STEM教育旨在通過應(yīng)用跨學(xué)科知識(shí)解決真實(shí)情境問題過程中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。針對(duì)STEM整合課程教學(xué)實(shí)施中存在的"缺乏總括性目標(biāo)廓清學(xué)科概念間的關(guān)系,缺少反映學(xué)科概念交叉和序列的顯性化表征途徑,跨學(xué)科任務(wù)情境之間的連貫性、梯度性不強(qiáng)"等問題,文章提出融入"大概念"的STEM整合課程設(shè)計(jì)新思路。首先基于奧蘇貝爾有意義學(xué)習(xí)理論,凝練出從"具體概念、學(xué)科概念到跨學(xué)科概念"抽象的大概念層次框架,為厘清跨學(xué)科概念間的邏輯關(guān)系提供顯性化表征途徑;其次,借鑒國外圍繞大概念進(jìn)行STEM整合課程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),構(gòu)建了融入"大概念"的STEM課程設(shè)計(jì)模型,并闡釋了STEM整合課程中各學(xué)科知識(shí)間交叉的融合機(jī)制和課程實(shí)施的具體路徑;最后,以"如何讓紙飛機(jī)飛行時(shí)間更長?"為項(xiàng)目主題開展Scratch編程教學(xué)活動(dòng)。研究的價(jià)值在于探索大概念與STEM整合課程耦合的實(shí)踐途徑,為一線中小學(xué)教師開展STEM跨學(xué)科教學(xué)提供參考范例。 

【文章來源】：電化教育研究. 2020,41(07)北大核心CSSCI

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

融入“大概念”的STEM整合課程設(shè)計(jì)模型

STEM教育提倡跨學(xué)科項(xiàng)目式教學(xué)，是運(yùn)用項(xiàng)目學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)方法在科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等領(lǐng)域進(jìn)行的設(shè)計(jì)[19]。為充分凸顯融入“大概念”的STEM課程設(shè)計(jì)模型的教育蘊(yùn)意和應(yīng)用價(jià)值，研究依據(jù)所提出的課程設(shè)計(jì)模型，采用項(xiàng)目式教學(xué)思路將其進(jìn)一步細(xì)化為教學(xué)活動(dòng)，設(shè)計(jì)了STEM整合課程項(xiàng)目式教學(xué)流程，如圖3所示。(1）創(chuàng)設(shè)情境，引入問題。教師應(yīng)逆向挖掘大概念在實(shí)際生活中的應(yīng)用情境，并將大概念轉(zhuǎn)化為利于學(xué)生理解和激發(fā)學(xué)生探究興趣的驅(qū)動(dòng)性問題，引導(dǎo)學(xué)生開展STEM探究活動(dòng)。學(xué)生在初步感知問題的過程中，嘗試運(yùn)用已有的學(xué)科知識(shí)獨(dú)立思考和分析問題，查閱相關(guān)資料，逐漸明晰學(xué)習(xí)目標(biāo)。

基于奧蘇貝爾（David Ausubel）有意義學(xué)習(xí)理論核心要義：學(xué)科認(rèn)知結(jié)構(gòu)的形成是以學(xué)科子概念作為節(jié)點(diǎn)自下而上建立網(wǎng)狀聯(lián)系的進(jìn)階過程。本研究從認(rèn)知心理學(xué)視域剖析反映學(xué)科概念交叉和概念序列的顯性化表征途徑。有意義學(xué)習(xí)是指符號(hào)所代表的新知識(shí)與學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已有的恰當(dāng)知識(shí)建立非人為的、實(shí)質(zhì)性的聯(lián)系[10]。這種知識(shí)之間有意義的聯(lián)系主要依托于學(xué)生在原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中找到與新知識(shí)聯(lián)結(jié)的固著點(diǎn)，并從固著點(diǎn)出發(fā)通過“類屬學(xué)習(xí)”向下衍生更為具體的下位概念，通過“總括學(xué)習(xí)”向上延伸解釋力和包容性更強(qiáng)的上位概念，通過“并列學(xué)習(xí)”橫向拓展出學(xué)科知識(shí)之間的交叉聯(lián)系。依此本研究提出大概念層次框架，如圖1所示。大概念層次框架自上而下劃分為跨學(xué)科概念層、學(xué)科概念層和學(xué)科子概念層。作為統(tǒng)攝諸多學(xué)科核心概念的內(nèi)核與主線，大概念類似于課程標(biāo)準(zhǔn)提出的“跨學(xué)科概念”，即“抽象與具體、數(shù)量與比例、圖式與模式、結(jié)構(gòu)與功能、原因與結(jié)果”等多對(duì)跨學(xué)科概念[11]，是通向綜合跨學(xué)科知識(shí)解決問題能力培養(yǎng)的“高級(jí)規(guī)則”；位于學(xué)科概念層的核心概念是學(xué)科本質(zhì)內(nèi)容和思想方法的抽象，各學(xué)科提煉的核心概念之間形成的跨學(xué)科交叉領(lǐng)域正是抽象概括為大概念的基石，并且核心概念之間也可實(shí)現(xiàn)學(xué)科內(nèi)部的交叉融合；位于學(xué)科子概念層的具體概念由各學(xué)科中最小單位的事實(shí)性知識(shí)組成，相同學(xué)科具體概念可以進(jìn)行學(xué)科交叉，不同學(xué)科具體概念之間也可進(jìn)行跨學(xué)科交叉。大概念層次框架與羅伯特·加涅（Robert M.Gagnè）的智慧技能層級(jí)說類似：大概念學(xué)習(xí)以核心概念作為前提條件，核心概念學(xué)習(xí)又以具體概念學(xué)習(xí)作為先決條件，學(xué)生對(duì)大概念的習(xí)得過程就是從掌握基本概念向應(yīng)用復(fù)雜規(guī)則、創(chuàng)造性解決問題轉(zhuǎn)變的過程[12]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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