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在推进教育现代化的背景下,项目化学习成为培养学生创新实践能力的重要路径。然而,部分一线教师在开展STEM项目化学习时,常常面临三大困境:项目设计缺乏系统性、技术应用与教学目标脱节、学习评价方式单一。基于这一情况,鞍山师范学院教育科学与技术学院教育技术学专业开设STEM通识选修课,构建STEM教学设计“三支架”,以实际行动提升STEM项目化学习质量。 构建“设计支架” 为项目提供“导航系统” 优质的项目化学习绝非偶然所得,而是精心设计的结果。教育技术学中的教学系统设计理论,为STEM项目提供了可靠的“导航系统”。 逆向设计确保目标导向。教师采用“以终为始”的逆向设计原则,首先明确学生应达成的核心素养目标,再确定评估证据,最后设计学习活动。例如,在“植物灌溉”项目中,教师先设定“理解数据驱动决策的价值”等核心目标,再设计相应的展示答辩等评估方式,最后规划数据收集与分析活动。这种设计从源头保障了项目的教育价值。 模型应用提供过程框架。教师将5E教学模式(参与[Engagement]、探索[Exploration]、解释[Explanation]、详尽阐述[elaboration]、评价[evaluation])、工程设计流程等经典框架融入项目周期,为探究提供结构化支持。以“植物灌溉”项目为例,学生从真实需求出发,参与探索解决方案、解释科学原理、详尽阐述设计方案、最终评价成果的全流程,整个过程环环相扣,学生的思维层层递进。 学院的实践表明,使用“设计支架”,项目设计的目标明确度提升显著,学生“只动手不动脑”的现象明显减少。 构建“技术支架” 为学习打造“强劲动能” 学院教师深谙技术整合的深度直接影响着STEM项目化学习的效能。教育技术学视角下的技术应用,强调工具与学习目标的深度融合。 认知工具促进思维可视化。思维导图软件帮助学生梳理项目逻辑,数据可视化工具使抽象概念变得直观。在“制作纸飞机”项目中,学生使用模拟演示测试不同方案的效果,技术成为陪伴学生开展科学探究的“认知伙伴”。 协作工具提升团队合作效能。在线协作文档支持实时共创,项目管理工具清晰呈现任务进度。这些工具不仅提升了学生团队的合作效率,更培养了学生在数字化时代的团队协作素养。 创造工具释放学生创新潜能。从3D建模到图形化编程,各类创造工具让学生能够将创意转化为现实。在“植物灌溉”项目中,学生通过编程控制灌溉系统,通过建模定制构件,使技术真正成为表达的“语言”,服务于学习目标,避免“为用而用”。当技术成为解决问题的必然选择时,其教育价值才真正显现。 构建“评价支架” 让成长拥有“立体镜片” 学院倡导科学的评价是STEM项目化学习成功的关键。学院的多维评价体系,让学生的思维成长变得清晰可见。 量规设计明确预期。学院针对探究能力、协作效果等维度开发具体量规,使学生清晰了解成功标准。一份好的量规不仅是评价工具,更是学生的学习路线图。 过程评价关注发展。学院通过项目日志、阶段性展示等方式,关注学生的进步。在“制作纸飞机”项目中,要求学生记录每次飞行的数据、飞机改进的理由,这些过程性证据真实反映了学生的思维发展轨迹。 多元主体参与评价。学院结合教师评价、自我评价与同伴互评,形成全面立体的评价视角。公开展示等活动不仅评估了学生的学习成果,更培养了学生的沟通与反思能力。 实践证明,在使用“评价支架”的项目中,学生更关注学习过程的质量,而非仅仅追求最终成果的呈现。 融合应用 激发“三支架”的系统效能 学院STEM通识选修课的教学设计“三支架”相互关联:“设计支架”确立方向,“技术支架”赋能过程,“评价支架”调节优化,共同构成一个良性循环的支持系统。在实际应用中,教师基于“设计支架”规划项目蓝图,在关键技术节点嵌入适当的技术工具,并运用“评价支架”持续监控和调整进程。这种系统化方法大幅提升了STEM项目化学习的可操作性和实效性。 随着AI技术的发展,学院教学设计“三支架”迎来进化契机——AI辅助的项目生成工具、自适应的学习支持系统、基于大数据的过程性评价,将进一步降低STEM项目化学习的实施门槛,提升个性化学习质量。教育技术学为STEM项目化学习提供的不仅是具体的工具,更重要的是提供了系统的思维方法。当教师掌握“三支架”的精髓,就能从技术的简单使用者,成长为学习环境的出色设计师,最终让每个项目都能拓展学生的学习深度。(田莺)
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