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未来制造™创新教育活动课程设计理论基础

一、皮亚杰的认知发展阶段理论

皮亚杰认为个体从出生至儿童期结束,其认知发展要经过四个时期:(1)感知运动阶段(出生至二岁),个体靠感觉与动作认识世界;(2)前运算阶段(二至七岁),个体开始运用简单的语言符号从事思考,具有表象思维能力,但缺乏可逆性;(3)具体运算阶段(七至十一二岁),出现了逻辑思维和零散的可逆运算,但一般只能对具体事物或形象进行运算;(4)形式运算阶段(十一二至十四五岁),能在头脑中把形式和内容分开,使思维超出所感知的具体事物或形象,进行抽象的逻辑思维和命题运算。

皮亚杰的认知发展理论教育价值在于:他认为学习是儿童进行发明与发现的过程,教育的真正目的并非增加儿童的知识,而是设置学习环境,让儿童探索,主动学到知识,依靠自己的力量解决问题。他认为认知发展是呈阶段性的,处于不同认知发展阶段的儿童其认识和解释事物的方式与成人是有别的。因此要了解并根据儿童的认知方式设计教学,如果忽视儿童的成长状态,一味按照成人的想法,只会给儿童带来压力和挫折,让他们感到学习是一件痛苦而不是有趣的事,扼杀了儿童学习的欲望与好奇心。


二、STEAM教育理论

从STEM到STEAM

STEM 是科学(Science)、技术(Technology)、工程( Engineering)和数学(Mathematics) 四门学科的缩写。STEM教育不是将科学、技术、工程和数学知识进行简单叠加,而是强调将原本分散的四门学科内容自然组合形成整体,其核心理念就是在科学素质养成中形成知识全景图,是系统性的学习。2013年5月,为了加强美国科学、技术、工程和数学领域后备人才的培养和储备,继续保持美国在国际竞争中的领先地位,在奥巴马总统的主导下,美国国家科学与技术顾问委员会向国会提交了《联邦政府关于科学、技术、工程和数学(STEM)教育战略规划(2013—2018年)》,对美国未来5年STEM教育发展战略目标、实施路线、评估指标做出了明确部署。这个规划对提升美国的核心竞争力起到战略支撑性作用。2014年6月英国皇家学会发布了题为《科学和数学教育愿景》的报告,展望未来20年的教育,提出要把科学和数学置于教育中最重要地位。目标是要保持英国在科学和技术领域的领先地位。
STEAM由美国弗吉尼亚理工大学学者亚克曼首次提出,STEAM中的A是指艺术,包括美术、音乐、语言、人文等学科。将艺术加入STEM课程学习,主要希望提升孩子的自信,进一步培养儿童的抽象空间的理解能力。
通过将STEM变为STEAM,青少年将通过一系列自主开发的跨学科活动课程,提升对艺术美的鉴赏,融合对科学规律的理解,在激发创造力的同时也陶冶了情操。在学习这些课程的同时,学生通过自主思考,与同伴的对话,小组的合作,都将在共同学习的环境下实践沟通和领导的艺术,为成为创新人才的全面发展奠定了基础。
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