李克东：STEM教育要关注学生创新能力的培养

作者介绍

李克东教授，华南师范大学教育信息技术学院教授，教育技术学博士生导师，华南师范大学国家级重点学科教育技术学科带头人。华南师范大学教育技术研究所所长，广东省高等学校教育技术中心主任。长期从事教育技术基本理论，信息技术教学应用，计算机支持的协作学习（CSCL）,e-Learning与混合学习的理论与实践研究。

STEM教育：要关注学生创新能力的培养

当前在全国各地有许多学校正积极开展跨学科学习 (STEAM教育)的教学探索，积累了许多宝贵的经验并取得可喜的成果。但我们还需要进一步着力提升学生的信息素养，关注学生创新能力的培养。 STEM 教育就是让学生面对真实情境的问题，以问题解决为导向的项目学习，通过将科学探究（S）、技术制作（T）、工程设计（E）和数学应用（M）有机统一，运用跨学科的知识和方法来解决实际问题，学生通过做中学，提升学生的科学精神和创新实践能力，促进学生的全面发展的一种教育方式。 运用跨学科的知识和方法去解决问题是STEM教育一个重要特征，它打破学科的界限，把不同学科的理论和方法有机融合，有目的地设计组织课程内容和教学活动。它对学生的问题意识，探究精神，工程思维，创新尝试，学习反思能力的培养起到重要作用，我们必须高度关注。
关注问题意识的培养。在STEM教育中，首先要让学生进入真实的问题情境之中，通过图片、视频和文字资料介绍科技发展新成就，指导学生阅读科普资料，理解有关术语和科学概念。通过展示实验现象，激发学生头脑风暴，学会提出问题。我们还需要设计高质量的驱动型问题，以激发学生的学习兴趣。驱动型问题应具有挑战性、开放性和一定的难度，学生需要融合多学科的知识、技能、方法才能解决，从而更有效地培养他们的问题意识。 关注科学探究能力的培养。科学探究能力的培养就是让学生面对真实情境中的问题，通过科学探究实践与数学应用活动，学会运用事实和数据去说明问题、分析问题，学会运用不同的方法，包括科学实验、现场观察、社会调查去探究问题，并寻找问题的答案。教师应鼓励学生勇于表达观点，提出不同的解决问题方案，并学会正确表述科学探究的结果，以此培养学生的理性思维以及批判质疑、勇于探究的精神品格，形成科学探究意识，掌握科学探究的方法。 关注工程思维能力的培养。工程思维的培养就是通过解决真实情境中的问题，学习工程思维的方式，学会如何进行需求分析、提出初步方案、制订工程规划、制作原型、测试原型、发现不足、修改完善、完成定型，从而掌握解决实际问题的基本技能，并学会应对在解决实际问题过程中出现的困难、风险和不安全因素，确保制品的质量可靠。通过工程制作环节，学生可以理解和掌握工程思维方式，了解规范的工程方案设计与制作流程，并通过动手制作，掌握工程制作基本技术。 关注实践创新能力的培养。实践创新能力是指学生在完成课程科学探究和制作实践的基础上，能够有意识地对原有实践制品提出新的创意设想，包括外形创意、功能创意、技术创意等，并应用新的理论、方式或应用新的技能制作具有创意的新制品，提升问题解决的水平，创造具有创新性的作品。为此，我们可以通过组织学生参加社会活动，参观相关企业，访问专业人士，或要求学生通过网络检索，发现与主题相关的社会现象和社会产品，来激发他们的灵感，利于他们更好地提出创意设想。 关注学习反思能力的培养。在STEM教育中，需要让学生对学习任务（科学探究任务、工程规划任务、制品制作任务）的完成情况和自身能力（资源与时间管理的能力、团队协作能力和成果展示能力）作自我评价。学生还可以采用PMIQ表格进行自我反思：通过STEM教育活动，我增添了哪些知识（Plus），我还欠缺哪些知识（Minus），我还感兴趣哪些知识（Interest），我仍然存在疑问的知识（Questions）。 教师若能从上述五个维度有目的地设计与组织课程内容和教学活动，将有力地提升学生的创新能力。

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文章来源 |《中小学数字化教学》2020年第12期

责任编辑 | 牟艳娜

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