大数据背景下的STEM课程应用模式研究

摘 要：随着互联网的大力普及，数字化信息传播方式已经逐渐取代了纸质媒介，这就意味着以教材、教辅、黑板为主的课程教学已经不再适应当代教育体系。下面，笔者将结合自身实践经验，就大数据背景下的STEM课程应用模式做初步分析，以此希望为广大教师带来一些启发和希望。

关键词：大数据背景；STEM课程；启发；希望

传统的教育模式是建立在应试目标的基础之上。然而，随着全球一体化的趋势逐渐加深，各国之间的竞争力越来越激烈，其对人才的培养提高了更高的要求，我国传统的教育模式显然不再适应当今社会的发展。在此背景下，STEM课程教育出现在我国的教育试验中。STEM是科学、技术、工程、数学这四门学科的首字母缩写，STEM课程是指注重学生这四方面的综合素质能力教育。如何契合时代标准应用STEM课程教育模式将是本文探讨的重点话题。

一、 STEM课程的理念内涵

STEM课程不再只注重学生的考试分数，而是将科学、技术、工程和数学这四门学科进行跨越式联系，以此加强学生的理论知识构建以及实际运用能力。

STEM课程脱离了学生被动接受知识的学习模式，教师以辅助角色参与学生的学习，帮助学生在真实的情境体验和感受下完成知识的迁移过程，引导学生利用自然科学知识探究问题和解决问题，从而构建学生的认知能力、创新能力、分析能力等核心素养。

二、 STEM课程的应用策略

STEM课程改变了传统的教育目标，学生不再局限课本知识的学习，将视野更多地延伸到了实践技能中。所以，教师要采取不同的策略应用STEM课程教育模式，以此培养更多可持续发展的人才。

（一） 借助信息技术创设问题情境

大数据的到来开启了人工智能时代，这就使得教育资源变得越来越灵活化和多元化，比如：视频、影视剧、动画片、图片、声音等数字化教学文本，不仅如此，电子白板、电子书包、移动工具等多媒体设备为STEM课程的顺利实施奠定了扎实的物质基础。

以制作飞机模型为教育例子，教师可以从互联网上下载与飞机有关的视频片段、声音片段、图片等素材，通过形象生动的视听语言引导学生进入具体的学习情境中，然后结合相关情境向学生提出层次化的问题，比如：飞机为什么可以飞起来呢？它的原理是什么？飞机和鸟类的飞翔原理有哪些异同呢等，从而牢牢地抓住他们的注意力。

（二） 融合生活展开动手操作活动

STEM课程是诞生于大数据时代背景下的新兴事物，它摒弃了枯燥和乏味的教条式知识灌输，以贴切生活的科学、技术、工程和数学等学科为支撑点，注重学生在动手操作过程中的知识内化和吸收。

机器人是当今较火的话题，教师可以将机器人的学习和制作融合进STEM课程中，以此满足学生科学、技术、工程和数学的综合能力提升。教师不能直接让学生按照自己的思路和方案展开动手操作活动，要以启发性的方式指导学生完成机器人的设计和制作，从而让学生在实践过程中发现问题和思考问题。

（三） 构建共同分享和自主反思体系

STEM课程不仅注重学生的学习过程，还需注重学生的学习效果、学习态度、学习方法、学习动机、学习目标等事项。为此，学生在展现自己的作品时，不仅需要与其他学生共同分享自己的实验灵感、实验思路、实验创意等，还要针对自己在实验过程中遇到的问题、解决的方法等项目进行反思，以此总结经验和吸取教训，真正将知识学以致用。

三、 STEM课程的开发与建设

麻省理工教授福瑞斯特最早提出了学习力的概念，他认为学习不仅是理论知识的构建，更重要的是在学习活动中产生和获得的毅力、耐力、能力、动力、创造力等核心素养，从而将知识资源转换成知识资本。STEM课程以学生的学习力培养为开发和建设原则，强调学科之间的跨越式学习和实践，通过学生综合运用各种知识探究问题，以此深化他们的问题意识，从而使其透过现象看到本质。

STEM课程的跨学科学习不是将这四门学科进行简单相加，而是以某个针对性较强的主题为依托，将这四门学科有计划性和目的性地进行融合。科学内容包括物理、化学、生物等；技术包括软件开发、游戏编程、计算机服务等；工程包括通信工程、土木工程、机械工程等；数学包括统计、测量、建模等，STEM课程通过某个实用性较强、应用型较广、价值性较高的实验导向巧妙地将这四门学科涉及的领域进行统一结合。

游戏是学生兴趣较浓厚的事物，教师可以将此内容引入到STEM课程中。游戏的制作不仅需要信息技术，还需要利用公式进行计算，教师在引领学生学习游戏的设计原理、编程公式等理论知识后，让他们运用所学的计算機、数学、技术等知识自主设计一款小游戏，从而全方位地提升学生的核心竞争力。

四、 STEM课程的主题实验室建设

STEM课程的主题实验室是根据某个专一、细化的教育目标和教育课程进行布置和安排的场所，它的建设需要结合教师在课堂所要讲授的知识、学生设计实验需要的原料、器材等元素，以此最大限度地优化各种资源配置，从而有效地避免成本的浪费。

STEM课程的主题实验室不仅要包括基本的多媒体设备、教学工具、桌椅等，还要有符合STEM课程标准的系列教育资源，比如：打印机、传感器、数码相机等，以便让学生更能亲身体验到STEM课程的乐趣和魅力。

翻转课堂近几年来成为我国的教育热潮，其为STEM课程的有效施展提供了行之有效的范本。但是，STEM课程在我国教育体系中仍然处于空白阶段，其所面临的教育任务任重而道远，教师还需要焕发出担当的勇气，对STEM课程教育进行不断探索和完善，从而制定出符合本土的STEM课程应用模式，以便更好地建设我国社会主义现代化。

参考文献：

[1]余胜泉，胡翔.STEM教育理念与跨学科整合模式[J].开放教育研究，2015（4）：13-22.

[2]傅骞，刘鹏飞.从验证到创造——中小学STEM教育应用模式研究[J].中国电化教育，2016（4）：71-78.

作者简介：

阴志刚，吉林省长春市，吉林省长春市第二实验小学。