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专业 PROFESSION 教学 “集成式STEM”课程如何实现各领域的集成 ——以美国STEM课程单元《电梯》为例 文 叶兆宁 朱丽娜 杨元魁 “集成式STEM”将科学学科背景知识学习和解决工程问题 嵌套在一起，实现比单一学科教学更深入的教学目标与教育价值。 “集成式STEM”强调知识和 心英语语言艺术标准》《美国州共 的类型有哪些，电梯移动的物理 技能的融会贯通，要求学生学习每 同核心数学标准》（Common Core 原理是什么，需要使用哪些材料 个领域的知识和技能，并将这些知 State Standards for Mathematics， 等。三是通过一系列背景体验活 识和技能融会贯通到其他领域，或 CCSSM）和《新一代K-12科学教 动来学习解决这些问题所需要的 者将一个领域的方法和技能用于 育标准》（Next Generation Science 知识和技能，如什么是动力、能量 解决另一个领域的问题，从而实现 Standards，NGSS）。科学与工程实 与力之间的关系、如何减轻滑轮 跨学科、跨领域人才的培养。一般 践是这一单元课程的重点，要求学 的负载等。四是在完成知识和能 来说，“集成式STEM”教学基于问 生设计自己熟悉的实物模型。这样 力学习之后，学生再 次回到具体 题、基于设计和基于项目学习，强 的设计可让教师更好地协调各学 的工程问题中，采用探究与合作 调以学生为中心、学习经历和结果 科课程，帮助学生在科学学习过程 的方式进行设计、建构、测试、改 的开放性，强调对学生设计能力和 中运用适当的数学知识。 进等一系列环节，完成本单元开 解决问题能力的培养。 本单元的整体教学思路包括 始时所提出的任务。五是学生对 《电梯》这一课程单元由美国 5 个方面：一 是教 师围绕 工 程问 完成任务的情况进行交流，并写 康涅狄格州科学中心与美国联合 题为学生提供一个真实的生活情 一篇有说服力的工程提案。 技术公司（UTC）在哈特福德公立 境，要求他们为家乡的一所中学建 本单元课程要求学生设计并 学校合作开发，面向全体8年级学 造一个有效、负载最大、符合成本 构建一个电梯模型，在构建模型 生。单元活动的设计兼顾康涅狄 效益的电梯。二是在情境的引导 之前由学生自己设计工程流程及细 格州的科学标准、《美国州共同核 下，学生提出并定义问题。如电梯 节。本单元的核心概念属于物质科 58 2016.12 教学 PROFESSION 专业 学领域，涉及物质的结构与特点、 言艺术和数学技能的指导，供学生 知识和计算机模拟操作能力来设 力与运动、力的相互作用和能量等 完成课程使用。 计与构建电梯模型，解决现实存 科学知识。核心概念的学习包括 在的问题。 一个预活动和六个背景经验活动 科学、技术、工程与数学 在课程内容上，每个背景经验 （见表1），其中所应用的《美国州 的有机融合