衡的覆盖。设计和实施STEM跨学科整合的课程要在学科知识的系统性与解决实际问题项目中所获知识的随机性之间保持
一定的张力和平衡基于整体知识结构的系统性设计问题使各问题之间包含
的学习议题如专业概念、原理等多次地相互邻接和交叉重叠。
在此过程中知识地图技术是很好的课程设计工具。知识地图可以对课程的核
心知识及其关系予以可视化展示与管理。设计具体学习问题或项目时要对其涵
盖知识进行分析并与知识地图进行关联。当所有学习项目都与知识地图关联时通过结构化的知识地图学生可以清晰地了解每个知识点上学习项目覆盖
的频次与强度如果某知识点出现结构性缺失可以通过定向覆盖的学习问题
或项目设计进行平衡调节。
三跨学科整合的项目设计
STEM跨学科整合最核心、最重要的工作是项目或问题的设计如果没有良好
的结构化项目设计会导致学习困难、效率不高、挫折感强、学习收获不大等
系列问题。
STEM项目设计强调将知识蕴含于情境化的真实问题中强调调动学生主动积
极地利用各学科的相关知识设计解决方案跨越学科界限提高学生解决实际问
题的能力。
STEM教育建立在建构主义和认知科学的研究成果之上Sa
ders2009。
布鲁因Bru
i
g2004等人指出STEM教育与认知科学的主张一致1
学习是建构而不是接受的过程2动机和信念在认知过程中至关重要3社
会性互动是认知发展的基础4知识、策略和专门技术是情境化的。由此可见STEM教育是一种典型的建构主义教学实践为学习者提供学习情境让他们
积极地建构知识从而强化对知识的记忆和促进迁移以小组为单位进行活动
f为知识的社会建构提供优越条件Sa
ders2009。因此实践STEM教学
模式首先要符合建构性学习所强调的探究、发现、协助等基本要求。
可以说STEM教育是一种典型的建构主义教学实践本文参照基于建构主义
的教学设计模式余胜泉等2000尝试提出一种STEM项目设计模式见图2。本模式在“教学分析”的基础上以“项目或问题”为核心立足点设计项目
完成或问题解决过程中的学习资源与工具、学习活动过程、学习支架、学习评
价等关键环节同时关注项目完成后学生获得知识的系统化与结构化迁移
并有相应的强化练习与总结提升。
1教学分析
在教学设计前期教师需要对以下三个方面进行细致分析1教学目标2
学习者特征3跨学科知识地图学习内容。分析教学目标是为了确定学习主题对课程的三维目标做具体描述。分析学习者特征是为了确保项目设计适
合学生的能力与知识水平对学习者的智力因素和非智力因素进行充分分析r