东南大学学习科学研究中心_促进校内外融合的STEM-中国科普研究所.ppt

周建中 东南大学学习科学研究中心 中国科协“做中学”科学教育改革实验项目教学中心 儿童发展与学习科学教育部重点实验室 江苏汉博教育培训中心 2014年10月; STEM教育：是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）教育的统称，出现于上世纪八十年代末的美国大学校园。 在科学界和教育界的共同努力下，于本世纪初逐渐走入基础教育，特别是2010年前后成为以美国、英国为代表的国际科学与技术教育新兴的教育实践和研究范式的主流。 ;两个标志： 2009年美国奥巴马总统宣布启动“教育创新”运动（“EDUCATION TO INNOVATE” CAMPAIGN） 2013年发布美国新一代科学教育标准（Next Generation Science Standards） ;Science 科学;任何一个领域的发展都将为其他领域打开进步的空间，任何一个领域的素质都是未来公民基本素质的重要组成部分。 即使是最简单的科学现象和问题，都可以在人类生活中找到它的影子，找到它转化为技术和工程的途径； 当人类在解决实际生产/生活问题时，想到的不仅是技术、是设计、是工程，同样也必须考虑其中涉及的科学原理和规律，只有遵循这些原理和规律，才能真正找到问题的本质； 而数学作为解决问题的工具在其他三个领域中被广泛使用。; 在众多孤立的学科中建立一个新的桥梁，为学生提供整体认识世界的机会，通过把这四个领域内学科知识和技能的教与学整合到一种教学范例中，使学生学习的零碎知识变成一个互相联系统一的整体，这样就消除了传统教学中各学科知识割裂、不利于学生综合使用解决实际问题的障碍，是一种跨学科的的学习方法。;这具骨架会引起什么话题？;陈述/猜测往事（死因？） 祭祀、暴力、风俗、灵魂 土葬类型 保存方法 葬礼习俗 计算骨骼的年龄/时代（土壤辐射、DNA、等） 手镯？ 风水？ ;STEM教育的特征;学科的核心概念Core Ideas in disciplines; 新一代科学教育标准（ Next Generation of Science Standard）与之前标准的变化： K-12的科学教育应反映科学与真实世界的内在联系。（来源于生活） 应在持续的科学教育中将知识、工程实践、跨学科的核心概念结合在一起。（学科内） 关注儿童学习发展的进程。（新的研究领域） 关注科学与技术、工程、数学、语言学习的关系。（学科间-STEM）;对学习的理解发生根本的改变;科学和工程学的极大融合;美国教育部在2007发布的《美国学术竞争力咨询报告》称：非正规教育是美国教育系统的三个相互整合的部分之一，即K-12教育、高等教育、非正规教育，从而保证“美国在经济上的竞争力、尤其是保证国家教育机构培养公民的STEM（科学、技术、工程、数学）素养、培养未来科学家、工程师、数学家和技术专家的未来的能力”。;非正规（课外）科学活动对科学学习起关键作用; 一个STEM项目实施时，教师可能提出一个问题，然后要求学生组成一个班级范围内的探究小组开展原创性研究。在研究过程中，学生被要求使用各种技术和方法搜集信息、证据和数据、分析数据，并设计、测试和改进一个问题的解决方案，然后与其他同伴交流研究成果、分享信息。这个看上去“杂乱无章(INTELLECTUALLY MESSY)”的教学情境，强调的是学生设计能力与问题解决能力的培养，可能涉及纳米技术、生物医学和天体生物学等多种学科知识与技能。;以基于LED的STEM活动为例，大部分学生对LED既熟悉又陌生，市场上有许多LED产品，如LED照明灯、LED钟表等；但他们对LED的发光原理知之甚少，更没有思考过如何借助LED方便我们的生活。 这是一个典型的工程设计类问题，在活动过程中要围绕着解决生产/生活中的难题展开，就需要将科学和工程技术问题有效的结合在一起，学生在活动中把学习到的零碎知识与机械过程转变成一个探究世界相互联系的不同侧面。;;体积小； 发热量少，寿命长； 省电； 光源色彩丰富； 抗冲击和抗震性能好，不易破损; 安全性高；;;STEM教育;;;馆校结合开展STEM活动时，教学是怎样的？;科学探究;工程设计类项目的基本流程;“小小建筑师”是“做中学”科学教育改革实验项目为低年级（1~2年级）小学生开发的教学模块。该模块围绕如何使结构更加稳固开展设计与技术的教学活动。这是一个科学和技术交织在一起的案例，结构的稳固性中既有科学原理，又蕴含着工程设计和操作技术。; 结构的稳固性是一条有效的线索，它连接着与稳固性和结构相关的科学原理和工程技术。学生首先探索三角形和正方形的特点，尝试加固正方形和立方体，了解结构的对称性和稳定性，理解三角形是一种稳定的结构，理解结构的稳固性