邮发代码:82-418   刊号:ISSN1671-4350   定价:12.00

[STEM教育与科技教育]STEM教育的教学法案例(二)

向世清

2020-08/总第293期

阅读数5

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本讲我们将给出第2种类型的STEM教育的教学法案例。大家记住,我们的体例仍然简单遵循九步法的直接对照说明(请大家一直将九步法框架存在脑海中,这可是特别管用哈)。

案例类型二、工程问题解决型

工程是我们人类综合使用已有知识,在所明确的前提条件、基本限制和特别要求的目标限制要求下,通过恰当的设计方案和建构过程,实现应用系统,尤其是实体性功能硬件系统的过程和结果。在此过程中,具有许多具体需要解决的技术性、设计性和系统组装性问题,需要攻克相应的难点难关。这些问题都可称之为工程问题。

工程问题的解决是任何一名学生需要建立的知识应用能力的基本内容之一,甚至是核心。在各个学科的应用能力的培养中,对此也几乎都具有共性的一致规律要求(这也是现在设有各种工程科技专业的原因,如航天工程、生物工程、计算机工程等)。学生在学习过程中,经过学习,尤其是通过具体的真实场景下真实解决实际问题,就能将前人所形成的各种知识、技术、技能、已有系统作为基础,逐渐学会和完成重复性的系统建构或者新颖系统的创意、设计和建构,最终达成工程问题的解决,并可能直接形成工程性成品或系统(或新成品与新系统)。所以,这也是我们在教育中最为基本的逐渐递进的教学内容。而这种循序渐进的教学过程,不仅包含有相关知识的习得、积累,学生的知识凭借工程实现的载体进一步建立了联系并融会贯通,通过应用和实践进一步实现了知识的增进、拓展和创新;而且其中实际蕴含着工程建构方法论的不断建立和提升,所以在这里特别要强调,解决问题的方法论的逐步建立最为关键,比知识建构更为重要。一个学生只要逐渐掌握了这些方法论,就会形成类似于小时候建造小玩意儿、长大后就可以建设高科技产品的能力基础和素养。

为给出一个特别典型化的工程问题解决案例,我们选择“自行车的工程模型建构制作”作为主题设计。同样为了更多的导师或教师可在不同知识程度水平上都能理解案例,这里仍特别选择简单水平能级,直接针对小学高年级学习的教案予以呈现(其他学段或能级的案例只需逐渐增加知识和技能等方面的难度要求)。


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