基于stem教育理念的高中物理教学策略研究-董莉.pdf

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1、单位代码：卫壑一学 号：盐土璺鲤蝗。且硕士学位论文中文论文题目：基士曼!E丛熬直墨盒数直主趁矍熬堂筮堕噩窥英文论文题目：Research on the Strategy of Physics Teaching也SBiQ【旦igbbQ鲤旦g14 Qg!E丛鐾4Hg壁Qn幽QH匹论文作者： 董莸指导教师： 蕴缝蕴专业名称： 运篮生教堂i金研咒方向： 史堂曲里熬直敛堂噩究所征学院： 物理生由。王王攫堂医论文提交日期论文答辩日期迎生日!g2坌：2生目孤目史瓤印4盐L缸曼：挖昏纨n蛾密万方数据四川师范大学学位论文独创性声明本人声明：所呈交学位论文基王趔熬直理盒的高虫物堡教堂筮喹班皇L，是本人在导师整德蕴

2、指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。本人承诺：已提交的学位论文电子版与论文纸本的内容一致。如因不符而引起的学术声誉上的损失由本人自负。学位论文能毫锄 签字日期：幻，7年月7、日四川师范大学学位论文版权使用授权书本人同意所撰写学位论文的使用授权遵照学校的管理规定：学校作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者须授权所在大学拥有学位论文的部分使用权，即：1)已获学位的研究生必须按学校规定提交印刷版和电子版学位论文，可以

3、将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库供检索：2)为教学、科研和学术交流目的，学校可以将公开的学位论文或解密后的学位论文作为资料在图书馆、资料室等场所或在有关网络上供阅读、浏览。本人授权万方数据电子出版社将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公众提供信息服务。同意按相关规定享受相关权益。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名毒锄签字日期砂7年月夕日聊虢牦考，签字日印月日万方数据捕要基于STEM教育理念的高中物理教学策略研究课程与教学论专业研究生董莉 指导教师蒋德琼摘要很多情况下，传统的物理教学导致学生缺乏知识的结构性和综合素养，同时，学生所学物理知识与科学

4、、技术、社会生产和生活脱节，从而逐渐削弱了学生学习物理的兴趣。在新课改背景下，全国各地的学者、教师、教育组织、学校等都对高中物理教学提出新的思路与方法。近几年，STEM教育逐渐走入人们的视野。STEM由科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics)的英语首字母组成，它的出现意在打破学科之间的独立性从而将这四门学科进行集成，引导人们改变传统的思维习惯和教学方式。本文对基于STEM教育理念的高中物理教学的策略进行研究。通过文献检索，整理了STEM教育的产生与发展、内涵与意义、国内外STEM教育现状。并结合我国当前教育现状，在归纳

5、了STEM教育视野下高中物理教学目的、特点、原则和有效教学策略的基础上，从全社会的推进、STEM教师的培养、课程资源的开发、评价体制四个方面就促进基于STEM教育理念的高中物理教学提出有效措施。最后从新课教学、实验教学以及习题分析三个方面进行案例的分析讨论。通过以上的研究，希望能为高中物理单科教育走向综合化教育提供新模式和新思路，进一步激发学者、教师对基于STEM教育理念的高中物理教学实践进行更多的思考与探索。关键词：高中物理教学STEM教育STEM综合素养策略万方数据AbstractResearch on the Strategy of Physics Teaching in Senior

6、High SchoolBased on STEM Educational ConceptMajor：Curriculum and instruction theoryPostgraduate：Dongli Supervisor：Jiang deqiongAbstract： In many cases，Traditional physics teaching will make students lackstructural knowledge and comprehensive qualityMeanwhile，the physical knowledgeis disconnected fro

7、m science，technology,social production and living，whichgradually weakens studentsinterest in learning physicsUnder the background ofnew curriculum reform，scholars，teachers，educational organizations and schoolsfrom different parts of the country are all putting forward new ideas and methods forhigh s

8、chool physics teachingIn recent yearsSTEM education is coming intopeopleS visionSTEM is short for Science，Technology,Engineering andMathematicsThe emergence of STEM education has changed the traditionalunderstanding and thinking habits，and guided people tO rethink the connotation ofscience，technolog

9、y,engineering and mathematics，as well as the relationship betweenthemThis paper studies the strategy of physics teaching in senior high school based onSTEM educational conceptThrough literature retrieval，the paper summarized theemergence，development，connotation and significance，current situation at

10、home andabroad of STEM educationCombining current education，the paper summarizes thepurpose，characteristics and principles of high school physics teaching and effectiveteaching strategies in the field of STEM educationon this basis，the paper putsforward four effective measures from the aspects of th

11、e advancement of whole society，the cultivation of STEM teachers，the development of curriculum resources，thecapital investment and the evaluation systemFinally,the paper analyzes the casesfrom three aspects：the new course，the experiment and the exercisesThrough theabove research，hoping to provide a n

12、ew model and ideas for the comprehensiveeducation of physical education，and further stimulate scholars and teachers to think万方数据四川师范大学硕士学位论文more about the practice of STEM educationKey words：High school physics teaching，STEM education， STEMcomprehensive literacy，StrategyV万方数据目次目 次摘要。IAbstractIII目次1绪

13、论111选题研究背景与意义112 STEM教育的内涵213 STEM教育的产生与发展214国内外STEM教育研究现状5141国外STEM研究现状5142国内STEM研究现状一9143小结1215研究内容与方法12151研究内容12152研究方法132基于STEM教育理念的高中物理教学策略1421基于STEM教育理念的高中物理教学目的1422基于STEM教育理念的高中物理教学特点1523基于STEM教育理念的高中物理教学原则1624基于STEM教育理念的高中物理有效教学策略17241教学方法17242学习方法2025促进基于STEM教育理念的高中物理教学的有效措施21V万方数据四川师范大学硕士学

14、位论文251培养STEM教师，鼓励教师开发STEM第二课堂21252开发课程资源，组织专家、教师编写教材和资料22253建立STEM教育视野下的多元评价体制23254集合全社会的力量，加大资金投入力度与渠道233基于STEM教育理念的高中物理教学案例分析研究2431新课教学一24311万有引力定律的应用24312示波管原理2632实验教学2833习题分析30331选择题一3l332简答题33333实验题3534小结364结束语3741研究总结3742研究的反思与展望一37参考文献39致谢42在校期间的科研成果一43万方数据l绪论1绪论11选题研究背景与意义2001年教育部在基础教育课程改革纲要

15、(试行)中就课程结构、课程内容、课程目标以及课程的实施等提出了改革指导意见。物理作为自然科学的重要部分，与现代生活、科学、技术、社会的发展密切相关，也与学生所学的各个学科有着于丝万缕的联系。新课改强调物理知识在科学、技术以及社会生产、生活中的重要价值与应用。同时，鼓励教师、研究者整合设计教学内容和开发课程资源，也支持教师合理的利用各种校内外的课程资源，如实验室、图书馆、科技馆、工厂等。但在考试评价的背景下，教师在教学过程中往往会着重强调概念、定义、解题方法，使得学生学习物理的目的模糊、学习物理的兴趣降低甚至不知为什么要学习的物理，可以看出当前教育与现实生产、生活、科学、技术等脱节。虽然，教师在

16、教学过程中和习题中有时也会与当前科技发展、实际生活结合，但很多情况下也忽略了其背后所传达的意义。在飞速发展的科技创新背景下，STEM教育的出现意在弥补传统教育所出现的问题，STEM是由科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics)的首字母组成。与当前中国分科教学相比，STEM教育突破了学科之闯的独立性且重新定义了科学、技术、工程和数学的集成内涵，预示着学科教育应多关注学科之间的联系。就我国单科教学所暴露的问题，实施STEM教育有助于促进课程的改革，给课程改革提供了新的思路方法，给学生提供更加完善的知识背景，提高学生的综合素养

17、，为学生之后的学业选择、职业选择以及终身学习打下基础，从而培养具有STEM综合素养的人才。下面就基于STEM教育理念的高中物理教学有三方面的意义进行具体说明：第一，近些年来，工程教育一直在中学教育中缺失，技术教育也得不到重视，那么，STEM教育的引入对K12教育阶段中工程教育、技术教育的关注度与参与度都会有很大的提高。第二，通过基于STEM教育理念的高中物理教学，不仅能促进学生对物理更深入的学习，对学生学习、研究物理的兴趣和能力有很大的提升。它强调学生自主的进行科学设计与探究，从而培养学生的创新、设计、综合分析问题、有效解决问题等综合能力。第三，STEM教育增强了学生对STEM领域内容的认识和

18、STEM领域内容的兴趣和参与度，为学生在K12阶段教育之后的高等教育或职业教育提供了更多的选择性，从而学生会主动的追求STEM领域职业。因此，STEM教育既能在增加学生核心竞争力的基础上，又为我国科技创新人才做出贡献，提升我国核心竞争力。万方数据四川师范大学硕士学位论文12 STEM教育的内涵STEM教育集成了科学、技术、工程与数学，科学意在认识世界、解释客观规律，解决“是什么”、“为什么”的问题；工程强调集成建造，技术侧重于发明革新，在尊重自然规律、改造世界、满足人类社会发展需求的基础上，工程与技术则是回答社会实践中“做什么”、“怎么做”的问题；数学重在逻辑的推理，其将知识的获取方法、工具的

19、利用、创新生产的过程进行了统一，是科学、技术和工程发展必不可少的工具【1】。本文对STEM教育包含的四个学科内涵进行具体说明：Science(科学)：科学包括自然、社会和思维的知识体系。在教学过程中，科学被认为是建立在解释客观事物规律、现象等的知识系统，是将物理、化学、数学、生物等知识通过细化分类而形成的知识体系。Technology(技术)：技术泛指根据自然科学原理和生产实践经验而发展成的操作技能与方法，是驱动改变的白发性动力，是解决人类所面对的生产、生活问题的方式、方法、手段，标志性了生产力发展水平的事物，其包括了生存和生产工具、设备、语言、数字数据、信息记录等。而在教学过程中，技术则大多

20、在于教师使用的课程资源，以及学生在学习过程中使用以及接触的方式、手段等。Engineering(工程)：十八世纪，欧洲创造了“工程”一词，在人类文明逐渐发展过程中，工程逐渐发展成一门独立的学科。从广义方面，工程是由一群人在一段时间里协作活动从而达到某种目的活动过程。从狭义方面来说，工程是利用科学、数学、技术知识和手段，一群人有组织、有目的将一个或一些现实生活中的实体，包括自然或者人工的实体转化为具有预期价值的产品的过程。综合上述两个方面，就高中物理来看，工程已被简化为设计一个实验、解决一个问题、完成一个学习项目，但在过程中要依据科学、技术、数学的知识才能更好地完成该工程。Mathematics

21、(数学)：数学是一种变换、一个抽象的模型、一个符号系统，是运用数学语言来解释现实世界。数学分为纯粹数学和应用数学两大类，纯粹数学撇开了具体内容，主要研究事物的数量关系和空间形式，而应用数学则是在对医学、科学、工程、技术、经济学等的应用上表现出来。13 STEM教育的产生与发展1986年，美国国家科学委员会在本科的科学、数学和工程教育中首次提出SMET教育，其被视为STEM教育的开端。1996年，美国国家科学基金会发布了塑造未来：透视科学、数学、工程1】叶兆宁杨元魁集成式STEM教育：破解综合能力培养难题阴人民教育，2015：62-662万方数据1绪论和技术的本科教育，其中提出应当鼓励学校、政府

22、、企业等的合作，以及对SMET教育教师培养提出意见。2006年，美国公布的美国竞争力行动计划认为，如果美国今后的核心竞争力比其他国家低，就是因为美国当前对STEM的轻视和对STEM教育劳动力的投入的太少，计划要求美国应加大对STEM教育的研究力度，只有这样才能改善现状。2007年，美国国家科学基金委员会提出国家行动计划：应对美国STEM教育系统的紧急需要，其中指出STEM教育应该从本科阶段向K-12教育阶段延伸，并提出两点要求：加强STEM教育在国家层面上对本科阶段和K-12教育阶段的主导作用；增加对教师的培养以及师资问题的投入。2007年，美国国会在国家竞争力法中着重强调STEM教育的实施与

23、研究需要增加投入，并批准在2008年到2010年间STEM教育的研究与实践投资433亿美元，用于学生培养与鼓励和教师培训与津贴、中小企业的研发资金等。2009年，美国国家科学委员会向奥巴马政府递交了改善所有美国学生的科学、技术、工程和数学教育，强调了美国的科学、技术在世界的领先和指导地位是国家经济的繁荣和安全的必要条件。此外，国家应该把大学之前的STEM教育当做是国家建立领导地位的基础以及最重要的任务之一。委员会提出奥巴马政府动员应集合全国的力量支持美国学生发展成为具有高水平的STEM知识和技能的人才。2010年，美国在培养与激励：美国的未来实施K-12阶段STEM教育中提出了在未来10年内培

24、养10万名的STEM教师并建立1000所STEM学校的建议，以此来推进STEM教育的发展。2011年，美国经济顾问委员会、美国国家经济委员会和美国科技政策办公室联合发布了美国创新战略确保我们的经济增长和繁荣，其中要求奥巴马政府应尤其要重视STEM教育的教育改革，并提出当前美国学生应以世纪技能为目的来培养且被培养成世界一流的劳动力。同年，美国国家科学院研究委员在成功的K12 STEM教育：保障科学、技术、工程和数学教育的有效方法一书中提出，为所有学生提供STEM学科的优质教育对美国的国家竞争力很重要，但确定STEM学科中最成功的学校和方法是具有挑战性的。本书重点分析了STEM的科学和数学部分，并

25、概述了STEM学校和计划的标准，还确定了三个重要目标，包括学习STEM内容和实践、发展对STEM有积极倾向的学生、使学生成为终身学习者。书中指出成功的STEM计划将增加最终在STEM领域攻读高级学位的学生人数，增强STEM方面的劳动力，并提高学生的STEM素养，书中也强调扩大女性和少数民族在STEM领域的参与也至关重要。本书意万方数据四川师范大学硕士学位论文在能够为决策者、学校和区一级的决策者、州和联邦政府机构、课程开发人员、教育者以及家长和STEM教育倡导团体提供指南。201 1年，美国州长协会发布了制定STEM教育议程：州级行动之更新报告，就2007年美国州长协会提出的行动议程中的不足进行

26、归纳与修改，并且重新提出了详细的具体措施以对州级STEM议程起指导的作用。2012年，奥巴马政府发布了总统2012预算要求和中小学教育改革蓝图法案，法案中就推进STEM教育宣布了具体的计划，投入2亿600万来促进STEM的有效教学，并对STEM教师的培养提出了明确的规划与措施。2014年，STEM整合教育委员会公布了K12阶段STEM教育的现状、前景和研究议程，对K12阶段STEM教育从以下四个方面提出建议：K-12年级STEM的研究者、K12年级STEM教育的利益相关者、设计STEM教育方案人员、开发评估STEM教育的人员。2015年，奥巴马在国情咨文中突出强调改革STEM课程教育，同年(S

27、TEM教育法颁布并在STEM教育中归入了计算机科学。除以上所列的各种法案、报告之外，美国政府、组织、委员会等在STEM教育实施过程中还出台了很多文件来支持STEM教育的有效实施。纵观美国STEM教育的发展是在全社会的推动之下，其发展初期将关注点集中在本科阶段的STEM教育，之后STEM教育逐渐走入K12阶段。有数据显示，自美国实施STEM教育以来，美国学生的数学成绩、科学水平以及选择STEM相关领域的本科生和硕士生都显著增加了。此外，在美国STEM教育的影响下，全球多个国家就本国教育现状出发也在加强STEM教育提出法案等，以此来培养适应于飞速发展社会下所匹配的优秀劳动力，增强本国核心竞争力。对

28、我国而言，STEM教育属于外来词，但在我国提到STEM教育时，人们往往会与“创客”联系起来， “创客”也被认为是中国实现STEM教育的一种非正式学习模式。此外，自从2012年第二届STEM教育大会在北京召开以来，STEM教育逐渐成为教育改革的热点话题，很多学者、教师甚至地方政府都在教学中引入了STEM教育。之后，北京师范大学在2016年10月举办了第四届STEM国际教育大会，来自国内外的专家、学者从STEM教育的技术创新、学生职业选择以及STEM教学的设计、教学实践、学习理论、教师的教育与培训、评估等方面进行了交流，并对STEM教育的未来进行了展望【2】。随着STEM教育的影响，我国的研究者、

29、一线教师、政府、企业等都开始对STEM教育进行探索与实践，且也取得了一定的成果。【2】江丰光连接正式与非正式学习的STEM教育第四届STEM国际教育大会述评叨电化教育研究，2016(2)：53-614万方数据l：绪论14国内外STEM教育研究现状141国外STEM研究现状目前，STEM教育在国外的研究已经有一定的基础，本文将国外STEM教育研究现状内容分为两个领域：STEM教育的发展现状以及相关因素昀分析；整合STEM学科的案例开发、课程资源和教学策略。(1)STEM教育的发展现状以及相关因素昀分析David就当前学生接受STEM教育的数据中发现了美国在培养学生进行STEM职业有巨大挑战，解决

30、这个问题的障碍之一是学生根本不对STEM科目感兴趣或兴奋，因此许多公司正在派科学家和工程师进入学校，讨论以技术为中心的职业和现实生活中的经历，希望引起学生的兴趣。增加学生和STEM专业人员之间的互动可以帮助表明有可能研究STEM科目，此外，作者还讨论了一些结构化的方式来让企业可以支持学生的动手应用STEM科引31。Martha Cecilia等人对北卡罗来纳州2004年高中毕业班学生的定量数据进行分析，分析了高中STEM课程的时间、STEM相关课程的数量和这些课程的质量对学生决定追求大学STEM专业的影响，以及在高中期间掌握物理学和预期STEM专业是学生选择STEM作为主要学科密切相关的变量。

31、调查结果提出了几个政策建议：提供各种高中学习STEM经验以增强学生对STEM的兴趣；改变向女学生教授物理学的方法；提高STEM相关学术准备的质量；增加在学校提供数学、科学为重点的课程；并增加青年获得更多STEM相关的合作和课外体验的可用性【4】。Jonathan M Breiner和Shelly Shears Harkness就教师“STEM运动”中所持有的STEM概念让教师回答了两个问题：什么是STEM?STEM如何影响您的生活?发现尽管72教师对STEM有一定的理解，但对STEM的准确概念不明确，发现非STEM教师经常对STEM有负面的情绪，STEM教师对其持中立态度【5】。Pinnell

32、 Margaret等人介绍了STEM Fellow计划，题为“STEM教师的工程创新和设计”。该计划的目标是提高教师对工程创新和设计的认识，使他们能够为学生提供鼓舞人心的工程和创新经验，以及更好地向学生宣传潜在的职业领域和社会需求。在试点年度，10名教师和5名职前教师被派往学习工程知识，去到工程学院跟着工业导师学习。团队参与了各种活动，包括工程创新和设计项目，【3Steel DavidHow to Make STEM Education Cool for StudemsIJOUY Children：The National PTAMagazine2012(38)：22-23【4Martha C

33、ecilia,Steams Elizabeth,Mickelson，Roslyn Arlin,Mollet Stephanie，Parker Ashley DawnneRelationships among I-Ii曲School STEM Learning Experiences and StudentsIntent to Deelare and Declaration ofa STEM Major in College Teachers叨College Reeor,20155Jonathaa M Brehaer,Shellv Shears Harkness虢at is STEM?A dis

34、cussion about conceptions of SfEM jneducation and parmershipsmSchool Science and Mathematics,2012：3-lI5万方数据四川师范大学硕士学位论文以及由工业导师提供的更深入的设计项目。通过定性和定量评估的结果都表明，该计划成功地实现了计划目标【6】。美国青年政策论坛发表了简报，简介主要基于2009年3月美国青年政策论坛(A：下)对哥伦布和俄亥俄州代顿的实地考察，介绍了STEM教育的整体问题，并描述了俄亥俄州STEM战略的要素，包括建立全州STEM议程、创造推进STEM议程的能力、沟通和知名度在推进STE

35、M教育中的作用、STEM教育的区域方法、在学校一级的STEM教育的方法和挑战、从俄亥俄州的工作中学习的教训。以及对推进STEM教育的国家政策提出建议【7】。Beatty和Alexandra在研讨会总结：成功的STEM教育上总结了学生在1(-12学习期间学习STEM知识有助于智力发展、未来学习和工作的机会、职业选择以及他们对政治和公民做出明智决策的能力问题和独立生活的能力。同时讨论了STEM教育的重要性，描述了可以支持STEM学科成功的K12学校和计划的主要类型，并审查证明了这些学校类型的有效性的数据和研究，还总结了有助于使此类学校和计划有效的要素以及实施这些要素所需要的研究【8l。Sullyo

36、ullg Han等以STEM基于项目的学习(PBL)如何影响在美国的高需求学生的学术成就。参加者包括523名STEM教育PBL的高中学生和2688名在同一地区的非STEM教育PBL的学生。这项研究的结果表明，STEM教育PBL教学对西班牙裔学生在数学方面的成就有积极的影响，并且整合STEM教育PBL的课程可以帮助西班牙语的学生克服语言和文化差异，也改善了学生在教室里的沟通和协作技能【91。Yildirim和Bekir评估了STEM学科有效提高了学生的创造性和解决问题的能力、态度和兴趣，还提出一个关于STEM教育的实证研究大纲。研究结果显示，STEM教育对学生在学校成绩有积极影响，同时提高了学生

37、个人对STEM学科的态度【10】。Constan和Zachary等人认为美国的全球竞争力通常被认为是发展有能力的STEM劳动力的关键结果，然而此类计划的有效性超出组织者专业知识的评估技术。因此，为了实现对计划更加全面有效的衡量，进行物理外展计划的物理学家与教育研究人员合作分析，其结果分析表明：外展计划的参与者比非参与者更有【6Pinnell Margaret,Rowly James，Preiss Sandi,Franeo Suzanne，lust Rebecca,Beach ReneeBriaging the Gapbetween Engineering Design and 1(-12 Cu

38、rriculum Development through the Use ofthe STEM Education QualityFrameworkJJournal ofSTEM Education：Innovations and Research，2013(14)：2835【Advancing STEM Learning across the Educational Pipeline：Statewide E肋rts in OhioIssue Brief嘲American Youth Policy Forum，2009【3Beatty,AlexandraSuccessful STEM Educ

39、ation：A Workshop Summary川National AcademiesPress2011：100【9】Sun young H峨Robert M Capraro，Mary M CapraroHow science,technology，engineering,and mathematicsproject based learning affects high-need students in the USf1Learning and Individual Differences，20 16(5 1)：157-166【10Yildirirn,BekirAnAnalyses and

40、Meta-Synthesis ofResearch on STEM Education川Education and Practice，2016(7)：23-336万方数据I绪论可能在STEM中从事STEM教育和职业生涯，以巩固STEM职业生涯的坚实基础，且在高中毕业后还坚持从事STEM教育1l】。James Pitt考察了教师如何计划在“思维框架”方法中的将可持续发展教育与作为元认知的STEM教育进行创造性互动，为使用可持续发展背景的STEM活动可能引发学校及其更广泛社区内的批判性话语，从而为可持续发展教育创造新的机会，也为ESD提供机会12】。2015年NASA教育实施计划(NEIP)提供了

41、NASA在推进国家STEM教育和劳动力方面的作用，该文件详细概述了2015-2017年NASA教育实施计划的具体目的、所有NASA的教育工作的战略规划和管理的过程与原则、它还解释了NASA教育如何管理以及内部和外部需求如何推动这一战略【13】。Donald F Whalen和Mack C Shelley研究开发了一个综合了多个预测变量是如何影响学生的学位获得，并确定这些变量是如何影响学生选择STEM或非STEM专业【14】。Stubbs和Myers等调查了STEM教育在三个佛罗里达高中农业计划的整合并进行了多个案例研究。调查变量包括学生和教师的感知、教师教育、人口统计、STEM整合、STEM知

42、识、学生成就和参与、每个课程教学关于各种STEM学科和职业。研究表明STEM教育有效帮助学生的农业教育成绩提高，科学和技术在高水平的、可靠地整合，而工程和数学概念在个别案例中的一致性较差【15】。(2)整合STEM学科的案例开发、课程资源和教学策略Briera和Femprin等人设计了一个为期三年的从中学到大学STEM教育的虚拟房屋，主要的想法是将一个虚拟的房子带入教室，适应学习者和教师，从而控制STEM跨学科教育。在本文中，介绍了他们开发的软件-HOME IO的主要思想以及软件的主要特性，来自高中的50名教师表明，这种工具改变了教学方式且需要对教师进行新的培训16】。Grinnell和San

43、die等人就Maeda主张的在STEM教育缩写中增加“A”(Art，艺术)，艺术是促进我们国家经济进步所必需的创造力和聪明才智，STEAM通过允许他们了解知识和技能如何开发和应用跨领域，吸引学生更永久的学习，作者介绍了Hillsboro学区的Quatama老师在位于俄勒冈州的“硅森林”中优先为1 1Constan aehary,Spicer,Justina JudyMaximizing Future PotenfiM in Physics and STEM：EvMuating a SummerProgram through a Partnership between Science Outre

44、ach and Education Research四Journal of Higher EducationOutreach and Engagement,2015(191：117-13612James PittBlurring the boundaries：S1EM education for sustainable Development叨Design and TechnologyEducation，200914(1)：37-4813】NationalAeronauticsand SpaceAdministration，NASAEducationImplementationPlan2015

45、2017Z1，201514DonaM E Whalen，Mack C ShelleyAcademic SIICPx：$S for STEM and non-STEM majorJ。STEMEducation201011(1&2)：45-6015Stubbs Eric,Myers BrianMultiple case study of STEM in school-based agriculmral education阴Journal ofAgricultural Education,2015(56)：188-20316Briera,Femprin,Dannebicque，Mcoas，BvigarioHOME IO：a virtual house for control and STEM educationfrom middle schools to UniversitiesJIFAC Papers Online，2016(6)7万方数据四川师范大学硕士学位论文学生提供这些机会，同时为学生和教师的成果提供指导，与当地STEM和艺术专业人士建立伙伴关系，以及提供专业发展机会。本文介绍了从这些伙伴关系中产生的一个合作是如何发展为一个教学单元，例