我就是工程师

          ――听培生STEM课程专家、培训师郑良栋博士的《Stem教育于21世纪技能》有感

      2020年1月3月上午，去山海天青岛路中学聆听了STEM课程专家培训师郑良栋博士做的《Stem教育于21世纪技能》报告，非常感谢市教研室信息技术教研员的引领，我有了听取这一报告的机会。

      听了郑博士的报告，对“STEM”有了全面深入的认识。STEM，从字面上的理解就是包含科学技术工程和数学知识的项目式学习。郑博士给出“STEM”的定义：STEM是一种融合了大量的学术概念与现实问题的跨学科教学方法，学生利用科学、技术、工程和数学知识，解决学校、社会、工作和企业的实际问题，从而发展STEM素养，具备在新经济环境下竞争的能力。它的主要特点是：1.跨学科整合,以工程为主线；2.基于项目或问题的学习；3.解决真实问题下的学习；4.强调通过合作与探究解决问题；5.注重学习过程，允许学生出错；6.强调多元评价方式相结合。它与传统上课方式的区别是：学习目的是为了应用知识获得能力；学习内容为多学科交叉，师生关系是合作与探究学习；教师是学生学习的指导者、帮助者和协助者；学习方式上它是任务驱动，基于项目实践需要的协作与探究；学习评价为注意积累性表现输出产品的评价。他的典型教育模式是：1.基于真实情境的项目式教学；2.工程设计方法；3.5E教学法;4.协助探究的教学模式;5.连接场馆的教学。

      而听取了整个过程之后，我的理解是：STEM教育，就是一个项目式学习，学习过程中要运用到科学技术工程和数学等学科的知识。

      就以郑博士所讲的例子《制作肺活量计》来解释：活动引出――假设你是一名宇航员，要设计一个肺活量计来测出你呼吸的空气体积，然后计算出完成一次为期两天的太空旅行需要携带空气量。要完成这一活动需要以下几项：

      确定问题：你的任务是什么？

      进行研究：1.比较安静与运动后一分钟吸气和呼气的次数；2.按运动后选择的呼吸频率数值，分别计算你1小时、1天、2天大概需要的多少空气。

      设计可能的解决方案：思考如何利用所提供的材料，制造一个肺活量计，来收集你呼出的气体，并测出它的体积。画出草图表达你的设想（每位同学都画草图）。

      选择一种方案：与组内同学比较草图，并讨论，共同确定肺活量计的设计方案。

      设计并制作模型：准备所有的材料制作肺活量计

      测试模型：用肺活量计测量自己的空气量，并计算两天需要的空气量。

      评估并重新设计：你会如何个性设计使它更加完善。

      从这个案例就可以看出，设计肺活量计就是这个学习项目，而在完成这个项目的过程当中，需要使用到科学技术工程和数学知识，甚至还需要艺术方面的知识。而这所有的知识都是与无形当中使用的。而这个肺活量计设计的流程，适合于每一个学习项目。其实我们生活中的每一个操作性的任务的完成也都是这样的。还是用郑博士的一句话来说明：我们要炒一个菜，实际也就是完成炒菜这个项目，炒菜的流程，与制作肺活量计的流程是一致的，其中也是需要科学技术工程数学艺术等方面的知识的，如此说来厨师炒菜也就是工程师设计制作工程。

      再通俗一点的教学方法即工程设计教学法，实际就是发现问题，研究可能解决问题的方案，决定最佳方案，设计原型，测试原型。这应该就是STEM教育作用美国教育的建模思维方式与教育方式。其实这也是从我们生活的实例中提炼出来的教育方法，如果说教育就是解决生活中的问题，那么，最佳的教育方式就应该是这样的：发现问题，研究可能解决问题的方案，决定最佳方案，设计原型，测试原型。教育的过程就是发现问题解决问题的过程，参与教育过程中的的每一个人都是工程师。

      边听边思考：今后我们的教学当中，就可以确定学习项目，整合综合实践、信息技术、科学、美术等学科的课时，按照发现问题、解决问题（研究可能解决的方案，决定最佳方案，设计原型，测试原型及评价修改）的模式进行操作，从而实现培养学生为了拥有知识获得能力的目标。我们的数学小课题研究也基本上接近了STEM教育的模式。

      做好STEM教育，便可实现我们都是工程师的目标。