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關于stem課程的書

圖文 更新时间:2024-08-28 01:18:37

關于stem課程的書?北京市海澱區教師進修學校成立了專門的職能部門,與區域40多所中小學一起進行航天STEM課程的持續探索航天STEM課程提升了學生的問題解決能力和高階思維,發展學生的實踐創新、合作交流能力,激發學生面向星辰大海的強烈好奇心和内驅力,今天小編就來說說關于關于stem課程的書?下面更多詳細答案一起來看看吧!

關于stem課程的書(衆籌航天STEM課程資源)1

關于stem課程的書

北京市海澱區教師進修學校成立了專門的職能部門,與區域40多所中小學一起進行航天STEM課程的持續探索。航天STEM課程提升了學生的問題解決能力和高階思維,發展學生的實踐創新、合作交流能力,激發學生面向星辰大海的強烈好奇心和内驅力。

航天STEM課程面臨挑戰

航天STEM課程的開發與整合、實施與評價面臨很大挑戰:

第一,航天領域的任務複雜性使現有航天科普活動難以課程化,難以形成課程體系,缺少明晰的學習進階路徑。

第二,缺少航天領域的背景知識,缺少航天領域任務轉化為課程的方法和工具,跨領域、跨學科的課程開發與整合具有一定難度。

第三,設計課程目标和組織課程内容時,科學探究和工程實踐的平衡點不容易把握。如果偏重科學的原理和概念容易陷入海量“超标”的知識學習,如果偏重工程實踐則容易陷于技能訓練。

第四,一些教師自主開發課程,課程評價的依據不足,課程改進的周期較長。

作為教師研修及教學實踐基地,海澱區教師進修學校以研究與實踐相結合的方式進行航天STEM課程的開發與實施,通過航天STEM精品課程、優秀教學案例的研發及推廣服務學校特色發展,通過區域、學校、高校、科研院所和企業的共建共享“衆籌”航天STEM課程資源,通過研讨與實踐提煉課程開發與實施的成果,通過把成果轉化為教師研修課程促進STEM教師專業發展、提升學生創新能力、發展學生核心素養。

尋找課程體系的設計起點

航天領域的重大挑戰性任務具有工程實踐的典型性和複雜性,有成熟的問題解決方案,有清晰的問題解決路徑,蘊含經典的工程技術和基礎的科學原理,有創新的設計和精巧的模型與原型,體現着傳承與創新相結合的鮮明特點。

學校應該從浩如煙海的航天任務中尋找适切的内容作為課程體系的設計起點,可以選擇前沿研究實踐的大系統,将其分解為子系統,将蘊含的知識與多學科課程标準進行聯系對應,與學生的認知特征相匹配。對于中小學而言,可以實踐的領域包括“載人星球基地建設”“中國空間站”“未來太空城市”等。

海澱區通過調研航天領域專家和文獻資料,形成了一張“載人星球基地建設”的工程大系統圖,其中“星球基礎設施”部分包括“星球基地本體系統”“球面運輸及作業系統”“球面起飛與着陸系統”“星球通信與導航系統”“其他輔助與支持系統”等。以“星球基地本體系統”為例,可以分解為熱控、能源、信息、生命保障、防護、輔助等子系統,其中“生命保障系統”是提供人在太空工作和生活期間的消耗品供應、生命維持所必需的載人環境、健康及醫療監測保障等設施,又可以進一步分解為水、空氣、食物、光照、溫濕度等子系統。按照真實問題解決路徑,将上述工程系統轉化為航天STEM課程體系,就可以将“載人星球基地建設”作為總任務,形成課程主題序列。

課程設計過程中,首先要明确課程主題,聚焦典型的航天挑戰性任務,與航天專家共同研讨學習,突破專業領域知識不足的問題,提煉真實問題的解決路徑;其次要找到與物理、生物、化學、數學等學科素材的關聯點,對應多學科課程标準,梳理學科核心概念和跨學科概念,結合學生認知特征形成航天STEM課程目标,依據課程目标設計評價方案;最後還要把真實問題解決過程轉化為學習活動,為學生的問題解決設計路徑、搭建支架、提供學習資源,讓課程實施保持開放性。總而言之,航天STEM課程中的學習活動要整合跨學科的學習内容,體現科學探究與工程實踐的有機融合。

課程實施需要強調學生為主體,以項目式學習為主,讓學生經曆分析、解決、評估、優化問題的過程。比如“設計月球基地的空氣循環系統”“設計基地生态艙中植物生長的光照系統”等挑戰性任務,教師可以引導學生自覺調用已有的知識技能、思維方法,形成新穎且有效的問題解決方案或建構模型、制造産品,主動建構知識間的關聯,通過解釋現象、解決問題進行基于科學論證的有效表達,積極反思問題的解決思路,發展自主與合作、權衡與決策、溝通與表達、評價與改進等素養。

突破課程開發與整合難點

海澱區教師進修學校将航天領域知識、跨學科知識作為基礎研修,将航天STEM課程設計與實施過程中提煉出的課程設計模式和課程實施策略轉化作為專業研修,通過體驗式學習、研究性實踐、跟進式研修等方式,促進教師對航天STEM課程的系統認識,突破課程開發與整合難點,提升學校的教學實施與評價能力。

必修課程中,有“月球探測的科學目标及實驗方案設計”“載人航天生命保障系統”等航天領域知識,有從多個課程案例中提煉出的科學與工程實踐活動設計實施策略,有項目學習支架和表現性評價設計與實施的展示研讨等内容,一般依據研修目标以工作坊、專家講座、研究課、展示研讨、課程開發實踐等方式進行研修。

選修課程中,要帶動不同學段的教師積極開展航天STEM課程。并非所有教師都必須親自進行課程開發,可以通過“衆籌共研”提升專業能力。基于學習進階理論,可以讓小學、初中、高中等不同學段的教師組建不同課程主題的學習共同體,對挑戰性任務、概念建構、核心科學與工程實踐能力、學習目标、學習成果、學習評價、學習活動、學習支架和工具等内容進行深入細緻的研讨、實踐,使教師明确适合學生發展的學習内容和學習方式,形成不同學段的課程實施策略和學習資源。

綜上所述,航天STEM課程需要融入學校教育主陣地,助推學校建設高質量教育體系,引導學生像科學家一樣思考、像工程師一樣實踐,從而發展學生的高階思維能力,培養新時代的創新人才。

(作者系北京市海澱區教師進修學校創新教育研究中心教研員)

《中國教師報》2022年04月27日第4版

作者:陳詠梅 張乃新

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