基于STEM教育的设计型学习活动设计与应用研究

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《2017地平线报告(基础教育版)》提到,未来几年内驱动基础教育应用技术的关键要素包括“STEM学习的兴起”,强调多学科、跨学科等术语。STEM教育已成为当前教育改革的“关键词”,是培养学生创新和实践能力的最佳途径之一。近年来,教育专家逐渐发现“设计”思维是人类认识世界的有效途径,设计型学习强调设计思维在教学中的应用有利于学生高阶思维能力的发展。《中小学信息技术课程指导纲要(试行)》指出注重培养学生的创新精神和实践能力,为我国创新型人才培养奠定基础。迎合当今世界各国对STE M教育及其实践的重视,设计型学习强调的学习情境真实性、跨学科性、面向学习过程与STEM教育的理念相符,将STEM教育与设计型学习结合起来可以为当前教学方式改革提供一种新思路。本研究在分析与整理了STEM教育和设计型学习概念和特征的基础上,结合初中信息技术课程的特点分析了基于STEM教育的设计型学习活动开展的可行性。以STEM教育的跨学科整合理念为依据设计学习活动目标,结合设计型学习的逆向思维模型的逆向性和双循环模型的迭代循环模型的迭代性,将教师活动和学生活动分开设计,依据社会建构主义理论和活动理论的指导详细阐述了教师活动设计和学生活动设计的具体内容,从师生活动视角初步构建了基于STEM教育的设计型学习活动设计模型。为了检验该模型的可行性和学习效果,以J市某中学初中八年级两个班的同学为研究对象,在初中信息技术课程中进行了三轮基于设计的研究的活动实践。第一轮活动实践验证了模型的可行性,针对实践中出现的问题,如小组人员和组长的确定规则,教师的引导时机和课堂掌控等,对基于STEM教育的设计型学习活动设计模型进行了修正。第二轮活动实践在修正后的模型指导下进行了实践,通过问卷分析和访谈得出学生对这种学习方式充满期待,学习活动效果良好,但仍存在最后的学习制品创新性略有不足,教师单独辅导效率低下等问题,因此对基于STEM教育的设计型学习活动设计模型再次进行了修正。为了进一步验证修正后模型的实施效果,实施了第三轮活动实践,实践效果证明该模型可以调动学生解决问题的积极性,有利于发展学生的探究能力,有利于学生高阶思维能力的培养。基于STEM教育的设计型学习活动的设计实施包含以真实挑战为出发点、以迭代循环为核心、遵循协作性、注重过程体验性、跨学科整合性、活动主题趣味性等策略。基于STEM教育的设计型学习活动设计模型为STEM教育和设计型学习的研究提供不一样的视角,丰富和拓展了设计型学习和STEM教育相关理论,为初中信息技术课堂提供一个具体可操作的学习活动方案,为设计型学习和STEM教育研究提供了可供参考的案例。
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