PDF《STEM 教育跨学科学习活动 5EX 设计模型》

6 2019 年第

4 期(总第

312 期) 学习活动 跨学科研究和学习方法的应用 科学探究活动 (1)到农场分组参观考察、了解实现水栽培的基本条件 参观考察 (2)查阅资料,分组研讨营养液的性质、组成成分、营养液的配制方法等 探究学习 (3)查阅资料,分组研讨小水泵和太阳能供电的基本原理 探究学习 工程设计与技 术制作活动 (1)学生自己动手设计并配制营养液 化学实验技能学习 (2)学生自己动手制作,在小水箱中装配有连接太阳能板的小水泵 物理实验技能学习 (3)设计制作能调节方向的太阳能板装置 小机械制作技能学习 数学应用活动 (1)学生选择蔬菜苗(沙拉生菜),放入水栽培容器进行种植,并每天观测记录 蔬菜生长(叶片数量和大小),制作生长曲线 生物学技能学习、数学方法应用 (2)每天观测记录容器中水的质量(测量 PH 值和 EC 值) 化学实验技能、数学方法应用 知识扩展与创 意设计活动 要求学生利用电脑设计利用水栽培容器和种植的蔬菜来美化校园的方案 电脑设计绘图技能 学习反思与学 习评价活动 学生制作 PPT,分组报告分享学习成果 电脑 PPT 编制技能、文字表达能力 运用 PMIQ 学习反思表进行学习反思 真实情境的问题,通过将科学探究、数学应用、工程设 计和技术制作有机统一, 运用跨学科的知识和方法来 解决实际问题,学生通过做中学,提升科学精神和创新 实践能力,促进全面发展的一种教育方式. 我们以 家居水栽培 STEM 教育项目为例(澳门 濠江中学设计实施),说明如何以 真实问题为导向 并运用跨学科知识和方法来解决问题的过程. 一个真实情境的问题:众所周知,水栽培技术已 普遍应用于农业生产之中,但如何才在家居中或在教 室里的环境下利用水栽培技术种植蔬菜? 为此,学校首先组织参加 STEM 项目学习的初三 年级

11 个班的全体学生到珠海大型水栽培农场参观 了解到水栽培植物生长的基本条件是:阳光、水分、营养、空气. 现要在家居中或教室里用水栽培技术种植 蔬菜,如何保证水栽培植物获得这些条件? 表1跨学科知识和方法的应用 通过小组讨论, 学生认为要在家居中或教室里实 现水栽培技术种植蔬菜,可以采取如下几个方法(见表 1)保证水栽培植物获得阳光、水分、营养、空气等条件. 在上述跨学科知识分析的基础上,教师设计几项 学习活动(见表 2),学生进一步通过应用科学探究方 法、工程思维方法、制作实践方法以及数学分析和表 达的方法,实现在家居或教室环境下用水栽培技术种 植蔬菜. 从上面例子可见, 在跨学科的 STEM 项目学习 中,学生以真实情境的问题为导向,以问题解决作为 学习任务,引导学生发现并整理与学习任务相关的学 科知识和学科方法,通过实践加深对这些学科知识和 方法的理解, 在探究和实践的过程中形成个人认识, 也充分调动并锻炼了学生的科学探究能力、工程设计 以及技术制作的实践能力,从而获取能力和思维的成 长,有力提升学生的科学精神和创新实践能力,促进 学生的全面发展.

三、STEM 教育跨学科学习活动 5EX 设计模型 STEM 教育的核心特征是跨学科学习,因此,在设 计和实施 STEM 教育项目时,必须强调:(1)STEM 教 育需要以真实情境中的问题来驱动,通过对问题解决 的思考与实现,体验科学探索的方法和工程技术制作 实践的真实过程, 从而获得智慧和能力的成长. (2........