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科学与工程实践导向的STEM课堂教学评价研究

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科学与工程实践导向的STEM课堂教学评价研究

作者：黄瑶杏华中师范大学

学位级别：硕士

二十一世纪以来,科学课程与工程技术课程综合化的进程不断推进,技术与工程素养也成为21世纪学生必备的素养之一,以实践为核心的科学教育成为基础教育的重要议题。科学教育内容要与工程、技术等内容相融合,STEM教育应运而生,科学教育的... 详细信息

二十一世纪以来,科学课程与工程技术课程综合化的进程不断推进,技术与工程素养也成为21世纪学生必备的素养之一,以实践为核心的科学教育成为基础教育的重要议题。科学教育内容要与工程、技术等内容相融合,STEM教育应运而生,科学教育的发展离不开STEM教育的普及与发展。通过对科学与工程实践的内容、STEM学习模式、评价体系等文献梳理,结合6E教学模式,本研究从提出问题、设计开发、解释建构和评估反馈等维度设计STEM课程评估量表,以小学STEM课堂教学为研究对象,对课堂教学进行评价,总结STEM教学的特点和不足,对STEM教学的实施提出一些建议。本研究以科学与工程实践内容为导向,设计了 STEM课程评估量表,并针对量表各要素设计评价量规,通过对STEM课堂教学的收集和评估分析,发现在STEM教学中需要改进的问题:同一 STEM专题情境设置的内容相似,但是呈现形式单一,缺乏趣味性;教师会引导学生提出想法和意见,但是学生的自主性和选择权依旧不足;STEM教学中注重科学探究和工程设计的活动,但是缩减弱化了迭代优化的过程,很多方案都是“一遍过”;教师会给予学生足够时间表达实践结果,运用多种评价方式,但是没有发挥学生评价的作用。基于对STEM课堂教学评价分析所得出的结论,本研究提出改进STEM课程中不足的建议:教师要重视课程的引入,设置与生活实际和学生认知相关的良好情境;提供正确有效的指导,给学生更多选择和试错的机会,以学生的经验获得为主要目的;要重视反思、迭代的过程,真正落实“以学生为中心”。

关键词：科学与工程实践 STEM教育课堂教学评价工程思维

面向工程思维培养的小学创客课程设计与实践研究

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面向工程思维培养的小学创客课程设计与实践研究

作者：马瑞雪曲阜师范大学

学位级别：硕士

随着数字化和信息化时代的到来,各国对人才培养的需求也发生了巨大转变,从注重知识和技能掌握向重视思维培养转变,工程思维作为一种高阶思维逐渐受到重视,成为学生未来发展必备的思维之一。工程思维是一种兼具筹划性和实践性的思维,学... 详细信息

随着数字化和信息化时代的到来,各国对人才培养的需求也发生了巨大转变,从注重知识和技能掌握向重视思维培养转变,工程思维作为一种高阶思维逐渐受到重视,成为学生未来发展必备的思维之一。工程思维是一种兼具筹划性和实践性的思维,学生能在决策、设计、实施等工程活动过程中建构知识与掌握技能,获得解决问题的综合能力,进而形成系统性、设计性、创造性和批判性等思维习惯。创客教育是一种以造物的形式培养学生问题解决能力和实践创新能力的工程教育,以创客课程作为培养学生工程思维的载体,不仅为工程思维的培养提供新的思路和途径,而且通过融入工程思维可以帮助改善创客教育中存在的一些问题。首先,通过文献研究,发现国内外对于工程思维的培养愈加重视,同时也发现了创客教育现在面临的困境,从而尝试将工程思维融入到创客课程的设计中去。在明确本文研究的问题与内容后,通过一定的研究方法保证了研究的进一步开展。其次,在一定理论指导下,明确了面向工程思维培养的创客课程设计应该遵循的原则,构建了面向工程思维的小学创客课程设计模型,并对每一环节的要求进行了具体阐述。再次,以本研究构建的课程设计模型为指导进行小学开源机器人课程设计:确定面向工程思维的小学开源机器人课程目标;对课程教学内容的结构和具体内容进行设计,以项目的方式组织教学内容;对课程所需的资源进行设计与建设;构建了面向工程思维培养的小学机器人课程教学活动流程,针对流程的每个阶段提出了不同的教学策略,从而为教师的教和学生的学提供借鉴;设计了可以对本门课程和学生工程思维进行评价的工具,在评价过程中秉持多元化的原则,保证评价的全面性和客观性。最后,选取了太仓市K小学的48名学生进行课程教学实践,对学生的工程思维培养效果进行测量和评价,并通过学生访谈和专家评判对课程进行评价,从而得出结论。通过分析各种质性资料和量化数据,得出本研究的结论:创客课程是培养小学生工程思维的良好载体,工程思维的融入也可以帮助科学合理地设计和实施小学创客课程。在文章的最后,研究者给出了面向工程思维培养的小学创客课程设计与实践的建议,为国内相关研究者和教师的设计和实践提供一定借鉴。

关键词：工程思维创客教育创客课程课程设计

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工程思维下的高中生物学教学设计初探

中国多媒体与网络教学学报(下旬刊) 2021年第1期 72-73页

作者：马皇东霍科科陕西理工大学生物科学与工程学院

以"泰沃德工程教学模型"为基础,在导入新课、确定问题(需求)、设计方案、实施方案、体现价值、优化产品六个教学环节中设置不同的教学活动,以达到培养高中理科生物学工程思维的目的。

关键词：工程思维高中生物教学设计

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基于工程思维培养的高中化学教学研究

基于工程思维培养的高中化学教学研究

作者：吴媚鲁东大学

学位级别：硕士

化学是现代科学技术和工业生产的重要基础,化学教学承载着培养学生工程思维的任务。论文以工程方法论、实用主义教育理论、建构主义学习理论为理论基础,界定了工程基础知识、工程思维的概念以及它们之间的关系,明确了中学化学教学能够... 详细信息

化学是现代科学技术和工业生产的重要基础,化学教学承载着培养学生工程思维的任务。论文以工程方法论、实用主义教育理论、建构主义学习理论为理论基础,界定了工程基础知识、工程思维的概念以及它们之间的关系,明确了中学化学教学能够培养的工程思维要素,梳理并分析了教材中的工程基础知识,理清了工程思维的呈现形式、训练方法。基于此,通过问卷调查和教师访谈了解目前中学化学教学现状,分析在中学化学课程中渗透工程思维的可行性与必要性。针对调查过程中发现的问题,结合学科特点,提出了渗透工程思维培养的高中化学教学策略,并借鉴基于设计的教学模式(LBD)探索有利于培养学生工程思维的教学模型。将工程思维要素进行水平划分,并制定工程思维各要素评价量表判断学生思维所处的水平等级,使得思维评价变得可量化与可视化。依据以上研究,选取必修阶段“硫的转化”、选择性必修“工业合成氨”开展基于工程思维培养的课堂教学设计与实施。从知识的分类看,“硫的转化”属于元素化合物领域,“工业合成氨”属于化学反应原理领域;从认知水平上看,前者以“模仿”的方法展开教学,对学生工程思维发展的要求是较低层次的,后者通过“引导”的方法展开教学,对学生工程思维发展的要求层次提高,是符合学生的认知水平发展和学习进阶理念的。通过课后教学反思、访谈反馈、学生测试等方式对教学活动进行评价,结果表明,基于工程思维培养的课堂教学对学生学习态度、思维发展和迁移应用能力等方面都有一定的促进作用。需要注意的是,工程思维的培养不是一蹴而就的,对学生工程思维能力的各方面的培养是一个长期的过程,本研究作为初步的探索,可以对教学实践起到借鉴作用。

关键词：工程思维基础工程教育高中化学教学设计

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基于工程教育专业认证的教学改革实践

轻工科技 2023年第1期39卷 153-155页

作者：邓艳容孙堂友刘庆华施娟桂林电子科技大学广西桂林541004

本文结合工程教育专业认证的要求,探索并践行“电路分析基础”课程的教学内容、方法和考核机制改革,加强创新性与高阶性教学,培养学生自主学习、工程创新思维,使其具备解决复杂工程问题的综合能力,达到工程教育专业认证下的培养目标及... 详细信息

本文结合工程教育专业认证的要求,探索并践行“电路分析基础”课程的教学内容、方法和考核机制改革,加强创新性与高阶性教学,培养学生自主学习、工程创新思维,使其具备解决复杂工程问题的综合能力,达到工程教育专业认证下的培养目标及毕业要求。

关键词：专业认证电路分析基础工程思维创新精神

基于工程思维培养的师范生劳动教育课程设计思考

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科教导刊 2023年第27期 95-97页

作者：朱斌凤毕洪东嘉兴学院浙江嘉兴314001 嘉兴南湖学院浙江嘉兴314001

劳动教育是学生德智体美劳全面发展的主要内容之一,劳动教育课程的体系化与职业化发展,标志着高校劳动教育步入了新阶段。文章梳理了师范生劳动教育与科学技术、STEM教育、Tinker教育、创客教育及中小学工程启蒙教育之间的关系,探讨了... 详细信息

劳动教育是学生德智体美劳全面发展的主要内容之一,劳动教育课程的体系化与职业化发展,标志着高校劳动教育步入了新阶段。文章梳理了师范生劳动教育与科学技术、STEM教育、Tinker教育、创客教育及中小学工程启蒙教育之间的关系,探讨了技术与工程培养学生工程思维、促进劳动教育目的实现的可行性。从目标、内容、路径、评价四方面明确师范生劳动教育课程建设的现实理路,突出劳动教育课程特色;建构师范生劳动教育课程的设计思路,创设劳动教育课程校内专属体系、校企合作体系及社会支持体系,保障劳动教育课程的有效实施。

关键词：师范生劳动教育课程工程思维设计策略

聚焦工程思维培养的通用技术跨学科项目实践——以戈德堡机械项目为例

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中国现代教育装备 2023年第22期 48-51页

作者：王璐张桂凤北京大学附属中学 100190 北京市海淀区教师进修学校 100195

目前,通用技术工程思维的培养还缺乏可实践的教学载体。学生发展工程思维需要经历完整的工程项目。面对有限的课时和教学条件,如何落实工程思维的培养是一线教师面临的困难和挑战。以戈德堡机械项目为例,对通用技术教学进行实践研究。... 详细信息

目前,通用技术工程思维的培养还缺乏可实践的教学载体。学生发展工程思维需要经历完整的工程项目。面对有限的课时和教学条件,如何落实工程思维的培养是一线教师面临的困难和挑战。以戈德堡机械项目为例,对通用技术教学进行实践研究。项目设计融合跨学科理念,能够引导学生在真实的情景下解决问题,落实学生工程思维的培养。

关键词：核心素养工程思维 STEM教育项目实践

融合STEAM教育理念的项目式教学初探——以“尿素的工业制备”为例

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化学教与学 2023年第4期 26-30页

作者：吴春亭郑璇福建省龙岩第一中学福建龙岩364000

以高三复习课——“尿素的工业制备”为例,依托“工业合成尿素”这一真实情境,引导学生从原料的选择、合成条件的优化、相关数据的计算、环境与能源的保护和利用等方面解决工业合成尿素的实际问题。在项目式教学中融合STEAM教育理念,辅... 详细信息

以高三复习课——“尿素的工业制备”为例,依托“工业合成尿素”这一真实情境,引导学生从原料的选择、合成条件的优化、相关数据的计算、环境与能源的保护和利用等方面解决工业合成尿素的实际问题。在项目式教学中融合STEAM教育理念,辅助学生体会学科融合思维,建立工业流程问题的思维模型并应用模型解决相关问题。

关键词： STEAM教育理念项目式学习工程思维化学教学设计

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“做个保温盒”项目设计与实施

湖北教育 2023年第34期 10-12页

作者：李亭亭江苏省无锡市梅村实验小学

科学课程标准中,“工程设计与物化”是第13个学科核心概念,它包括工程需要定义和界定、工程的关键是设计、工程是设计方案物化的结果等学习内容。这一核心概念的学习有利于学生形成和理解物质与能量、结构与功能、系统与模型、稳定与变... 详细信息

科学课程标准中,“工程设计与物化”是第13个学科核心概念,它包括工程需要定义和界定、工程的关键是设计、工程是设计方案物化的结果等学习内容。这一核心概念的学习有利于学生形成和理解物质与能量、结构与功能、系统与模型、稳定与变化等跨学科概念。“工程设计与物化”成为科学课程中一个独立学习领域,意味科学课程要重视发展学生的工程思维,具体地要关注学生对工程实践的兴趣和动手能力的发展,关注他们将抽象的科学原理如何转化为实际的生产技术。

关键词：科学课程工程思维科学原理结构与功能学科核心概念能力的发展项目设计与实施工程设计