《数字化转型中的STEM教育》（订购）

李佳 袁野 等 编著

教育科学出版社

内容简介

　　《数字化转型中的STEM教育》是“中国STEM教育2029行动计划”系列丛书的第一册，面向一线中小学教师和教育研究者，围绕什么是STEM教育、STEM教育的起源、STEM教育的发展，以及STEM教育在国家战略、教育改革与人才培养等不同层面的作用等问题进行理论上的梳理与探讨，并从学校、家庭、校外机构、STEM学习生态系统等四类场景展示了STEM教育实践的典型案例。本书为中小学教师开展STEM教育实践提供了理论依据、实践参考和解决方案，有助于推进中小学STEM教育的开展，从而促进学生跨学科知识综合运用能力、设计能力、实践能力的发展，并进而致力于STEM相关领域职业的选择、定向与发展。

作者简介

　　李佳，北京市海淀区教师进修学校教研员，中国教育科学研究院博士后，“中国STEM教育2029行动计划”重要研究成员。主要研究方向为STEM教师专业发展和学生STEM素养评价。参编著作包括Handbook of Research On STEM Education等十余部教育著作。

　　袁野，中国教育科学研究院博士后，博士毕业于英国纽卡斯尔大学。主要研究方向为在线教育国际比较研究，参与《中小学人工智能教师能力标准（试行）》编制工作，在《科研与决策》《中国科学院院刊》等刊物发表多篇文章。

精彩试读

　　教育4.0时代，人类跨入“信息智能文明”时代。由于知识与技术的更新速度不断加快，“智本”将代替“知本”，“学力”将重于“学历”，教育目标正从“传递知识”走向“发展心智”。信息的主要载体及传播工具由书籍让渡给互联网及智能终端或移动智能终端。教学方式正从“纯线下”转向“纯线上”或“线上与线下相结合”，其组织形式也从单一的“他组织”（如传统学校）向“他组织”与“自组织”（如学习社群）相结合转变。

　　01

　　教育数字化转型过程中的教与学方式变革

　　教育数字化转型与教育4.0不仅在人才培养目标上高度重合，教与学方式也高度一致。《框架》提出了教育4.0时代的教与学方式变革有四种典型趋势：个性化和自定进度的学习、开放性和包容性学习、基于问题和协作的学习、终身学习和学生自驱动学习。在教育数字化转型过程中已经明确验证了数字技术可以有效支撑并实现相关教与学方式的变革。

　　在个性化和自定进度的学习方面，网络和信息技术应用下的个性化教育将会弥补传统大规模“批量生产”教学模式下忽视学生个性发展的缺点。个性化和自定进度的学习的实现途径包括缩小班级规模、小组学习、可供学生选择的项目式学习、利用数字课件（如可汗学院）等方式。具体案例如下。

　　案例：美国萨米特公立学校

　　萨米特公立学校在扎克伯格的支持下开发了个性化学习平台，强调“以学生为中心”、探索式的学习模式。平台采用项目化学习的方式，学生以自己的节奏通过学习资源清单开展项目化学习，并根据需求进行评估，与教师合作制定短期和长期目标，并将目标与日常学习关联。在个性化学习时间里，学生处于开放的学习环境，完全可以打破班级与年级的限制，进行小组或团队学习。

　　在开放性和包容学习方面，疫情期间的大规模在线教育实践已经证明了教育数字化转型对保障教育开放性与教育公平的作用，世界各国也都在积极探索建立数字教育资源平台。在包容性学习层面，在教育数字化转型过程中数字技术将有效拓展学习方式（视觉、听觉、触觉）的类型，以帮助残疾儿童或资源有限的儿童学习；发挥信息技术的作用，利用数字课件远程学习可以帮助偏远地区的孩子克服空间上的障碍，而文本转语音技术可以帮助视觉受损的儿童获取学习内容；虚拟实验室能为缺少实验设备的学校的学生提供参与科学实验的机会。

　　在基于问题和协作的学习方面，教育数字化转型的重要内涵之一是培养学生的创新能力与解决问题的能力。基于问题的学习体验能让学生从一味的模仿和记忆中释放出来，并在具身参与的过程中获得问题解决能力、创造力和发散性思维。在教育数字化转型过程中，人工智能、大数据已经被证明可以在科学评价方面有效赋能基于问题和协作的学习。未来，随着虚拟现实技术及元宇宙概念的逐渐成熟，或将对此种学习方式所对应的场景产生极大的冲击，并推动其革命性的变化。

　　案例：美国塔拉哈西社区学院（TCC）

　　塔拉哈西社区学院主要为佛罗里达州低收入地区的学校的中小学生提供大学课程，给予他们职业和技术教育的指导及职业规划建议，旨在引导学生尽早地进入STEM职业通道。此机构开发了一个数字铁路项目，主要在一个8米长的拖车上提供移动技术的实验室里开展，它还配备虚拟现实、增强现实、机器人、3D打印等最新技术设备。在参与项目的过程中，学生主要研究如何将现有技术应用到现实世界中，如如何用机器人来解决社区的交通问题。

　　在终身学习和学生自驱动学习方面，终身学习和自驱动学习可以让学生在走出校园、离开教师的指导后也能主动、有效地获取新知识、掌握新技能。在数字化转型过程中，慕课（MOOC）已经被证明是数字技术赋能下的一种有效实践模式。同时，随着区块链技术的不断成熟，微证书概念近年来也备受关注，并被认为是教育改革尤其是终身教育发展的催化剂。UNESCO于2021年9月发布专题研究报告《讨论的开端：形成微证书的通用定义》，对微证书定义的提出和修正过程、争议部分及参考资料做出了详细介绍，尤其讨论了教育数字化转型背景下的微证书数字可供性。

　　02

　　STEM教育的教与学方式

　　STEM教育强调在真实情境中进行跨学科知识整合，培养学生解决真实问题的能力。基于此，STEM教育的教与学方式主要有以下三个特征：（1）整合学科知识，实现跨学科式教育；（2）基于真实问题情境，重视学习过程；（3）以学生为中心，促进学生个性发展。

　　在STEM教育中，开展基于问题的学习或基于项目的学习是实现跨学科式教育的主要方式。同时，STEM教育强调立足于生活，教师应从学生适应社会的角度选择典型项目进行结构化设计，让学生在体验和完成项目的过程中获得参与感，同时能习得蕴含于项目之中的多学科知识与技能。这与教育数字化转型过程中所倡导的“基于问题和协作的学习”、让学生成为知识建构者和问题解决者、培养学生创造性解决问题的能力等高度契合。

　　STEM教育还强调激发学生的好奇心与探索欲，让学生体验到创造、分享和合作的愉快。学生应以个人或小组为单位作为项目的主导者，在自己感兴趣的任务或项目中发挥各自的优势，从而实现个性化的发展，这与教育数字化转型过程中的“个性化和自定进度的学习”“学生自驱动学习”高度契合。

　　本文节选自教育科学出版社《数字化转型中的STEM教育》，有删减。

来源：教育科学出版社