基于项目式学习的 STEM 教育模式创新策略研究论文

2025-06-04 15:10:52 来源: 作者:xuling
摘要:近年来,随着我国经济技术的不断进步,传统的教育模式发生了明显变化,STEM教育模式得到了持续发展。项目式学习作为一种具有独特创新理念的新型教育模式,指的是在教学过程中,学生之间通过小组合作,共同发现、分析及解决某个问题,完成学习任务,进而提高自己的学习和创新能力。
摘要:近年来,随着我国经济技术的不断进步,传统的教育模式发生了明显变化,STEM教育模式得到了持续发展。项目式学习作为一种具有独特创新理念的新型教育模式,指的是在教学过程中,学生之间通过小组合作,共同发现、分析及解决某个问题,完成学习任务,进而提高自己的学习和创新能力。因此,研究基于项目式学习的STEM教育模式的创新与实践,分析基于项目式学习的STEM教育模式的具体特征及实践意义,指出STEM教育模式中存在的问题,并以高校学科为例,阐述基于项目式学习的STEM教育模式的创新策略,以提高课堂学习效率,培养学生的综合素养、创新思维及沟通能力。
关键词:项目式学习;STEM教育模式;实践教育;教学评价
STEM教育即科学(Science)、技术(Technolo⁃gy)、工程(Engineering)、数学(Mathematics)教育的总称,是一种重实践的学科教育概念。随着新课标教育理念的出台,STEM教育模式在高校学科教学中的应用越来越重要,成为培养社会发展需要的复合型人才的重要途径。项目式学习不同于传统的教学模式,在项目式学习背景下,学生将更加具备主动性,能够在学习过程中更加积极主动地投入发现问题、分析问题及解决问题的过程,从而不断提升自身的核心素养。进行基于项目式学习的STEM教育模式的创新及实践,需要教师以学生为主体,注重发挥学生的主观能动性,与时俱进地更新教学观念。
一、基于项目式学习的STEM教育模式的具体特征及实践意义
(一)基于项目式学习的STEM教育模式的具体特征
基于项目式学习的STEM教育模式具有四方面特征。一是跨学科性。在教学过程中,教师需要改变传统的单一教学思维,并适当融入其他学科的知识,提升学生的综合思维和跨学科意识。二是情境性。
教师可以巧妙运用生活中生动有趣的案例开展项目式教学活动,使学生能够在实际生活中内化所学知识,培养学生的独立思考能力及学以致用能力。三是实践性。教师在教学过程中应做到知行合一,除了向学生传授理论知识外,还需要注重培养学生的实践能力,强化学生的综合素养。四是设计性。教师应提高教学活动的创新性、吸引力,在不同学科知识间搭建桥梁,助力学生全身心投入学习中,激发学生的学习动力。
(二)基于项目式学习的STEM教育模式的实践意义
首先,有助于提高学生的自主探究与创新能力。在教学过程中,教师可以引领学生在真实的教学情境中深入探究知识、领悟知识内涵,通过设计与学生的实际生活相接近的学习情境,激发学生的自主探究、合作学习兴趣,拓宽学生的学习思路。其次,有助于提高学生的实践能力。基于项目式学习的STEM教育模式突破了传统教学模式的束缚,教师通过为学生提供验证理论知识的机会,不断强化学生对于理论知识点的理解与记忆,从而更好地发展学生的实践能力及学科核心素养。再次,通过在学科教学中融入多学科知识,有助于消除传统学科教学的弊端,对培养具备综合素养的人才具有重要的促进作用,有助于培养学生的创造性思维。最后,有助于激发学生的学习兴趣。教师在学科教学中融入多学科的知识,对于学生构建完善的知识体系具有积极意义,并且以这一更具趣味性的教学模式,可有效地激发学生的学习兴趣,更有利于学生主动投入学习过程中[1]。
二、基于项目式学习的STEM教育模式中存在的问题
首先,部分学生的基础不牢固。相较于初高中知识,大学知识在内容上更加广泛,同时,不同学科间的知识存在交互性,有些专业概念十分抽象晦涩,学生需要具备一定的知识基础才能够理解相关内容。因此一些学生在学习过程中表现得较为吃力,影响基于项目式学习的STEM教育模式的顺利开展。
其次,教学存在“重理论、轻实践”现象。一些教师在教学过程中,没能为学生提供充足的实际锻炼机会,轻视培养学生的实践能力,而是注重对理论知识的灌输。长此以往,很容易导致学生的观察能力、问题分析能力、思维能力、动手能力以及创新能力等得不到提升[2]。
最后,学生的学习角色难以转变。高等教育与初高中教育的侧重点不同,初高中教学更加注重培养学生的知识掌握能力,高校教学则更加注重培养学生的自主探究能力,对学生的问题分析能力、思维能力、动手能力、创新能力以及学以致用能力等都提出了更高的要求。因此,高校教学是在初高中教学的基础上进行的,初高中教学与高校教学之间存在些许衔接不畅问题,学生如何转变自身学习角色,是顺利开展基于项目式学习的STEM教育模式所要考虑的问题之一。
三、基于项目式学习的STEM教育模式创新策略
(一)明确项目学习主题
首先,教师需要在课堂上创设一个合理、科学的教学目标,并根据学生的实际情况、学习能力以及学习特点等进行综合考虑。教师需要在熟悉教材内容的前提下,分析掌握课程中的重难点知识,然后结合学校及学生的实际情况,设计具体的项目学习主题,为基于项目式学习的STEM教育模式的顺利开展作铺垫。其次,教师需要充分考虑学生的学习能力及学习基础,助力学生的深层次发展[3]。同时,教师还需要分析项目式学习及STEM教育模式的融合之处,并结合教学内容,融入其他学科的知识,辅助学生理解重要概念,使学生能够更好地发展自身核心素养。最后,教师还应该结合学科的课程标准创设有助于激发学生学习兴趣的学习情境,锻炼学生的综合素养。通过分析教材、学情,教师应对基于项目式学习的STEM教育模式流程及注意事项具有整体认知,为其顺利开展奠定坚实基础。例如,生物教师在进行植物知识教学的过程中,为了更好地帮助学生了解不同植物的具体特征,可以指导学生在校园中定期观察及记录不同植物的生长状况,从而深入认识到不同植物的生长特征,提升学生的观察及总结能力。
(二)通过科学分组实现合作学习
首先,教师需要根据学生的实际学习水平,对学生进行科学合理的分组,使学生能够通过合作圆满地完成学习任务。教师在对学生分组时,不仅需要考虑到学生的实际成绩,还需要对学生的实际学习态度及具体学习表现进行综合分析,以实现分组的科学性及合理性。其次,教师还需要注重分组的灵活性,以避免学生出现“同质分层”或者“异质分层”等弊端。在分组完成后,教师还需要有针对性地为学生分配学习任务,同时,注重分组学习的时间,不能将所有的教育时间都用作小组合作学习,避免基于项目式学习的STEM教育模式失去其原有的意义[4]。
(三)设计活动引导学生完成相关项目
教师应有效地分析学生的学习水平及实际学习需求,从而设计出适合学生的教学活动。基于项目式学习的STEM教育模式的教学活动,需要以促进学生学习为主要目标,因此,教师需要在分析学生学习兴趣、学习能力以及学习态度的基础上展开设计,并对于学生的知识探究能力及水平进行分析。在活动设计阶段,教师可以在设计教学活动的基础上,制定相应的课程教学策略,并提前准备教学所用的教育视频、评估图表以及教学模式等,通过设计完整详细的项目教学活动,引导学生完成学习任务[5]。教师可以先通过教育短视频,使学生在课前对相关知识点进行回顾,并通过提问的方式,引导学生对往期知识点进行回忆,引导学生更好地投入学习过程中,然后通过评估图表对学生的各方面学习情况进行评估,并根据具体的评估结果对后续的教学模式进行优化。在实际的教学活动中,教师还可以通过加强对学生的指导,帮助学生自己动手完成学习任务。
(四)注重各学科内容的联系
教师应注重不同学科内容之间的联系性,基于不同学科之间的关系,助力学生构建知识网络体系,在提升学生科学素养的同时,培养学生的综合能力。教师在联系各学科内容的同时,还需要考虑到学生的心理发展水平,注意突出项目式学习的难度及深度。教师还应细化项目学习任务,以提升学生学习的可行性[6]。此外,教师在整合项目式学习以及STEM教育模式概念时,还需要注意突出学习过程的探索性,培养学生养成积极严谨的学习态度。在设计教学活动时,教师还需要以设计教学任务为出发点,选择适当的教学内容,通过组织及设计项目式学习,并针对学生的学习水平,组织教学实践活动,使学生通过发现、思考、解决问题,发现不同学科内容的联系性,助力学生完成学习任务。
(五)模拟情境激发学生的学习兴趣
基于项目式学习的STEM教育模式是一种全新的、以学生为中心、以问题为基础的学习模式,强调通过创设学习情境,以激发学生的探索及实验兴趣,培养学生的独立思考及实践能力。因此,教师可通过信息技术来模拟问题情境,在教学过程中增强学生的课堂学习体验,加强学生对于所学内容的掌握程度,有效提高学生的综合学习能力[7]。此外,教师在教学时,可以通过设置与问题相关的实践活动,引导学生真正融入学习项目中。这不仅能够有效调动学生的学习兴趣,提高学生的学习积极性,还能让学生切身体会到科学与生活之间的联系,培养学生的实践能力及独立思考能力。例如,物理教师在进行有关电路知识的项目式教学时,可以让学生以小组为单位自行设计电路,然后,引导学生结合已学知识,将电池、灯泡以及开关等电路设备进行安装,使得开关能够控制灯泡,达到自己想要的效果。在实验结束后,教师还可以鼓励学生对实验过程中遇到的问题进行分析,并通过组内讨论的方式,自行解决实验中存在的问题。
(六)构建教学评价反馈机制
其一,立足于过程性评价,强调评价主体的多元化、评价对象的个性化以及评价结果的全面化,从而建立一套由外部至内部的、有助于保障质量的评价反馈机制。其二,摒弃单一枯燥的评价反馈方式,构建“知行合一”的评价反馈机制,对于课程进行全方位、立体式评价,提升学生的综合素养。其三,采用双向评价策略,建立双向评价机制。教师对学生在学习过程中的综合素养进行评价,学生可以根据教师的评价结果对自身的学习方式进行改进优化;学生对教师的教学情况进行评价,而教师根据学生的评价反馈结果,对自身的教学设计方案进行改进优化,提升自身的教学水平[8]。
综上所述,基于项目式学习的STEM教育模式,具备跨学科性、情境性、实践性以及设计性等特点,其在高校教学过程中的应用,有助于提高学生的自主探究与创新能力,有助于提高学生的实践能力,有助于激发学生的学习兴趣。但是,在实际教学过程中,尚存在学生的学习基础不牢固、教学“重理论、轻实践”以及学生的学习角色难以转变等问题。教师可以通过明确项目学习主题、通过科学分组实现合作学习、设计活动引导学生完成相关项目、注重各学科内容的联系、创设模拟情境以及构建教学评价反馈机制等举措,真正实现STEM教育模式在项目式学习活动中的顺利开展,从而提升教育质量,实现学生综合素养的提高。
参考文献:
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[3]李红斌,裴永亮.STEM教育理念下高中生基于项目学习的模式探究:以制作“智能垃圾分类机器人”为例[J].中国信息化,2023(6):91-92.
[4]林希廷.基于STEM教育理念的项目式学习在初中数学教学中的实践研究[J].教学管理与教育研究,2023(9):80-82.
[5]杨娜,耿磊磊.基于STEM理念的初中化学项目式学习的模式建构研究[J].问答与导学,2022(27):107-110.
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[8]查嘉雯.STEM教育背景下《制作太阳能小台灯》项目式教学模式探索[J].小学科学,2024(16):70-72.
