本文關鍵詞：整合性STEM教育理念下工程類高職數(shù)學教學模式的建構

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【摘要】：STEM是科學(Science)、技術(Technology)、工程(Engineering)和數(shù)學(Mathematics)四門學科的縮寫。整合性STEM教育理念旨在將STEM領域的核心內容置于真實的、有吸引力的問題情境中,采用問題解決驅動的以學生為中心的教學方式,支持學生數(shù)學和(或)科學內容學習,幫助學生習得工程設計和(或)技術手段,同時,通過強調展示問題解決過程中學科之間的整合幫助學生理解學科間的緊密聯(lián)系,體會學科的價值,培養(yǎng)21世紀新技能及對STEM學科的積極態(tài)度、投身STEM事業(yè)的熱情。整合性STEM教育有助于我國工程類高職教育實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標。具化到數(shù)學學科,整合性STEM教育理念不僅支持學生的數(shù)學學習,而且還能提高學生的數(shù)學態(tài)度、促進其對數(shù)學和工程關系的理解,使數(shù)學教育真正服務于工程專業(yè)。本研究以整合性STEM教育理念為指導思想,以設計研究為方法論指導,借鑒設計研究在課程與教學領域的研究范型——“形成性研究”的具體方式,經(jīng)過教學模式原型的提出、三輪迭代實施和修正,最終得到了可行的、有效的整合性STEM教育理念下工程類高職數(shù)學教學模式(簡稱"ste-M-hve教學模式”)。本研究旨在為工程類高職數(shù)學教學提供一種新的途徑,同時開啟整合性STEM教育在我國高職領域的新篇章。圍繞“如何在整合性STEM教育理念下建構適合我國高職工程類專業(yè)的數(shù)學教學模式”這一主要問題,筆者提出了三個子問題：1、如何基于整合性STEM教育理念、結合我國高職數(shù)學教育現(xiàn)狀提出教學模式原型?2、如何在教學實踐中修正教學模式?3、該教學模式能夠產生怎樣的教學效果?具體而言,本研究在以下三方面展開工作：第一,基于整合性STEM教育理念、結合高職數(shù)學教育現(xiàn)狀提出教學模式原型。研究基于文獻分析中所界定的整合性STEM教育理念內涵及核心要素,參考優(yōu)質的整合性STEM教學原則以及工程設計的一般流程,結合高職數(shù)學教育現(xiàn)狀,提出教學模式原型。第二,在教學實施中修正教學模式原型,得到穩(wěn)定可行的教學模式。筆者進入某建設職業(yè)技術學院,在相關專業(yè)教師的幫助下,將教學模式原型具身化,設計了三輪教學,并在教學(每輪3周左右)實施過程中,根據(jù)參與者的反饋、課堂觀察等,反復修正教學模式。小到語義誤解,大到教學環(huán)節(jié)的順序等,筆者都進行了調整。第三,評估教學模式的實施效果本研究從數(shù)學成績、數(shù)學態(tài)度和“其他”三方面考察了教學模式的實施效果。數(shù)學成績和數(shù)學態(tài)度主要通過教學前后的定量數(shù)據(jù)分析,并輔以學生訪談佐證�！捌渌狈矫嬷饕婕肮こ淘O計流程、工程思維、技術等,筆者通過扎根學生訪談,建立編碼框架對該部分進行質性分析。本文最重要的研究成果是構建了可行有效的整合性STEM教育理念下工程類高職數(shù)學教學模式。該教學模式包含六個教學環(huán)節(jié)：創(chuàng)設工程情境環(huán)節(jié)；研究問題并初步構想環(huán)節(jié)；教師引導數(shù)學化環(huán)節(jié)；分析改進環(huán)節(jié)；拓展情境中的數(shù)學內容——數(shù)學內部和數(shù)學應用環(huán)節(jié)；作品展示評價和反思環(huán)節(jié)。其中第2、3、4環(huán)節(jié)在實施過程中是一個循環(huán)系統(tǒng)。對學生的問卷調查、課堂分析、訪談和測試表明,ste-M-hve教學模式不僅能幫助學生習得基本的數(shù)學知識(實驗班學生在數(shù)學概念理解和應用兩方面的成績顯著優(yōu)于對照班學生,但在數(shù)學基礎計算方面與對照班沒有明顯差別),而且能夠對學生的數(shù)學態(tài)度有所促進。同時,ste-M-hve教學模式能夠幫助學生在工程設計流程、工程思維、技術等方面有所發(fā)展。
【學位授予單位】：華東師范大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：G712;O1-4
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本文編號：1277680