小学stem课程中工程思维培养的教学设计研究

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1、小学STEM课程中工程思维培养的教学设计研究----教育技术论文-->第1章绪论在当今全球范围内，科学技术的进步推动了社会的急速发展，各个国家都把先进的科学知识与技能放在了核心的发展地位，知识型人才也成为了经济发展的一个决定性因素，数学、科学、工程、技术（STEM）学科也显示出对经济社会的巨大推动作用。进入21世纪，美国针对STEM教育的改革做的风生水起，其目的是培养更具创新性的人才；我国的STEM教育近几年也是迅猛发展，教育领域人士不断的进行探索和研究，希望提出适宜我国学情的方针政策、教学模式等。同时，在当今这个大众创新的时代，工程思维不再局限在所谓的理工科领

2、域，而是被视为创新必备的思维能力。但是现在大家都比较强调高中生、大学生的工程思维能力的培养，有些人甚至忽略小学生，认为他们还不具备这种工程思维能力或者是还不需要培养工程思维。其实从教育的角度而言，工程思维应该覆盖到每一个教育阶段，不应该“脱节”，应该从小进行有意识的培养和构建，帮助学生从小就理解和体会工程对个人、事件、社会的影响，对学生进行工程思维的培养，有助于学生解决复杂的各种问题和挑战。这不仅仅是社会发展的需要、也是培养全面发展的人的需要。目前，在国内，还没有专门针对小学生工程思维培养的方法和策略的研究论述，在这样的研究背景下，笔者提出小学STEM课程中小学

3、工程思维培养的教学设计研究。.......第2章研究综述及理论基础2.1国内外研究现状同一年，《巧妙选择教学方法培养学生工程设计思维》（沈超颖，2006）中阐述在《制药化工过程及设备》课程理论教学中讲解抽象理论的方法，以及如何通过实验教学培养学生工程设计思维，提高课程教学效果。2010年6月23日，教育部在天津大学启动“卓越工程师教育培养计划”，其主要目标是培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为建设创新型国家、完成工业化和现代化奠定坚实的人力资源优势增强我国的核心竞争力和综合国力。《信息技术课程之工程思维辨析》（王荣良，20

4、12）中运用"科学—技术—工程"三元论考察工程与科学、技术的关系，阐述工程思维的特征，从工程思维视角分析信息技术课程发展和教学内容，并提出通过中小学信息技术课程培养学生的工程思维。2.2理论基础建构主义者认为，知识不是通过教师传授所得，而是学习者在一定的社会文化背景下，通过其他人的辅助，借助相关的学习资料，通过建构的方式来获得的。因此建构主义者认为学习需要有“情境”“协作”“会话”“意义建构”四个要素构成。“情境”是教学设计最重要的内容之一，在建构主义学习环境中，不仅仅是简简单单对教学目标进行分析，还要使所设置的情境必须要有利于学习者对所学内容进行建构。“协作”

5、发生在整个教学过程中，在问题分析、资料搜集、评价交流中都有至关重要的作用。“会话”与“协作”密不可分，也贯穿于整个教学过程中，学习者在“会话”过程中将想法相互共享，大大促进了学习者对新知识的建构。第3章小学STEM课程中培养工程思维的教学模型设计...............113.1克罗多纳的基于设计的科学探究学习循环模型.................113.2工程设计过程.........113.3LBD教学理论.........133.4小学STEM课程中工程思维培养的教学模型设计................14第4章小学STEM课程中工程思维培养

6、的教学设计与实施.............174.1研究过程与数据收集方法.....174.2第一轮课程实施............184.3第二轮课程实施..........28第5章研究总结与反思展望..........395.1研究总结.........395.2反思展望..........39第4章小学STEM课程中工程思维培养的教学设计与实施4.1研究过程与数据收集方法本研究主要采用教师评分表、学生自评表来收集数据。并根据在教学实施后收集到的数据分析本环节存在的问题，反思问题出现的原因，并对教学方案进行改进与完善，进行下一轮研究。1.教师评分表。本研究

7、根据前人对学生工程思维的评价量表（王颖，2014）、STEM评价的特点及工程思维的一般评价标准制订了教师课堂评价表，分别从工程决策思维、工程设计思维、工程实施思维三个方面来评价学生整个课堂中的表现，以此来反映教学设计中的不足，便于后期对教学模型进行改进。教师评价表参见附件。2.学生自评表工程思维是一种过程性、连续性的思维方式，需要在工程的整个完成过程中形成和发展。培养学生的工程思维，需要从工程思考，方案设计，结构把握，实施及完善等方面进行分析，笔者把以上方面汇总为三个部分，分别从工程决策思维、工程设计思维和工程实施思维三方面统计学生工程思维的整体发展情况，其中A

8、代表完全可以、B代表基本