技术（设计）、数学与科学相关知识。其过程包括如图7-3所示：图7-3基于学生创新能力培养的项目设计

（一）STEM教育跨学科融合模型

科学既是经过时间累积的知识本身，又是形成新知识的科学探究的过程。技术是人类为实现社会需要而创造和发展起来的手段、方法和技能的总和。工程是集成建构的和改造世界的物质实践活动。数学用于研究现实世界空间形式和数量关系。数学是科学的工具和语言，科学是数学的思想和平台；数学和科学是工程的基础，工程是科学和数学的关键；工程设计产出高新技术手段，高新技术为工程实施提供有利的硬件支持。 [7]STEM教育是为了更好地帮助学生不被单一学科的知识体系所束缚，促进教师在教学过程中更好地进行跨学科融合，鼓励学生跨学科解决问题。因此，推进跨学科的融合是STEM教育的核心。STEM教育跨学科融合模型主要有两种方式，一种是以工程问题为中心的多学科连接方式，即以问题解决为主轴，再辅以技术（设计）、数学与科学相关知识。另外一种是多学科综合交叉式，即以设计为主线，融合科学、技术、工程和数学四门学科知识。

图7-1　以工程问题为中心的多学科连接式

图7-2　多学科综合交叉式

（二）基于学生创新能力培养的项目设计

STEM教育理念下基于项目的科技活动往往包括以下类型：探究型STEM教育应用的目标是让学习者通过综合运用STEM知识去发现并解释某些学习者未知的现象，其核心是学习者的探究过程及结果；制造型STEM教育应用的目标是让学习者通过综合运用STEM知识去完成一个已有形态物品的生产和改良，其核心是学习者的工程实践能力的培养；创造型STEM教育应用的目标是让学习者通过STEM知识的综合运用去完成一个创新物品的设计和制造，其核心是创新的设计。[8]科技活动设计强调“做中学”和“干中学”，即学习者通过“做”和“干”等亲身经历，获取知识，体验科学过程，领悟科学思想观念，学习科学方法。其过程包括如图7-3所示：

图7-3　基于学生创新能力培养的项目设计

信息技术教学创新：培养学生创新能力的项目设计

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