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STEM教育的理论基础综述

目录

TOC\o1-2\h\u10643STEM教育的理论基础综述 1

32488（一）STEM教育概念 1

100751．STEM教育的内涵 1

32546（二）STEM的能力结构 2

258831.STEM知识 2

23552.STEM技能的掌握 2

2713.STEM态度和价值观 3

31357（三）STEM教育的理论基础 3

7331.杜威的教育思想 3

12002.建构主义学习理论 4

9093.缄默知识观 4

14952（四）STEM教育的特征 4

312871.融合性 4

208872.趣味性 5

315473.实践性 5

211134.情境性 5

260975.合作性 5

242886.技术性 5

（一）STEM教育概念

1．STEM教育的内涵

STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathmatics）英语首字母的缩写，它是1990年由美国国家科学基金会首次提出。对于STEM教育的定义，美国瓦利市州立大学（Valleycitystateuniversity)在其官网上对“什么是STEM教育”做了解释，他们认为STEM教育不是简单的将四门学科融合在一起，而是以项目学习为基础的跨学科学习，它关注的是学生解决复杂问题的能力以及对知识综合运用的能力。每门学科都有其自身的特点，我们无法将四门学科或者是其中的几门学科强行组合，STEM其实强调的是让学在真实的问题情境中，不受传统的孤立的学科的束缚，能运用综合性知识来处理复杂的问题。学生在自主探究的过程中获得新的概念，发展新的理解。STEM不但重视学生对知识的理解，它也更为关注学生的能力发展，即知识、技能、态度与价值观三个方面的能力。

（二）STEM的能力结构

1.STEM知识

STEM知识可分为:认识性知识、程序性知识和技术性知识。在小学数学中，认识性知识是指学生对数学概念、原理以及公式的认识，比如知道“平均分”的概念。程序性知识程序知识，也叫过程知识，是问题求解过程中的一系列操作，如测量数据，选择数据、显示数据等。学生通过课内和课外的实践活动掌握程序性知识。而技术性知识则是综合运用所学知识的能力，这与以后的职业息息相关。

2.STEM技能的掌握

基本技能的学习也是STEM教育的核心。STEM技能主要包括认知技能、信息处理、解决问题与工程思维、设计思维与创新能力、动手操作技能、沟通协作技能等技能。

认知技能是指学生在已有经验的基础上对新知识形成自己的见解。所以教师在教学的过程中，对于一些概念性的知识、公式不应该直接告诉学生，而应让学生自己去概括、归纳。

信息处理技能是指收集、整理、分析、展示、应用数据的能力。这是一个信息爆炸的时代，对信息处理能力的要求越来越高。教师在教学过程中应当注意培养学生的信息处理能力，

教师也可以根据教学内容引进Excel、数据库等较实用的信息处理软件。

解决问题的能力是学生将所学知识运用到实际生活中去，去解决生活中的问题。STEM教育的基于项目式学习，就是营造一个真实的问题情境，以此激发的求知欲，同时增强学生的解决问题能力。而工程思维是问题解决的工具，工程思维包括三个方面：第一，能看懂图，也能用图来表达自己的想法。第二，能制作或利用一些小工具来帮助自己解决问题。第三，能遵循工程设计一般的流程，包括明确任务——设计方案——细化方案——动手实践——测试评价等环节。

这是一个创新的时代，STEM也格外关注学生的设计思维和创新能力。设计思维一方面需要学生遵循有序的步骤，另一方面又需要学生灵活的、富有创意的想法。教师可以通过头脑风暴等方式去激发学生的思考。

动手操作技能是STEM的典型技能，主要是指对各种仪器的操作，而在数学课堂中，主要表现在让学生“动”起来，比如在学习立方体时让学制作相应的立体图形，在一些较大数字计算时，可以引入计算器的使用教学。

人与人之间的交流与合作是十分重要的。在STEM学习中，基本上都是以团队合作的形式进行学习的。融入STEM理念的小学数学课堂也应该提倡学生的合作学习，教师应该合理组建小组，做到“组内异质，组间同质”。在进行活动时，应合理安排任务，小组成员应共同承担，要求既能完成自己的小任务，又能用简洁、清晰的语言向团队成员传达信息。

3.STEM态度和价值观

STEM提倡的态度与价值观主要包括：好奇心、诚实、严谨、合作、责任心、思想开放、道德等。在一个错综复杂的情况下，“态度”往往是成功与失败的关键。在不同的环境下，学生要学会如何应对不同的挑战，正确的态度有利于问题的解决，而负面的情绪可能会导致