。STEM教育强调学习要完成真实情境中的任务而要确保任务中包含教学目标就需要对学习内容进行深入分析明确所需学习的知识内容、知识内容间的结
构关系和知识内容的类型。这可以通过绘制学习内容的知识地图展示跨学科
知识之间的关联为整个课程知识均衡覆盖提供基础。
2学习任务设计
学习任务是整个STEM教学设计模式的核心和立足点。STEM教学是基于现实
情境的需要学习者置身于真实、非良构的学习任务中。学生学习的过程就是
解决实际问题和完成实际项目的过程问题或项目构成了驱动学习的核心而
不像教师讲授那样充当概念、原理的例子。学习任务可以是问题或项目它们
均代表连续性的复杂问题并要求学习者采取主动、建构、真实情境下的学习
方式。
学习任务一定要放在特定情境中呈现需要将设计的问题在特定情境中具体化。由于教科书中的知识是对现实生活的抽象和提炼所以设计学习情景就要还原
知识的背景恢复其原来的生动性、丰富性有时同一问题在不同情景中不
同的工作环境、社会背景的表现是不同的。STEM教学要基于前面的教学分
f析结果对学习情境进行设计使得学习问题能够与真实学习情境相融合不
处于分离或勉强合成的状态。
3工具与资源设计
问题解决或项目完成需要学习者在大量信息基础上进行自主学习、意义建构
因此设计适宜的学习环境和丰富的学习资源与工具是STEM教学设计必不可少
的环节。学习环境设计主要包括教学中需要用到的设备、器材和各种信息化工具如目前广受关注的3D打印机、开源电路板等还需要一些用来支持或指
引扩充思维过程的认知工具如Scratch可视化程序设计工具、概念图工具、SPSS数据分析工具、网络沟通工具、三维建模工具等。学习资源方面教师需
要设计1了解有关学习问题的详细信息和必要的预备知识2学生在解决
学习问题过程中可能需要查阅的信息为了对学生学习更好地提供指导3强化练习材料用于学习者在教学活动实施后进行强化练习从而检测、巩固、扩展所学知识。
4学习支架设计
STEM教育重视学习者学习主体地位的同时也不忽视教师的指导作用。
STEM教师既需要保持对各个教学环节的控制、管理、帮助和指导又需要从
课堂主角变为幕后导演成为学生意义建构的帮助者、促进者。学生在问题解
决过程中不同学生所采用的学习路径、遇到的困难也不相同教师需针对不
同情况给予及时反馈和帮助指导学生开展独立探索或协作调动学生参与的
主动性学生在自主学习中面对丰富的信息资源易出现学习行为与学习目标
的偏离对此教师要在问题r