中国理工科STEM教育发展探究2理工科STEM教育融合课程体系STEM教育的跨科理念在教育课程改革中风靡已久，但取得的教育效果并不显著。究其原因，在于STEM教育的课程设计缺少具体方法和实施步骤。因此，基于社会认知理论，如何将科学、技术、工程和数学等四大学科进行有效的融合，便成为了STEM教育课程改革的关键问题。为解决这个问题，本研究借鉴美国马里兰州州立大学Herschbach[19]提出的两种课程模式——相关课程融合模式和广域课程融合模式，同时结合我国理工科STEM教育的课程现状，在进行STEM课程设计时注重将科学、技术、工程和数学等四大学科知识按问题逻辑或项目逻辑进行跨学科重组，逐渐完善理工科STEM教育融合课程体系。(1)基于STEM的相关课程融合模式相关课程融合模式是指把STEM中的科学、技术、工程和数学等四大学科分别看作是单独的学科，在学习过程中独立运用以实现学科连接，但各科教学内容的安排也注重彼此间的联系，其四大学科之间的关系如图2所示。如针对“石墨烯电池”这一主题，学习者在科学学科中，学习其各种特性(如石墨烯是目前世界上最薄、最坚硬的纳米材料等)；在技术学科中，学习如何运用科学技术来革新现有的电池产业(如加上本身二维晶体的结构优势制造成电池，它的充电速度将是普通电池的1000倍)；在工程学科中，学习如何利用工业设计技术、机械工程技术等来制造石墨烯电池；在数学学科中，则学习在实际场景中计算石墨烯电池的尺寸、电池容量、充放电速度等。也就是说，相关课程融合模式是针对同一个主题，将其分割科学、技术、工程和数学等四个不同的模块单独进行学习、讨论。---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---图2STEM教育相关课程融合模式(2)基于STEM的广域课程融合模式广域课程融合模式不再强调单独学科的学习，而是针对活动把STEM作为一项综合技能，学习者需综合利用科学、技术、工程和数学等知识来解决问题，其四大学科之间的关系如图3所示。如针对“外骨骼机器人的制作”这一活动，在科学层面需要采用具有不同物理、化学性质的材料，在技术层面需要掌握查阅外文文献、使用工控机、单片机等技能，在工程层面需要采用不同的机械加工方法、设计不同的机械结构，在数学层面则需要计算外骨骼机器人的大小尺寸、校核强度等——只有综合运用四大学科的知识，才能保障活动更好地进行。图3STEM教育广域课程融合模式3加强技术在STEM教育中的应用技术在教育中尤其是在科学、技术、工程和数学的教育中扮演着重要的角色，而这种角色主要通过两种方式来实现[20]；①与科学、工程和数学整合在一起。也就是说，技术本身作为一种学科领域而存在。在此方式中，技术通过嵌入到科学、工程和数学活动中来发挥重要作用。学习者可以利用技术以创造性和挑战性的方式去解决问题，以使人类的生活更高效、更丰富。②将技术作为一种工具或推力去丰富STEM教育。换言之，技术支持教与学的过程，而这种以教育为目的所使用的技术，可称为“教育技术”。在教学中使用的数字资源和社交媒体(如维基、博客、论坛等)以及课堂上使用的电脑、投影仪和放映机等，都属此列。基于上述技术在STEM教育中的角色定位，我们应当深刻意识到它的重要性。因此，有必要进一步加强技术在STEM教育中的应用，从而促进STEM教育的快速发展。四总结与展望---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---STEM教育虽然在我国理工科教育中实施的时间较短、存在一些问题，但STEM教育的跨学科性、实践性和情境性等特点，使得STEM教育在全球化、多元化的今天终将发挥其强大的优势。本研究分析了国内外STEM教育的现状，设计了基于STEM的“项目等级塔”，通过三个等级先“易”后“难”的过程，实现了教师与学习者角色的转变，并提升了学习者各方面的能力。并且，还借鉴了相关课程融合模式和广域课程融合模式，逐渐完善了理工科STEM教育融合课程体系，试图解答STEM教育中科学、技术、工程和数学等四大学科有效融合的问题。最后，还强调要加强技术在STEM教育中的应用，以期能够更好地推动我国理工科STEM教育的快速发展。参考文献：[1]Morre...