课题活页设计：《课题设计论证》-小学数学信息省级课题-STEAM教育在数学综合实践课中运用的实践研究

 活页编号  合肥市教育科学研究项目Z   J（材料中不允许出现姓名及单位名称）《课题设计论证》活页 说明：1. 活页论证供匿名评审使用。课题名称要与《申请书》一致。A4纸双面印，单独装订。2.申请人和课题组成员的姓名、单位名称等信息，统一用×××、××××××代表。活页中不能填写成果作者、发表刊物或出版社名称等信息。活页文字表述中不得直接或间接透露个人相关信息或背景资料。否则，取消参评资格，不进入评审程序。3. 与本课题无关的成果等不能作为前期成果填写。 课题名称 STEAM教育在小学数学综合实践活动课中运用的实践研究                                        课题设计论证1.选题依据：国内外相关研究的综述, 本课题独到理论或实践意义等。2.研究内容：研究目标、总体框架、主要内容、重点难点、研究对象等。3.思路方法：研究的基本思路、具体方法、研究计划、总体框架及其可行性等。4.创新之处：在理论或实践、研究方法等方面的特色和创新，预计有哪些突破。5.预期成果：成果形式、成果应用及预期社会效益等。6.研究基础：完成本课题的条件分析。 一、课题研究的背景和意义1.通过我们课题组的实践研究，对小学数学综合实践活动教学内容进行适当的分类，尝试发现其中同类课例在跨学科教学的规律，帮助更多的小学数学教师在课堂中开展常规STEAM教育；2.探索STEAM教育在小学数学综合实践活动课中应用的有效途径，归纳出一定的教学模式或活动流程，丰富教师教育教学方法；3.促使研究团队成员跨学科综合性学习，提高专业水平；4.通过课题研究，为其他学科开展类似研究提供借鉴二、课题国内外研究的现状目前我们很多学校的素质教育落实不够，大部分学校的教育理念还没有发生根本的转变，STEAM教育主要以课外的形式出现，难以受到更多的重视。在现阶段中小学开设的STEAM课程中，58.3%由教育研究机构和教育公司提供，自己单独开发占27.1%，教师团队开发占33.3%，学校与高校合作开发占12.5%。而基于常规学科教学来开展的STEAM教育几乎为零。主要是STEAM教育对老师的要求比较高，而现在国内师范类高校还没有开设针对STEAM教育专业，因此，公办学校的STEAM教育基本处于一个初级阶段。预计有哪些突破：(一)、通过STEAM教育理论学习，可以从一定程度上提高教师STEAM理论水平；(二)、通过开展课例实践研究，让STEAM教育理论学习和综合实践活动课课堂教学研究紧密结合，促进教师对综合实践活动课课堂教学进行创新性改革；(三)、实现STEAM教育和小学数学综合实践活动课的融合；(四)、形成一定的原创研究文献。课题研究的理论和实践意义1.调查分析小学数学综合实践活动课教学现状及教师STEAM教育理论掌握现状。通过调研，初步了解小学综合实践活动课在我区开展实施的现状，为后续的学习及课例研究做好铺垫。同时，对教师STEAM教育的调研，也帮助课题组进一步安排后续的理论学习提供方案制定依据。2.对研究团队进行STEAM教育理论学习。结合目前网络教学课例的分析和国家教育十三五规划的发展要求，进行相关理论的学习，提高教师对跨学科学习的理论水平。3.分析研讨小学数学综合实践活动课如何进行STEAM教育。结合课堂教学，团队进行分析，研讨数学知识点和跨学科学习如何结合，用怎样的备课模式、上课模式来引领教师尝试在教学中实现STEAM教育，从而进一步推进STEAM教育在数学学科中的发展。4.结合STEAM教育理论进行实践性活动，开展课例实例研究。在不同类型的学生生源学校开展STEAM教育实践，在课例研究过程中发现问题，研究问题，解决问题，从而不断优化课堂教学，最终形成可以广泛操作的教学模式。动手动脑的科技实践是STEAM教育的一大特色，也是整合多学科教学方式的切入点。这些实践，是综合科学探究与工程设计的活动，既有类似科学家开展的科学理论和科学建模等探究活动，也包含类似工程师为满足某一需求而进行的工程设计和建造等设计活动，因此可熏陶培养学生实践创新与人文底蕴等发展核心素养。通过专家引领，论文撰写，课例研究，多角度的分析、归纳研究过程中的各种案例，最终形成一定的理论研究成果，归纳出两者融合教学的备课、上课的参考模式，从而实现课题研究的应用价值。三、课题研究的概念界定本课题研究的核心概念有两个：STEAM、综合实践活动课。1. STEAM：代表科学（Science），技术（Technology），工程（Engineering），艺术（Arts），数学（Mathematics）。STEAM教育就是集科学，技术，工程，艺术，数学多领域融合的综合教育。从2015年9月教育部《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见〈征求意见稿〉》首次明确提出STEAM教育到2014年以来，浙江、山东、山西、陕西、天津、河南、四川、江苏、重庆等将STEAM教育科目列入教学、考试体系，把“软任务”升级“硬指标”，成为必修课，同步辅助应试教育的K12+教育新赛道诞生。 [4] 与此同时，中国的基础教育课程改革也正在向纵深推进，旨在通过改革来重建课程文化、知识体系和教学模式，以全面提升教育质量，加快创新型人才培养步伐。在此背景下，如何站在世界课程改革的版图中审视中国的课程改革，又如何让中国的课程改革成为全球课程变革中的一道亮丽风景线，不断引领全球课程变革的方向，这既是摆在中国课程改革面前的时代命题，更是破解中国教育发展瓶颈的必由之路。2.综合实践活动课：是我国当前课程改革中提出的一种新的课程形态，其内容主要包括信息技术教育、研究性学习、社区服务和社会实践以及劳动与技术教育。该课程强调学生通过实践，增强探索和创新意识，学习科学研究的方法，发展综合运用知识的能力，增进学校与社会的密切联系，了解必要的通用技术和职业分工，形成初步技术能力，培养学生的社会责任感。总之，这种新形态的课程对实现“四大支柱”教育，推进素质教育，改善教育质量有着十分重要的意义。而这种教育功能的实现要求该课程在实施过程中必须有正确的目标定位，先进的教育理念，适宜的实践主题，良构的实施环境和发展性的学习评价。四、课题研究的目标STEAM是一种教育理念，有别于传统的单学科、重书本知识的教育方式。STEAM是一种重实践的超学科教育概念。任何事情的成功都不仅仅依靠某一种能力的实现，而是需要介于多种能力结合。《STEAM教育在小学数学综合实践活动课中运用的实践研究》课题旨在通过一系列的培训活动、教育教学实践活动，提高参与教师对STEAM教育的认识，促进教师跨学科教学的能力，进一步推动小学数学综合实践活动课教学的课改。同时，在此过程中总结、归纳一些steam教育如何在常规学科教学中实施的方法、策略，为其他学科开展STEAM教育提供一定的依据。五、课题研究的内容、重点难点（一）课题研究的内容1.课题研究的内容本课题主要研究的内容为以下四个方面：1.调查分析小学数学综合实践活动课教学现状及教师STEAM教育理论掌握现状。通过调研，初步了解小学综合实践活动课在我区开展实施的现状，为后续的学习及课例研究做好铺垫。同时，对教师STEAM教育的调研，也帮助课题组进一步安排后续的理论学习提供方案制定依据。2.对研究团队进行STEAM教育理论学习。结合目前网络教学课例的分析和国家教育十三五规划的发展要求，进行相关理论的学习，提高教师对跨学科学习的理论水平。3.分析研讨小学数学综合实践活动课如何进行STEAM教育。结合课堂教学，团队进行分析，研讨数学知识点和跨学科学习如何结合，用怎样的备课模式、上课模式来引领教师尝试在教学中实现STEAM教育，从而进一步推进STEAM教育在数学学科中的发展。4.结合STEAM教育理论进行实践性活动，开展课例实例研究。在不同类型的学生生源学校开展STEAM教育实践，在课例研究过程中发现问题，研究问题，解决问题，从而不断优化课堂教学，最终形成可以广泛操作的教学模式。动手动脑的科技实践是STEAM教育的一大特色，也是整合多学科教学方式的切入点。这些实践，是综合科学探究与工程设计的活动，既有类似科学家开展的科学理论和科学建模等探究活动，也包含类似工程师为满足某一需求而进行的工程设计和建造等设计活动，因此可熏陶培养学生实践创新与人文底蕴等发展核心素养。通过专家引领，论文撰写，课例研究，多角度的分析、归纳研究过程中的各种案例，最终形成一定的理论研究成果，归纳出两者融合教学的备课、上课的参考模式，从而实现课题研究的应用价值。（二）课题研究的重难点：归纳总结如何在小学数学综合实践活动课中融合STEAM教育。六、课题研究的思路、方法1.课题研究的思路本课题首先收集整理相关理论文献，确定课题研究方向，制定课题研究方案；然后通过集中学习、专家讲座、调查发展的现状与水平专题研讨；再通过如何在小学数学综合实践活动课中融合STEAM教育专题研究，汇编活动案例。2.课题研究的方法本课题研究主要采用的方法为：文献研究法、行动研究法、观察法、经验总结法。（1）文献研究法：本课题研究的需要，了解幼儿体适能发展相关方面的知识，查阅《3—6岁儿童学习与发展指南》、《国民体质测定标准手册（幼儿部分）》等资料，通过分析、整理，寻找课题的理论和实践依据。（2）行动研究法：围绕幼儿园晨间体育活动组织、幼儿体适能发展情况评估等方面开展实践性探究，进行阶段性反思，不断提升课题研究的有效性。（3）观察法：在晨间体育活动过程中，通过观察幼儿基本动作技能的练习与发展，了解幼儿体适能发展情况，寻找晨间体育活动中的不合理部分，及时调整和完善晨间体育活动。    （4）经验总结法：对晨间体育活动中积累的实践经验进行总结，使得本课题研究的成果更有应用与推广意义。七、课题研究的实施过程（一）课题的研究计划1.准备阶段（2022年1月——2022年6月）（1）确定课题研究方向，收集整理相关文献，寻求课题研究理论依据。（2）明确课题组人员分工，设计课题研究方案，申报课题立项。2.研究阶段（2022年7月——2024年1月）第一阶段（2022年7月——2023年8月）（1）修改课题研究方案，进行论证，准备开题报告。（2）收集课题相关资料，通过专家讲座、集中学习等形式学习各年龄段幼儿体适能发展的详细目标与评定标准。（3）针对走、跑、跳、投掷、平衡、钻爬、攀登等基本动作技能，各年级组每周设计与组织晨间体育活动，每学期进行三次幼儿体适能发展情况检测。（4）设计与组织幼儿园晨间体育活动，汇编晨间体育活动案例。（5）制作幼儿体适能发展手册，了解幼儿在活动中体适能发展的情况，分析各阶段幼儿体适能发展情况。（6）举行晨间体育活动成果展示，每学期安排亲子展示、联盟网片展示等。（7）整理与收集前期相关成果，完成中期报告。第二阶段（2023年9月——2024年1月）（8）进一步实施课题研究，完善幼儿园晨间体育活动。（9）开展课题相关论文撰写。（10）完善幼儿体适能发展手册。3.总结阶段（2024年2月——2024年6月）（1）回顾课题研究过程，整理课题研究各类资料，汇编课题研究成果。（2）撰写课题研究报告，完成课题结题验收。八、课题研究预期成果的呈现形式 1.课题研究预期成果的呈现形式有：（1）课题研究方案、中期报告、结题报告。（2）幼儿园晨间体育活动案例汇编。（3）相关课题论文汇编、论文发表。（4）幼儿体适能发展手册编写。（5）晨间体育活动展示：亲子展示、展演等。  2.课题研究预期成果的应用 本课题研究预期成果将会应用在幼儿园一日活动开展中，形成适合本园的晨间体育活动，推动幼儿园打造体育特色园所。九、课题研究的条件分析（一）课题组人员情况1.课题顾问×××：××××××高级教师，合肥市第二批、第四批音乐学科带头人，合肥市第一届、第二届小学音乐学科培训基地专家队成员。主持的省、市多项课题结题，合肥市第三届优秀教科研成果二等奖。2.课题负责人×××：××××××校长，高级教师，主持的省、市多项课题结题；论文多次在论文评比中获一等奖。×××：××××××教师，一级教师，主持的市、区多项课题结题。3.课题组成员及分工XX：主持课题组全面工作，督促和协调各成员间的工作安排，收集和整理各阶段研究资料，为本课题提供经费保障，完成最终研究成果——结题报告的撰写。XX：课题召集人，负责活动的安排、组织、登记考勤等工作，拟定课题组管理制度，阶段性工作计划的制定及执行。XX：具体研究在课堂教学中指导学生有效积累的方法。ZJ：负责创编低年级经典诗文诵读手册，为学生课外积累开拓资源。XX：具体研究如何将信息技术与语文教学高度融合，让孩子们在情境中进行表达，提高学生的语言运用能力。WZJ：培养学生课外积累的兴趣，拓展课外积累的空间，尝试制作一些手抄报，举行积累成果展。XX：负责阶段性调查问卷的起草与落实工作，及时反馈学生在积累与运用中存在的问题并制定出解决方案。（二）课题的研究基础课题前期相关研究成果及社会评价：围绕本课题我们做了大量的文献搜集工作，查阅了大量的资料，并对搜集的资料进行了学习研究整理，提出了我们对 “STEAM教育在小学数学综合实践活动课中运用的实践研究”的认识和界定。我们已经着手进行全体教师参与的课题研究培训，提高大家对本课题的认识，指导开展有效教学的研究,获得了老师们的一直好评。（三）完成课题的保障条件本课题研究由××××××承担，完成课题研究的主要保障条件有以下几个方面：1.制度保障：制度是完成工作的有力保障，为了使课题研究有效、有序进行，课题负责人将课题组人员进行了合理分工，并明确其职责。课题组以课题研究为抓手，将研究的整个过程定位在“学习、设计、实践、反思、重建”，按课题研究进度在每学期做到围绕一个专题，订好一份阶段性研究计划，作好一次专题汇报，搞好一次系列研讨活动，写好一份阶段性研究总结，展示一次研究成果，积累一本研究资料，每位课题组成员撰写一篇有价值的研究论文和提供一个教学案例，每学年每个课题组成员发表或获奖一篇研究论文，以完善研究过程的各个阶段，达到过程化管理的目的。2.经费保障：学校在课题开展的两年中，为教师开展本课题研究提供充分的时间、政策及其它条件的保证。保证所需的各项经费，包括专家咨询费、资料费、印刷费、上网费、研究人员劳务费、研讨会议费等，提供所需的各种设备。研究资料获得：学校图书馆，学校的教师电脑，老师随时进行网上查询。3.科研手段 本课题研究主要采用的方法为：文献研究法、行动研究法、观察法、经验总结法。（1）文献研究法：本课题研究的需要，了解相关方面的知识，查阅资料，通过分析、整理，寻找课题的理论和实践依据。（2）行动研究法：围绕学生数学综合实践活动组织等方面开展实践性探究，进行阶段性反思，不断提升课题研究的有效性。（3）观察法：在教学活动过程中，通过观察学生动作技能的练习与发展，及时调整和完善教学活动。（4）经验总结法：对教学活动中积累的实践经验进行总结，使得本课题研究的成果更有应用与推广意义。   下表由评审专家填写，请与活页论证最后一页一起打印评审记录 专家评分评审专家初步意见专家签名   不建议立项主要原因 评审组总分 评审组意见 A.建议立项    B.不建议立项 STEAM资料部分可以选用 科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics） 合称STEM，是当今世界各国提倡的新教育理念。后来又提出了STEM + Art = STEAM，可能是人类审美的原因，艺术之美无处不在，艺术从各个角度各个方面融入了人类的创造和创作当中。1、ＳＴＥＡＭ教育ＳＴＥＡＭ教育重点通过课程实践性教学，让孩子们掌握各方面的技能和知识，培养创造力，沟通合作能力，解决问题能力；发现的孩子们的兴趣和特长，使孩子们更好的发挥自我，展现自我。 如果我们把学生定义在只能负担目前的基础知识教育的能力范围内，那么STEAM教育将是一个巨大的挑战。从ＳＴＥＡＭ教育结构图看出，而STEAM教育包含三大部分，基础知识、综合课程、课程实践。而在我们目前的教学中大部分都是基础知识的教育，课程实践运用部分很少。如何做好STEAM教育？我们先来分析下三大部分的关系。基础知识是根本，综合课程是核心，课程实践是手段。根据各阶段学生的知识基础，设计好的综合课程，通过课程实践教授综合课程，从而达到学习和运用基础知识的目的。１、定义出学生们要掌握学习的基础知识，依据基础知识设计出综合课程。２、综合课程就类似一个项目，包含了多种基础知识，提出各种项目要求，学生可以通过课程实践来完成课程。３、学生在课程实践当中，学习并运用基础知识，提出创造性的方案，使用各种技术方法和各种工具，与其他同学或老师沟通合作，解决实践中遇到的问题，按工程实践的方式完成一个个综合课程项目。2、基础知识基础知识，ＳＴＥＡＭ教育开展的基本条件，作为学生教育的目的就是学习知识和使用知识；因此基础知识是根本。人认知过程的知识体系是多种多样的；在设计创作，完成各种事情的过程当中，也必然基于这些基础的知识：文学知识、数学知识、语言知识、科学知识、哲学知识、艺术知识、技术方法等等。基础知识就好比原材料，供我们的大脑加工制造，创造出好的产品。 3、综合课程通常我们的理解是：在STEAM教育的开展前提是要有一定的基础知识的理解和掌握，这也正是目前教育在大学阶段才进行STEAM教育的原因。那我们如何在中小学阶段实行STEAM教育呢？在中小学阶段提出STEAM教育，综合课程的设计的非常具有挑战性。综合课程是STEAM教育的核心；综合课程是各学科的融合，来源于实际生活，与我们的生活生存息息相关的事物；学生易于提出自己的观点培养创新的意识。科学、社会、人文、历史、地理、生物都是与我们息息相关的，我们怎么提炼出适合各阶段学生的综合课程是关键。这给课程设计者提出了很高的要求。  4、课程实践课程实践，就是STEAM教育的教与学，老师起到导师的作用，学生以工程实践的方式进行学习。学生可以使用各种技术方法及工具完成课程，总结学习课程的知识点及内容。从课程的综合性可知，STEAM教育的另外一个挑战就是与综合课程相对应的全科教师，教师需要掌握各科目的基础知识，这样才能保证在教学当中教育和指导学生完成课程实践；这是一个开放性的课题，需要教师有深厚的知识储备。通常使用的技术方法头脑风暴自上而下的设计方法结构框图流程图思维导图表学生们在实践的过程中学习，实践也是兴趣的驱动力，在实践的过程中明白了知识的用途，体会到“书到用时方恨少”的滋味；促进学生主动去学习，带着目的去学习。5、STEM的历程：综合型课程及综合型教育对教育工作者提出了很高的要求；STEAM教育仍处于摸索和实验阶段。美国STEM教育在2007年才从本科阶段延伸到中小学阶段。 STEM在中国，在2017年STEM教育研究中心在北京成立。 6、实际调研调查美国华盛ＳＴＥＭ＝FUTURE READY 投票调查报告 STEAM教育和创客教育的区别和关联？ STEAM教育是将五大学科——科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Art）、数学（Maths）融合起来的教学。创客教育则是提倡开发自己的创意，通过软硬件将创意实现成具体物品，例如用3D One设计出3D模型然后再3D打印出来、利用Arduino编程制作出电子物件。从这两个含义可以很明显的区分，STEAM教育更讲究地是跨学科的“知识融合”，而创客教育重点在于将想法进行“实践创造”。两者本质上有着高度相似的共通点——创客活动需要STEAM教育提供知识理论基础的，例如3D One设计建筑物，需要了解相应的工程学、数学计算尺寸、艺术提高模型的美观。而创客实践则是STEAM教育的最终目的，就是知识体系只有帮助实物创造才能发挥作用，甚至成为可商业化的产品，联接教育与商业。两种教育理念如何联动，发挥1+1＞2的作用
如何将创客教育和STEAM教育融合更有效的课程体系里。她以修复一只蜘蛛的零部件为例，将解决问题—学习STEAM相关学科知识——3D设计——3D打印制作——解决问题完整的串联起来。首先，要了解机器蜘蛛运动的科学原料，厘清脚步零部件的作用。其次，针对零件的尺寸进行数学计算，其中涉及到求解圆弧半径的过程是应用数学知识解决实际问题的过程。最后，根据尺寸用3D One设计出3D模型并进行3D打印，进行组装。更详细的教学案例可以到i3DOne社区查阅李雯老师的改篇教学分享。然而关于创客教育跟STEAM教育结合的实例不仅如此，还能结合更多综合性学科，例如通过天文学和物理动力学知识，利用3D One设计出火星探测器并3D打印制作出来，因为参与到直接的3D设计和趣味制作，让枯燥的科学知识更加生动易学，并从实际制作中更能深刻理解知识点。“基于PBL的STEAM教学模式美、英等国较为成熟的主流方式，其沿用项目式学习和教学模式开展STEAM主题课堂探究。通常以问题的提出为起点, 在提出问题的基础上, 强调组建学习小组, 进行合作探究, 小组内确定学习目标并进行充分的学习, 以学生为中心, 教师指导下、协作项目产出并进行真实的多元评估。国内许多教育场所的哈克尼斯圆桌教学法就是其特色的展现。