STEM教学的主要元素及转变价值

2023-11-18 理论教育版权反馈

【摘要】：·基于PBL的教学语境基于项目的学习是STEM教学实践中实现学习目标的一项重要途径。所以，理想的STEM教育框架下应该是以学校为中心点，向社区、家庭和社会等相关区域进行辐射的学习共同体。从这些STEM的本质特征中可以发现，这种基于学习者在明确目标的基础上，通过团队合作与头脑风暴，完成特定项目并实现终身学习的框架，是一个历史性的进化过程。

·基于PBL的教学语境

基于项目的学习（Project-Based Learning，PBL）是STEM教学实践中实现学习目标的一项重要途径。这是一种以学生为中心的教学法，并涉及一种动态的课堂方法，在这种方法中，学生通过主动学习和积极探索现实世界中的挑战和问题，从中了解一门学科并获得更深层次的知识。^[17]对比曾经以教师为主导的教学环境，PBL更注重学生的主动性和体验。并且学生通过对各类学科内容的理解和整合，调动自己观察理解、参与调查、逻辑分析和综合评判的相关经验和能力，最终实现对该项目的总结分析和对各类学科知识的理解。PBL强调教育的重点是“学生”，而不是课程，这是全球社会要求的转变，它更加注重技能和知识之外的“软能力”，比如动力、激情、创造力、同理心和责任感。这些不是通过传统教学方式可以给予的，而必须通过体验来激活。尽管，基于项目的学习概念早在19世纪就被约翰·杜威（John Dewey，1859—1952）提出过，但将其与STEM教育联系起来，却是一种新的尝试，在这个过程中学生通过确定目标、反思推理、团队协作和综合研究的过程，建构属于自己的学习方法，并通过将各类学科进行横向比较和纵向分析，最终得到具有适用性的解决方案，由此实现了自主学习的目的，并为终身学习奠定了基础。

·头脑风暴

头脑风暴（Brainstorming）是在PBL教学过程中的重要环节，这个概念来源于亚历克斯·法伊科尼·奥斯本（Alex Faickney Osborn）在1953年写作的《应用想象力》（Applied Imagination）一书，通常是用来强调通过集体成员产生想法和相互启发，最终为问题找到结论的过程。这个过程看似简单，但实则需要做出很多突破。比如在集体探讨问题的过程中，提倡一种民主、自由和公平，每个成员都有发表己见的权利，同时也有对建议深化想法的义务，同时在这个过程中，所有的想法都会被记录下来，但这些想法不会被批评。此外，“头脑风暴”需要遵循推迟判断、追求数量、刺激创意产生和提高整体创造力等几项原则，目的是为了鼓励团队中的成员贡献更好的思路并最终协同完成项目。

·学习目标(www.chuimin.cn)

STEM教育框架中的学习目标是教师指导和学生学习的主要依据。目标学习法（Educational Goals）是美国心理学家本杰明·塞缪尔·布鲁姆（Benjamin Samuel Bloom，1913—1999）提出的一种掌握学习方法和评估学习过程的理论，他将学习目标分为复杂性和特殊性两个层次，并涵盖了认知、情感和感官领域相关学习内容。在STEM教育过程中，这个理论的使用显得尤为重要，而在RobertM.Capraro和ScottW.Slough看来，“学生期望”（Student Expectations）这个词语在这个语境中更为恰当，因为只有在明确了具体学习内容之后，才能强化学生的学习动机，并在完成项目的过程中自我检查和评价，教师并由此进行评估与纠正，“这样才能在这个严格问责的年代里将教育、学习与评估联结起来。”^[18]

·学习共同体

在STEM教育过程中，不仅需要在以项目为前提的学习环境中建立一种团队间的合作与默契，还需要在教室和学校之外，建立更广泛的学习空间。因为，从STEM体系建立背景来看，跨学科、自主学习和终身学习是其响应和发展的重要内容，而除了课堂教学之外，社会、社区和其他学习环境都应该成为学习者继续完成既定目标的延伸空间。所以，理想的STEM教育框架下应该是以学校为中心点，向社区、家庭和社会等相关区域进行辐射的学习共同体。

从这些STEM的本质特征中可以发现，这种基于学习者在明确目标的基础上，通过团队合作与头脑风暴，完成特定项目并实现终身学习的框架，是一个历史性的进化过程。这种变化和趋势强调了21世纪核心素养的目标和价值观。但在此过程中，艺术（Art）的嵌入不应被看作是一种点缀，而应通过艺术具有的特殊价值使这一框架获得充分完善，进而使学习者真正体验到教育使人重新得以塑造的喜悦与成就。

STEM教学的主要元素及转变价值

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