STEM項目學生研究手冊

郝瑞輝

“STEM項目學生研究手冊”慕課以達西.哈蘭德（美）編著的《STEM項目學生研究手冊》為藍本，由中國青少年科技輔導員協(xié)會委托《中國科技教育》雜志社和江蘇漢博教育培訓中心共同制作，并于2015年12月28日2016年3月18日在線開課，課程凈時長為7周。共有來自全國20多個省區(qū)市的651名科技教育工作者參與這次免費的在線學習課程，其中71名學員通過自身努力完成了全部課程要求，獲取了結(jié)業(yè)證書。

該慕課課程適合指導學生開展科學研究項目的廣大科技輔導員、科學教師，同時也適合希望開展科學研究項目的中學生。課程系統(tǒng)介紹了研究者應如何完整地開展一項科學研究，從實踐操作的角度提出了非常具體而實用的建議，以幫助教師在科學研究過程中的不同階段對學生進行指導。此外，該課程結(jié)合授課專家團隊豐富的科研、賽事評審，以及學生科研項目指導經(jīng)驗，課程中使用了大量真實的青少年科技創(chuàng)新賽事案例，對教師指導學生開展研究性學習，參加青少年科技競賽或科技社團活動等都有實際的指導作用。

課程簡介

“STEM項目學生研究手冊”慕課課程由3個部分14個章節(jié)共26節(jié)課程視頻組成，每節(jié)課程視頻講授1個知識點，視頻長度8-25分鐘。課程主要內(nèi)容共分為課程導引，開展STEM研究項目，以及參賽指南3大部分，詳見圖1。

課程導引作為慕課課程的開篇，主要介紹了課程的內(nèi)容框架，幫助教師了解課程背景，迅速進入學習環(huán)境中，并作好課程的相關準備。第二部分內(nèi)容為本課程的核心，帶領參培教師體驗完整的STEM研究項目的開展過程。從確定選題、進行研究設計、開展背景研究、撰寫研究方案，到進行研究記錄、分析、解釋和展示數(shù)據(jù)，再到最后撰寫論文和進行交流，系統(tǒng)地介紹了項目研究者應如何完整地開展一項S7EM項目研究，從實踐操作的角度提出了非常具體而實用的建議。最后，為幫助教師指導學生開展研究性項目參加青少年科技類競賽，課程特設立第三部分“參賽指南”，通過對全國青少年科技創(chuàng)新大賽、英特爾國際科學與工程大獎賽等賽事介紹，以及名家名師對典型獲獎案例的評析，對教師指導學生參賽提供實用的參考。

課程設計與實施

在課程設計方面，課程設計者圍繞每章知識點進行教學設計，形成以視頻為主的教學資源。每個知識點的教學設計內(nèi)容包括學習目標、視頻類型、學習者行為、練習評測、討論主題、附件資料。由于該慕課課程的課量較大，每周的學習容量為3-4節(jié)課，每周一上午9點定時更新當周學習內(nèi)容。

該慕課課程形式多樣，內(nèi)嵌豐富的實踐案例，學員可以在1周內(nèi)自由安排時間進行學習。學員從第1個知識點的學習視頻開始，自主觀看視頻，完成平臺練習，達到知識的初步理解。學習過程中，學員可以與主講教師和同期學員進行在線交流。1個學習單元結(jié)束時，學員將完成單元作業(yè)，并且提交線上由教師進行評分和指導。在這個過程中，教學組織者收集學習者的在線學習數(shù)據(jù)，如單節(jié)課的測試情況、討論主題的交流情況、存在的主要學習問題等。最后，學習者就可以通過線上作業(yè)和討論再次檢測自己的學習效果，從而繼續(xù)下一個知識點的學習。該課程的基本學習流程如圖2所示，除陰影顯示的線下活動外，學員可自主在線完成。此外，該課程還配套了相應的課后作業(yè)檢測當周學習效果，在慕課課程學習中及學習末，分別設置了綜合性的中期作業(yè)和期末作業(yè)，全面考查參訓學員的課程學習效果。

課程采用郵件、QQ、討論區(qū)等多種方式的結(jié)合，促進師生之間、生生之間的多向交流，學員基本能夠自主完成在線學習任務。學員可以通過課程公告、課程郵件主動關注在線學習方面的信息，關注課程內(nèi)容的更新、熱點討論的話題及課程作業(yè)的反饋等。

為了幫助學員更好地理解課程內(nèi)容，完成課程作業(yè)，每節(jié)課程均附帶相應的配套資料，如課件、術(shù)語表、課程閱讀資料、優(yōu)秀案例資源、軟件工具包等豐富的教學資源及實用的教學工具。學員可以根據(jù)學習需要在慕課平臺上免費進行下載。

課程評測

本次慕課開展過程中，采取了更為開放的在線評測方式，既降低了學員每周的學習難度，又保證了在線評測的連貫性，盡量從課程參與過程的各個方面客觀地評價每個學員。課程考核點分別為在線參與度、過程性評測和總結(jié)性評測3個方面，評價比例分別為30%、30%和40%，以便更真實地反映學員的學習參與程度。

在線參與度包括參與討論主題、在線記錄筆記、觀看課程視頻等。這些能夠體現(xiàn)學員是否真正地參與到在線學習過程中，課程要求學員每周至少參與2個討論主題，發(fā)表自己的觀點；在觀看學習視頻過程中，隨時記錄下自己的筆記要點，真正主動地投入到學習中。

過程性評測主要以每周課后作業(yè)的形式檢測當周的學習效果。題目雖然多為客觀題形式，但在問題設計上，充分融合當周學習內(nèi)容，從基本概念的辨析到重要概念的理解，并適當設計知識遷移情境，能夠為學員的課程學習提供有效的自我檢測與反饋，同時也為課程改進提供參考依據(jù)。例如，在第1周學習之后，圍繞這周的主要學習內(nèi)容“研究設計”，不僅要考查學員對STEM的基本理解，而且還要從真實問題出發(fā)，靈活地考查學員對研究設計的理解。對于正確率過低的評測題，我們將反思題目設計是否存在偏差、學員對該知識點是否存在理解不足等問題，尋求進一步改進計劃。

總結(jié)性評測與課程學習階段相對應，每個階段結(jié)束后分別設置了綜合性的中期作業(yè)和期末作業(yè)，在過程性評測基礎上，全面考查參訓學員的課程學習階段性效果。中期作業(yè)要求撰寫一個STEM項目研究方案，考查學員對項目問題提出到研究設計的綜合理解。期末作業(yè)則將考查點上升到評價的層次，要求學員評析所提供的項目研究論文，實現(xiàn)從知識理解到知識輸出的過程。雖然作業(yè)回收數(shù)量不高，但是所收到的作業(yè)完成質(zhì)量很好，學員基本能夠獨立策劃一個STEM項目，并能在實施后明確項目研究論文的撰寫要點，達到了對STEM項目的綜合理解和評價應用的培訓目標。

課程反饋

慕課平臺反饋分析

根據(jù)對本次使用慕課平臺的學員反饋分析來看，觀看過學習視頻的有效學員共有489名，占報名學員的75.1%；觀看了一半以上學習視頻的，共有166名，占25.5%；觀看了全部學習視頻的，共79名學員，與課程通過率相當。

在學習視頻播放次數(shù)上，累計播放次數(shù)高達1萬次以上，1天最多可達到896次。參與學習的學員平均能夠觀看學習視頻1.8次，這說明大部分學員會重復觀看，以加深理解。學習視頻的觀看高峰出現(xiàn)在每周課程更新當天前后，上午的9-10點是一天中的高峰期，下午24點和晚上8-10點也是學習比較集中的時段。

網(wǎng)絡調(diào)查問卷分析

為了進一步收集學員的在線學習體驗情況，在慕課課程結(jié)束階段，為學員發(fā)放了網(wǎng)絡調(diào)查問卷，共回收有效問卷108份。

數(shù)據(jù)顯示，本次參與的學員覆蓋了全國20個省市，以科學教師或科技輔導員為主，占64%，也有其他學科教師和科技館工作人員。這些教師中，大多數(shù)具有科學背景（物理、化學、生物、地理、科學），約占87%（94人），男女比例相當（比例分別為58%、42%），以中青年為主。

在對學員參加本次慕課課程學習的原因調(diào)查中顯示，大部分學員表示“想更新或擴展知識”、“課程和我目前的工作及專業(yè)發(fā)展有關”，其他選擇“出于興趣、好奇或感到新鮮”、“希望與同領域的其他老師更多交流”等選項所占比例也較大（見圖3）。

經(jīng)過持續(xù)9周的在線學習，學員對于授課內(nèi)容和授課形式給予了充分肯定。在課程設計和課程體驗方面，表現(xiàn)出很大的認同，兩項的平均評分分別為4.59和4.54（認同程度由低到高分別用1-5表示）。特別是對教學內(nèi)容劃分與呈現(xiàn)、視頻表達、授課節(jié)奏、作業(yè)考核等方面給予了好評，認為課程資源對個人學習有幫助、課程學習能促進工作發(fā)展，同時覺得自己的在線學習能力得到提升，并表示希望繼續(xù)學習后續(xù)課程。

在對學員“該慕課學習最吸引人的地方是哪里”的調(diào)查中顯示，學員們普遍認為該課程最吸引人的是課程內(nèi)容、授課教師和授課形式。學員們在反饋中這樣寫道：“教學內(nèi)容系統(tǒng)化、條理化、直觀化，界面清晰，主持親切，感覺很好！”“講課形式新穎，視頻長短合適，不會造成學習疲勞?！薄懊赓M，知識系統(tǒng)，作業(yè)適量，科學嚴謹，時間空間都很自由?！薄耙曨l課程簡短，任務明確，容易理解，容易學習，老師們講課條理清晰重點突出。”

同時，不少學員也表示，通過該課程的學習，加深了對STEM的了解。其中一位學員這樣寫道：“STEM項目是日后國家發(fā)展的一個重要方向，能夠早早地認知對以后的教育發(fā)展很有幫助。學完此次課程會對以后研究STEM項目相關知識有所促進，對以后參加全國青少年科技創(chuàng)新大賽中科技輔導員的評比有很大的幫助?！?/p>

另一位學員也表示了對課程的認可：“在學習之前，雖然了解過STEM，但還是覺得離生活有些遙遠，論文什么的也都沒有頭緒，但是學過之后才明白生活中的很多東西都是和科學有關，科學并不高冷，它既源于生活，同時又高于生活，我是真的很喜歡科學，就算現(xiàn)在有很多人并不認為學習科學有什么重要，但是之后科學會是一個社會發(fā)展的主流，所以希望STEM項目能夠被更多的人意識到，也希望我能和STEM項目一起成長?！?/p>