STEM教育中促进小学生空间思维发展的教学策略研究

来源 :华中师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wenhao_andy
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空间思维是一种基础性的心理能力,当判断物体的位置、形状、相互关系以及移动的路径时都会用到它。STEM教育既需要空间思维的参与,同时也以促进空间思维发展为目标。所以,本文探讨了在STEM教育里如何通过教学策略促进空间思维的发展。首先,本文在大量阅读国际上有关培养空间思维的文献的基础上,选取了引用率较高、培养效果较好的三个典型案例;通过分析案例中所采用的培养方式,总结相关培养经验;依据相关理论研究对所得经验进行丰富和推广,从而提出三条旨在培养不同空间子能力的教学策略。其次,本文依据所提出的教学策略,设计了三节STEM示范课程,并在理论上说明课程如何基于教学策略研发,在教学活动中展示教学策略如何在课程中应用。最后,本文将三节STEM课程应用于A小学,通过临床法、访谈法和任务单分析的质性研究方法,探索教学策略对于小学生空间思维发展的影响。具体来讲,本文的主要工作有:(1)教学策略的设计与构建。笔者从工程制图活动、图形旋转任务和摄影学习活动的典型案例中分别得到了有关培养空间可视化、心理旋转和空间定向能力的启发,结合相关理论对所得启发进行丰富和完善,从而提出通过“绘制设计图与制作实物模型”促进空间可视化能力发展、通过“旋转3D模型与手势模拟”促进心理旋转能力发展和通过“观察与语言描述3D模型的相对位置”促进空间定向能力发展的教学策略。之后,本文进一步对教学策略何以促进空间思维发展做出理论解释,对教学策略如何在STEM课程中应用做出活动说明。(2)基于策略的STEM课程研发。本文基于三条教学策略设计了三节STEM课程:《手工制作斜拉桥》、《3D打印斜拉桥》与《寻找正确的视角》,并详细描述了每节课程的学习目标、活动环节、活动内容与设计意图。其中,学习目标体现了本节课对于学生的培养要求(包含空间思维方面)、活动环节与活动内容体现了教学策略在STEM课程中的应用,设计意图解释了活动设计的目的与意义。(3)基于策略的STEM课程实践。笔者作为授课教师,在A小学六年级3班开展了 STEM教学实践,以分析和检验教学策略的有效性。通过临床法,研究学生在完成空间任务时的表现;通过任务单,分析学生学习目标的达成情况;通过访谈法,了解学生在课堂学习中的感受。总之,本文以质性研究方法,探讨了教学策略对于学生空间思维发展的影响。本文的创新成果体现在:一是在大量阅读国内外相关理论文献及培养空间思维的典型案例的基础上,提出了三条面向STEM教育的空间思维培养的教学策略;二是本文主要采用了临床法、访谈法和任务单分析的质性研究方法探索教学策略的有效性,通过观察学生在完成空间任务时的表现,分析教学策略在STEM课程中如何影响学生空间思维发展。本文的不足之处主要在于本人缺乏教学经验,与实验班级的学生不够熟悉,教学能力上的问题会对教学策略及课程实施效果产生影响,后续需要不断提升自己的教学水平,避免与教学策略本身无关的因素对于研究实施产生影响。
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