一种整合创客和STEM的教学模型建构研究

一种整合创客和STEM的教学模型建构研究

引言

STEM教育，即将科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）融入到教育教学中的一种方法，已经得到了广泛的关注和应用。而创客教育则注重培养学生的创新思维和动手能力，通过自主设计、制作、调试等过程，让学生能够深入理解知识、提高解决实际问题的能力。然而，传统的STEM和创客教育仍然存在相对独立的问题，因此有必要研究一种整合创客和STEM的教学模型，以促进学生的全面发展。

第一部分：理论依据

1.1创客教育的意义

创客教育是一种积极主动的学习方式，能够激发学生的学习兴趣和动力。在创客教育中，学生不再被动接受知识，而是可以积极参与到项目中，通过实践来加深对知识的理解。

1.2STEM教育的意义

STEM教育注重培养学生的综合素质，使他们具备批判性思维、合作能力和解决实际问题的能力。STEM教育中的科学、技术、工程和数学等学科的融合，能够让学生在实际问题中跨学科地思考和解决问题。

1.3创客和STEM的关系

创客教育强调的是学生的实践能力和创新思维，而STEM教育则更注重学科知识的应用能力和理论研究。两者可以互相促进，创客可以提供实践场景，帮助学生更好地应用STEM学科的知识。

第二部分：整合创客和STEM的教学模型

2.1模型的构建原则

整合创客和STEM的教学模型应基于以下原则进行构建：

-学科融合：将创客和STEM学科有机地结合起来，让学生能够在实践中应用学科知识。

-项目导向：通过具体的项目，引导学生进行实践探究，培养他们的解决问题的能力。

-学生主体性：强调学生的合作与主动参与，让他们成为学习的主体。

-实践与反思：在实践的基础上，让学生进行反思和总结，提高他们的自我认识和自主学习的能力。

2.2模型的实施步骤

整合创客和STEM的教学模型的实施步骤包括以下几个方面：

-确定项目：选择符合学生年龄、兴趣和能力的具体项目。

-确定学科知识：根据项目的需求，确定所需的STEM学科知识。

-建立团队：组建学生团队，鼓励他们展示自己的才华和发挥各自的优势。

-分工合作：根据项目需要，合理分工，让学生在合作中相互学习和帮助。

-实践调试：学生通过自主设计、制作和调试等实践活动，培养解决实际问题的能力。

-反思总结：学生在项目结束后进行反思和总结，思考自己的收获和不足。

第三部分：案例分析

以某高中的创客教育课程为例，介绍一种整合创客和STEM的教学模型的实施过程和效果。

3.1项目选择

通过调研和讨论，选取了一个符合学生实际的项目，要求学生设计制作一个智能小车，并通过编程控制其行进和功能。

3.2学科知识

在项目实施前，教师向学生介绍了有关电路、机械结构、传感器和编程等方面的STEM知识。

3.3团队合作

学生自主组队，每个团队都有一名负责车身结构设计、一名负责电路布局和焊接、一名负责编程和控制。团队成员通过合作完成项目。

3.4实践调试

学生利用课堂时间和课后时间进行设计和制作，并通过反复调试，不断优化小车的功能和性能。

3.5反思总结

在项目完成后，学生进行了反思和总结，每个团队展示了他们的成果和收获，并讨论了自己的不足和改进方向。

结论

通过整合创客和STEM的教学模型，可以有效促进学生的创新思维和动手能力的培养，提高他们解决实际问题的能力。这一教学模型能够培养学生的学科素养和综合能力，推动教育教学的创新和发展。通过对某高中的创客教育课程的案例分析，我们可以看出整合创客和STEM的教学模型在教育教学中的积极效果。在项目选择上，通过选取符合学生实际的项目，激发了学生的兴趣和动力。在学科知识的引入上，学生通过学习电路、机械结构、传感器和编程等方面的STEM知识，获得了跨学科的综合能力。在团队合作上，学生通过自主组队合作完成项目，培养了他们的团队合作精神和沟通能力。在实践调试上，学生通过不断的设计制作和反复调试，提高了小车的功能和性能。最后，在反思总结上，学生展示了他们的成果和收获，并提出了改进方