1、中學(xué)與大學(xué)聯(lián)手的STEM課程開發(fā)與實施研究開題報告一、選題緣由：選題的意義和價值，本課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀述評（一）基本內(nèi)涵課題名稱：中學(xué)與大學(xué)聯(lián)手的STEM課程開發(fā)與實施研究重點研究中學(xué)與大學(xué)聯(lián)手進行STEM課程開發(fā)與實施的實踐模式，以及以STEM課程開發(fā)案例為載體的教師專業(yè)發(fā)展實踐模式，從而為STEMB育模式在寧波市順利推進與高質(zhì)量實施提供可資借鑒的STEM課程開發(fā)與實施的模式。（二）研究背景與意義STEM課程是最近兩三年才從美國引入我國的新型科學(xué)教育模式，卻已在我省多地中小學(xué)教育實踐中迅速鋪開，卻面臨技術(shù)與師資力量不足的瓶頸。然而，在STEM課程項目開發(fā)上，當(dāng)前國內(nèi)外一些STE晚育機構(gòu)在學(xué)校

2、之外開發(fā)的STEM課程套裝項目，存在著不適應(yīng)學(xué)校與學(xué)生實際的現(xiàn)象，缺乏針對性、適應(yīng)性與可行性，且缺乏及時反饋與跟進指導(dǎo)。本課題的理論與實際應(yīng)用價值體現(xiàn)在如下三個方面：第一，可以為STEM教育模式在我市順利推進與高質(zhì)量實施提供可資借鑒的STEM課程開發(fā)與實施的模式。第二，可以使一線學(xué)校真正成為STEM課程開發(fā)與管理的主體，開發(fā)出適應(yīng)學(xué)校與學(xué)生實際的高質(zhì)量STEM課程，確保STEM教育質(zhì)量。第三，可以使一線教師真正掌握STEM課程開發(fā)與實施的關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)可持續(xù)專業(yè)發(fā)展。（三）國內(nèi)外研究現(xiàn)狀述評STE岷育是從美國傳入我國科學(xué)教育新模式。在STEMM程開發(fā)與教師專業(yè)發(fā)展研究方面，集中匯集美國STEM

3、育研究成果，同時又提出未來研究方向的有兩個大型研究項目。第一個研究項目是國家研究委員會于2010-2011年進行的“成功實施K-12年級STEM育的學(xué)校或項目”研究，重點研究成功實施STEM教育的途徑與條件。第二個研究項目是美國國家工程院與科學(xué)研究委員會于2011-2013年實施的“K-12年級整合性STEM教育的性質(zhì)與潛在價值”研究，重點研究STEM教育領(lǐng)域跨學(xué)科整合的方法、效果與影響因素。另外，2017年美國教育周刊雜志發(fā)表“STEM教育熱點”專刊，指出當(dāng)前STE晚育研究熱點聚焦如下幾個方面：大學(xué)支持下的STEM師專業(yè)發(fā)展，真實世界的STEM可題，校內(nèi)外STEM1程項目開發(fā)與實施，促進ST

4、E岷育實施的教育政策，建立STEMM程實施的實踐社區(qū)，藝術(shù)在STEMM程中的融入方式等。這些研究成果為本課題研究提供了堅實的理論與方法基礎(chǔ)。2012年我國上海教育雜志第4期首次集中介紹美國STEMB育政策。2015年開始陸續(xù)出版華東師大趙中建教授主編的美國STEM教育研究叢書。2016年教育部頒布教育信息化“十三五”規(guī)劃，STEM教育研究呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長態(tài)勢，2017年，最為重要的研究文獻當(dāng)屬中國教育科學(xué)院發(fā)布的2017年中國STEM嗷育白皮書，分析了我國STEM嗷育時代背景、STE岷育內(nèi)涵、我國STEM育現(xiàn)狀與主要問題，提出了“中國STE晚育2029創(chuàng)新行動計劃”。二、內(nèi)容：本課題研究的基本

5、思路、研究目標(biāo)、主要內(nèi)容、研究方法和重點難點分析(一)基本思路方法高校-中小學(xué)聯(lián)手的STEM課程開發(fā)與實施模式研究階段研究方法發(fā)現(xiàn)與界定問題研究內(nèi)容1、學(xué)校STEM課程開發(fā)需求問題2、 STEM1程開發(fā)與實施的機制問題3、 STE檄師專業(yè)發(fā)展的機制問題1、運用問卷調(diào)查法與訪談?wù){(diào)查法收集學(xué)生、教師、學(xué)校、社區(qū)需求資料，運用SPSSNVIVO軟件進行分析評估2、運用集體審議方法，確定STEM課程開發(fā)與教師專業(yè)發(fā)展的組織與制度制訂行動計劃研究內(nèi)容1、根據(jù)學(xué)校STEM!程需求分析評估結(jié)果確定符合需要的STEM課程開發(fā)意向2、根據(jù)課程開發(fā)意向制訂STEM課程開發(fā)實施計劃與組織、制度建設(shè)計劃3、根據(jù)STE

6、M課程開發(fā)實施計劃制訂教師專業(yè)發(fā)展計劃與組織、制度建設(shè)計劃研究方法運用集體審議方法：確定符合需要的STEM程開發(fā)意向、制訂STEMiM程開發(fā)實施計劃與組織制度建設(shè)計劃、制訂教師專業(yè)發(fā)展計劃與組織制度建設(shè)計劃研究內(nèi)容X實施與記錄行動A乂反思與調(diào)整行動1、建立開發(fā)實施STEM1程與實現(xiàn)教師專業(yè)發(fā)展的組織與制度2、實施STEM課程開發(fā)與教師專業(yè)發(fā)展計戈L大學(xué)專家與學(xué)校教師團隊共同參與：(1)研究STEM課程知識內(nèi)容深廣度(2)研究STEM課程知識內(nèi)容整合線索(3)設(shè)計具體STEM程項目(4)設(shè)計STEM課程項目方案(5)編制STEM項目配套教材(6)研究STEM課程課堂教學(xué)與學(xué)習(xí)行為的有效性研究方法

7、1、運用內(nèi)容分析法和NVIVO軟件分析科學(xué)知識內(nèi)容，確定深廣度2、運用項目設(shè)計方法、工程設(shè)計方法研究知識內(nèi)容整合線索3、運用頭腦風(fēng)暴收集具體項目創(chuàng)意4、運用集體審議方法確定具體項目5、運用目標(biāo)模式方法設(shè)計課程方案與配套教材6、運用課程例研究、課堂觀察研究相結(jié)合方法研究課堂教學(xué)與學(xué)習(xí)行為有效性研究內(nèi)容1、反思學(xué)校需要與問題定位2、反思行動計劃、組織與制度設(shè)計3、反思行動過程、組織與制度運作過程4、反思確定下一輪的四階段行動研究方法1、技術(shù)性反思:原理、方法的運用情況2、詮釋性反思:與教育標(biāo)準(zhǔn)一致性情的3、批判性反思:需要、機制、計劃、行動背后假設(shè)的合理性(二)研究目標(biāo)申請人計劃通過三年的研究，實

8、現(xiàn)如下三項具體目標(biāo)：1 .提出中學(xué)與大學(xué)聯(lián)手開發(fā)與實施STEM課程的實踐模式。2 .開發(fā)出適合學(xué)校與學(xué)生實際的STEMM程項目與配套教材并檢驗其有效性。(三)研究內(nèi)容為了實現(xiàn)上述二項研究目標(biāo)，根據(jù)STEM課程開發(fā)與實施過程的技術(shù)環(huán)節(jié)構(gòu)成和執(zhí)教STEMM程教師專業(yè)能力發(fā)展需要，本課題包括如下六項研究內(nèi)容，其中前五項屬于構(gòu)成STEM課程開發(fā)實施過程的“內(nèi)容要素”，后一項(即6項)則屬于保障STEM課程開發(fā)實施過程順利運作(組織與制度)。每項研究內(nèi)容的具體目的與具體內(nèi)容的說明：1.中學(xué)與大學(xué)聯(lián)手進行學(xué)校STEMM程需求分析與評估(1)研究目的：確保STEM1程項目創(chuàng)意與課程方案對學(xué)生、教師、學(xué)校、社

9、區(qū)的適應(yīng)性。(2)具體內(nèi)容：該項研究涉及如下四個內(nèi)容維度的需求調(diào)查與分析評估：學(xué)生、教師、學(xué)校(學(xué)段特點、教學(xué)管理、學(xué)校發(fā)展要求)、社區(qū)(與學(xué)生生活密切相關(guān)的家庭、社區(qū)、地方經(jīng)濟文化現(xiàn)實與發(fā)展要求)。(3)研究方法：運用問卷調(diào)查法與訪談?wù){(diào)查法收集學(xué)生、教師、學(xué)校、社區(qū)需求資料，運用SPSSNVIVO軟件進行分析評估；運用集體審議方法，確定STEMM程開發(fā)與教師專業(yè)發(fā)展的組織與制度。2 .中學(xué)與大學(xué)聯(lián)手進行STEM課程知識內(nèi)容的深廣度研究(1)研究目的：既確保STEM1程項目對科學(xué)知識內(nèi)容深度與廣度要求的合宜性，又確保STEMM程項目問題解決的可行性，讓學(xué)生在STEM目學(xué)習(xí)過程中能夠根據(jù)項目問題

10、解決的需要，綜合地組織相關(guān)科學(xué)知識內(nèi)容，探索問題解決方案。(2)具體內(nèi)容：分析尋找每個STEM課程項目所涉及的科學(xué)知識內(nèi)容，參照科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)要求，確定知識內(nèi)容的深度上限與廣度邊界。(3)研究方法：運用內(nèi)容分析法和NVIVO軟件分析科學(xué)知識內(nèi)容，確定深廣度。3 .中學(xué)與大學(xué)聯(lián)手進行STEM課程知識內(nèi)容整合線索研究與STEMM程項目領(lǐng)域設(shè)計(1)研究目的：尋找STEMM程知識內(nèi)容整合的價彳1線索與邏輯線索，依據(jù)這些整合線索設(shè)計出STEMM程項目領(lǐng)域。(2)具體內(nèi)容：分別運用項目分析與工程設(shè)計的方法，分析將科學(xué)知識內(nèi)容進行價值整合與邏輯整合聯(lián)系的具體線索；既包括同一學(xué)科知識內(nèi)部的聯(lián)系，也包括不同學(xué)科

11、知識的跨學(xué)科聯(lián)系；根據(jù)以上兩種整合線索，提出STEMM程項目創(chuàng)意；依據(jù)需求分析結(jié)果與相關(guān)知識的深廣度分析結(jié)果，論證STEM課程項目創(chuàng)意的合理性與可行性，從而確定STEMM程項目領(lǐng)域。(3)研究方法：運用項目設(shè)計方法、工程設(shè)計方法研究知識內(nèi)容整合線索；運用頭腦風(fēng)暴收集具體項目創(chuàng)意；運用集體審議方法確定具體項目。4 .中學(xué)與大學(xué)聯(lián)手STEM目課程方案研究與課程項目配套教材設(shè)計(1)研究目的：把STEM1程項目創(chuàng)意變成課程項目方案與配套教材。(2)具體內(nèi)容：分析特定項目創(chuàng)意領(lǐng)域，分析相關(guān)知識深廣度與學(xué)生需求，確定具體課程項目；依據(jù)具體課程項目，運用目標(biāo)模式開發(fā)技術(shù)，設(shè)計課程綱要或課程方案；依據(jù)課程方

12、案實施要求，選擇教學(xué)資源，設(shè)計學(xué)生經(jīng)驗，編制配套教材。(3)研究方法：運用目標(biāo)模式方法設(shè)計課程方案與配套教材。5 .中學(xué)與大學(xué)聯(lián)手STEM目課程課堂教學(xué)與學(xué)習(xí)行為有效性評價研究(1)研究目的：研究課堂教學(xué)與學(xué)習(xí)行為的有效性，驗證與評價STEM課程項目效果，探索適合STEM1程的教學(xué)評價與學(xué)習(xí)評價方式。(2)具體內(nèi)容：制定課堂教學(xué)與學(xué)習(xí)行為表現(xiàn)性評價標(biāo)準(zhǔn)；設(shè)計課堂行為觀察量表，包括定量編碼記錄量表與定性描述記錄量表；實施STEM1例研究與課堂觀察分析，收集課堂教學(xué)與學(xué)習(xí)行為資料；運用SPS必計軟件與NVIVO軟件分析資料。(3)研究方法：運用課程例研究、課堂觀察研究相結(jié)合方法研究課堂教學(xué)與學(xué)習(xí)行

13、為有效性。6 .中學(xué)與大學(xué)聯(lián)手開發(fā)與實施STEM1程的運作機制研究(1)研究目的：研究保障STENM程開發(fā)實施過程順利運作的組織、制度。(2)具體內(nèi)容：課程開發(fā)組織：學(xué)校STEM課程改革領(lǐng)導(dǎo)小組、STEM課程教師開發(fā)團隊；開發(fā)實施制度：STENM程開發(fā)實施的責(zé)任、時間、順序、協(xié)調(diào)、硬件與軟件支持制度。(3)研究方法：運用集體審議方法：確定符合需要的STEM課程開發(fā)意向、制訂STEM課程開發(fā)實施計劃與組織制度建設(shè)計劃、制訂教師專業(yè)發(fā)展計劃與組織制度建設(shè)計劃。(四)擬突破的重點與難點分析本課題研究重點是：中學(xué)與大學(xué)聯(lián)手的STEMIM程開發(fā)的實踐模式以及與這種課程開發(fā)實施過程。本課題研究難點是：ST

14、EMM程項目開發(fā)與配套教材設(shè)計。（五）研究方法根據(jù)行動研究的四個階段構(gòu)成一輪完整研究循環(huán)的研究設(shè)計，本課題計劃以每一個年度作為一輪研究循環(huán)，開發(fā)與實施一個STEM課程項目、編寫一套配套教材，每個課程項目實施的計劃教學(xué)時數(shù)為28學(xué)時。開發(fā)STEM課程項目、編制配套STEM教材；實施該課程項目，開展教學(xué)實踐，同時圍繞這個課程項目的實施，進行課例研究與課堂觀察研究，檢驗課程項目的有效性，檢驗教學(xué)與學(xué)習(xí)行為的有效性，檢驗任課教師進行STEM課程開發(fā)與實施工作的專業(yè)能力發(fā)展情況，并反思確定下一輪研究任務(wù)。這樣，每年完成一輪研究循環(huán)，兩年時間計劃進行兩輪研究循環(huán)，開發(fā)與實施兩個STEM課程項目。2018年

15、6月-2019年6月（第一輪研究循環(huán)）2018年6月-2018年12月開發(fā)實施第一個STEM課程項目，編制第一套配套教材。2019年1月-2019年6月實施第一個課程項目，并開展上述所有研究工作。2019年7月-2020年6月（第二輪研究循環(huán)）2019年7月-2019年12月開發(fā)第二個STEM課程項目，編制第二套配套教材。2020年1月-2020年6月實施第二個課程項目，并開展上述所有研究工作。2020年7月-2021年2月根據(jù)兩年的STEM課程開發(fā)與實施過程資料、課例研究與課堂觀察研究資料，以及對兩輪研究循環(huán)的反思調(diào)整情況，重點總結(jié)中學(xué)與大學(xué)聯(lián)手開發(fā)與實施STEMM程的技術(shù)細節(jié)與運作機制、以STEM課程開發(fā)與實施案例為載體的教師專業(yè)發(fā)展過程與運作機制，并發(fā)表相應(yīng)成果。第一個項目已經(jīng)在藍青學(xué)校初一8個班，共340名學(xué)生。每周一節(jié)課開始實施。根據(jù)課堂觀察，從學(xué)生學(xué)習(xí)的投入程度看，學(xué)生“喜歡”的比例超過了80%且男生的喜歡程度還要略高于女生。已錄制了56節(jié)的課堂錄像，并永久保存了有代表性的課堂錄像。已記錄了近10萬字的課堂實錄。三、預(yù)期價值：本課題理論創(chuàng)新程度或?qū)嶋H價值，成