【课题申报表】基于STEM教育的课堂教学与评价策略研究

基础教育课程教学研究课题基础教育课程教学研究课题 申报表 课题名称 基于 STEM 教育的课堂教学与评价策略研究 申 请 立 项 论 证 主要内容包括1.研究背景和意义；2.研究目标与内容（针对问题） ；3.预期创新点；4. 研究方法和步骤； 5.成果呈现形式； 6.条件保障 （含校本教研机制、 学科教研组建设等） 。 （分 点阐述所要求的内容，字数 20003000 字，可另附页） （（1 1）研究背景和意义）研究背景和意义 激烈的国际竞争背景下，国家竞争逐渐向教育竞争、人才竞争的方向进行演变,为全面贯彻党的教育 方针，落实立德树人，发展素质教育，解决新时代对人才培养质量的新要求，教育部对普通高中生物课 程标准进行了修订， 并于 2018 年 2 月颁布了普通高中生物学课程标准 ，将提高学生生物学核心素 养作为宗旨， 以达到促进学生全面而 有个性的发展， 为学生适应社会生活、 高等教育和职业发展做准备， 为学生的终身发展奠 定基础的目的。 STEM 教育在我国起步较晚，但也引起我国教育界的足够重视，并在实践和探索。目前主要是在大学 研究实施，文献也以理论探究、政策解读、课程创建为主。在我国教育研究界和中小学一线的出现只是 近几年的事情，时至今日，研究类别主要集中在教育理论、中等教育和高等教育方面，中国 STEM 教育 类别最多的为教育理论与教育管理， 占比 36； 其次为中等教育， 占比 24； 排在第三位的为高等教育， 占比 15。国内研究 STEM 教育的团队或项目主要有北京景山中学的团队、上海的 STEM研究中心、 上海云中心等,我省近两年厦门我省近两年厦门等发达地区正在开展STEM 教育项目式研究,福州市教科所开展教育部物 理教学渗透 STEM 教育实践研究课题。生物科学作为 STEM 教育中的核心科目更是占有举足轻重的作 用，但是人们关注较少，更多的是整合工程和技术，忽视了在我国教育课程体系下将 STEM 教育理念融 入单科教学。 因此通过本课题研究将为高中生物教学开展STEM 教育提供借鉴， 形成高中生物教学 STEM 1 教育模式。 课程标准的科学素养的提升和实验能力的提升就是STEM 素养中的科学素养和技术素养。 然而数学素养就更不用多说，高中生物作为理科的必修科目， 在学习过程中肯定有涉及数学知识的运用。 因此，高中生物教学中融入STEM 元素是可行的。 （（2 2）研究目标）研究目标 在高中生物教学中开展 STEM 教育，培养学生解决问题的能力、创新能力，提高学生核心素养，从 学科基本概念和规律、科学研究的思想方法、科学研究态度价值观、科学综合应用能力等方面落实培养 学生生物学科核心素养。为教育研究者进一步探索STEM 教育在高中生物学教学中的应用打下基础，为 STEM 教育教学提供基本思路。 ①理论层面进一步分析STEM 教育内涵和特点，丰富STEM 教育在高中生物教学中实践研究，梳 理生物学科中的 STEM 教育素材，以期能够对 STEM 教育在高中生物学教学实践研究领域做出一些补 充，为相关教育研究者进一步开展STEM 教育打下基础，为教学工作者开展STEM 教育的教学提供理念 参考和借鉴。 ②实践层面 建立完善的评价体系 STEM 的教育架构， 从多维度、 多层次和多领域的角度评价学生， 促进 STEM 教育与高中生物学教学进行深度融合，增加学生学习生物学兴趣，提高实践创新能力，促进 生物学核心素养形成。在教学中不断融入艺术、人文的内容，培养学生欣赏自然、欣赏美和珍爱生命的 情怀，形成 STEAM 教育理念下的全方面人才培养氛围 （（3 3）研究内容）研究内容 ①通过文献资料学习， 对国内外 STEM 教育及在生物学教学实践研究现状进行梳理； 总结目前STEM 教育理念的研究进展以及其在教学设计中的应用， 为本研究的教学设计撰写打下基础。结合生物学科特 点，初步构建适用于生物学教学中的STEM 教育教学模式； ②利用课堂观察方法，结合测试、调查问卷与访谈形式，探索利于STEM 教育的生物课程的课堂教学评 价方式；基于 STEM 教育理念的高中生物情境教学模式进行实践研究。 ③于 STEM 教育模式下生物学教学课例设计和生物学实践的开展，对STEM 教育教育的高中生物教学效 果进行分析，设计基于STEM教育理念的高中生物学教学设计流程， 系统的整理和分析高中生物教材中适 合融入STEM教育理念的章节，为教师进行教学改进提供可操作的教学策略与评价实践模型。 （4）预期创新点 ①融入 STEM 教育理念， 制定相应的教学目标以及合理的教学步骤，过程性评价与结果性评价并重， 促进学生对所学知识进行理解，增强学生应用多个学科知识解决生活实际 问题的意识，构建生物核心素 2 养教学策略与评价模型，为新课程标准实施提供参考。本研究将理念落实于教学实践，力图冲破长 久以来横亘在专家的“理论研究”和教师的“实际教学”之间的阻隔，丰富 STEM教育教育在高中生物中 的实践研究，以其为相关教育研究者进一步开展实践研究打下基础， 为生物课程教学改革提供实践范例， 并为教学工作者开展基于STEM教育的高中生物教学实践提供相应的参考。 ②基于 STEM 教育理念的高中生物学教学设计的模式， 设计教学流程图， 并在高中生物学中进行实证研 究,融合STEM教育的生物教学增加学习生物学兴趣。 ③研究以生物学科为主线，创设工程情境，以科学学科、数学、工程、技术为辅，提高学生合作探究能 力，实验设计能力、动手能力、表达交流能力，有利于核心素养的培养，体现了整合性教育理念，使生 物学不再是孤立的学科，使其更具有教育价值。 （5）研究方法和步骤 研究方法研究方法 ①文献研究法采用文献研究法查阅、搜集国内外有关研究动态， 借鉴有关研究成果， 进一步透析 STEM 教育的本质、内涵和特点，分析 STEM 教育在高中生物教学研究现状， 对国内外 STEM 教育研究与其在高 中生物学教学设计中的应用梳理总结。 ②课例研究与行动研究法通过设计教学设计案例，将其应用与教学实践中，通过分析综合，充分了解 基于 STEM 教育理念的教学设计在哪方面对学生的高中生物学有帮助， 旨在解决实际发生的问题， 边探索 边实践的研究方法。 ③课堂观察与问卷调查法采取课堂观察手段，记录课堂教学相关数据。利用调查问卷等分析教学行为， 从学生对学习生物学兴趣，教师常用的教学手段和方法，学生对STEM 教育教育的认识程度，基于课堂 观察与案例分析，对教师行为和学生行为数据进行的科学诊断，形成了基于数据的教学改进策略。 研究步骤研究步骤 第一阶段（准备阶段） 2020.62020.10，查阅文献、资料，研究课程标准，明确核心素养培养具体 内容，了解 STEM 教育国内外研究现状，学习 STEM 教育和课例研究相关知识，制定研 究方案，确定研究基本过程和方法； 第二阶段（实施第一阶段） 2020.102021.6，开展 STEM 教育理念的高中生物情境教学模式进行教 学设计，教学实施、教学反思等基本环节进行实践研究，探索建立有利于STEM 教育教学 典型课例，开发物理模型作品。