品通过设计促进知识的融合与迁移运用通过作品外化学习的结果、外显习得的知识和能力。设计出创意作品是获得成就感的重要方式也是维持和激发学习动机、保持学习好奇心的重要途径。因此设计是STEM教育取得成功的关键因素。美国学者莫里森认为设计是认知建构的过程也是学习产生的条件Morriso
2005。学生通过设计可以更好地理解完成了的工作从而解决开放性问题。在这个过程中学生学习知识、锻炼能力、提高STEM素养因此设计性是STEM教育的又一核心特征。科学在于认识世界解释自然界的客观规律技术和工程则是在尊重自然规律的基础上改造世界实现对自然界的控制和利用解决社会发展过程中遇到的难题。按照科学和数学的规律开展设计实践是科学、数学、技术与工程整合的重要途径。
七艺术性
也有人提出STEAM的概念强调在STEM中加入“Art”学科。这个“A”狭义上指美术、音乐等广义上则包括美术、音乐、社会、语言等人文艺术实际代表了STEM强调的艺术与人文属性。STEM教育的艺术性强调在自然科学教学中
f增加学习者对人文科学和社会科学的关注与重视例如在教学中增加科学、技
术或工程等相关发展历史从而激发学生兴趣、增加学习者对STEM与生活联
系的理解以及提高学生对STEM相关决策的判断力再如在对学生设计作品
的评价中加入审美维度的评价提高学生作品的艺术性和美感。概括来说STEM教育的艺术性是以数学元素为基础从工程和艺术角度解释科学和技术。
八实证性
实证性作为科学的本质NatureofScie
ce的基本内涵之一是科学区别于
其他学科的重要特征也是科学教育中学习者需要理解、掌握的重要方面。STEM教育要促进学生按照科学的原则设计作品基于证据验证假设、发现并
得出解决问题的方案要促进学生在设计作品时遵循科学和数学的严谨规律而非思辨或想象让严谨的工程设计实践帮助他们认识和理解客观的科学规律。总之STEM教育不仅要注重科学的实证性更强调跨学科情景中通过对问题
或项目的探索培养学生向真实生活迁移的科学精神和科学理性。
九技术增强性
STEM教育强调学生要具备一定技术素养强调学生要了解技术应用、技术发
展过程具备分析新技术如何影响自己乃至周边环境的能力。在教学中它要
求利用技术手段激发和简化学生的创新过程并通过技术表现多样化成果让
创意得到分享和传播从而激发学生的创新动力。STEM教育主张技术作为认
知工具无缝地融入到教学各个环节培养学生善于运用技术解决问题的能力增强个人驾驭复杂信息、进行复杂建模与计算的能力从而支持r