STEM项目学生研究手册

郝瑞辉

“STEM项目学生研究手册”慕课以达西.哈兰德（美）编著的《STEM项目学生研究手册》为蓝本，由中国青少年科技辅导员协会委托《中国科技教育》杂志社和江苏汉博教育培训中心共同制作，并于2015年12月28日2016年3月18日在线开课，课程净时长为7周。共有来自全国20多个省区市的651名科技教育工作者参与这次免费的在线学习课程，其中71名学员通过自身努力完成了全部课程要求，获取了结业证书。

该慕课课程适合指导学生开展科学研究项目的广大科技辅导员、科学教师，同时也适合希望开展科学研究项目的中学生。课程系统介绍了研究者应如何完整地开展一项科学研究，从实践操作的角度提出了非常具体而实用的建议，以帮助教师在科学研究过程中的不同阶段对学生进行指导。此外，该课程结合授课专家团队丰富的科研、赛事评审，以及学生科研项目指导经验，课程中使用了大量真实的青少年科技创新赛事案例，对教师指导学生开展研究性学习，参加青少年科技竞赛或科技社团活动等都有实际的指导作用。

课程简介

“STEM项目学生研究手册”慕课课程由3个部分14个章节共26节课程视频组成，每节课程视频讲授1个知识点，视频长度8-25分钟。课程主要内容共分为课程导引，开展STEM研究项目，以及参赛指南3大部分，详见图1。

课程导引作为慕课课程的开篇，主要介绍了课程的内容框架，帮助教师了解课程背景，迅速进入学习环境中，并作好课程的相关准备。第二部分内容为本课程的核心，带领参培教师体验完整的STEM研究项目的开展过程。从确定选题、进行研究设计、开展背景研究、撰写研究方案，到进行研究记录、分析、解释和展示数据，再到最后撰写论文和进行交流，系统地介绍了项目研究者应如何完整地开展一项S7EM项目研究，从实践操作的角度提出了非常具体而实用的建议。最后，为帮助教师指导学生开展研究性项目参加青少年科技类竞赛，课程特设立第三部分“参赛指南”，通过对全国青少年科技创新大赛、英特尔国际科学与工程大奖赛等赛事介绍，以及名家名师对典型获奖案例的评析，对教师指导学生参赛提供实用的参考。

课程设计与实施

在课程设计方面，课程设计者围绕每章知识点进行教学设计，形成以视频为主的教学资源。每个知识点的教学设计内容包括学习目标、视频类型、学习者行为、练习评测、讨论主题、附件资料。由于该慕课课程的课量较大，每周的学习容量为3-4节课，每周一上午9点定时更新当周学习内容。

该慕课课程形式多样，内嵌丰富的实践案例，学员可以在1周内自由安排时间进行学习。学员从第1个知识点的学习视频开始，自主观看视频，完成平台练习，达到知识的初步理解。学习过程中，学员可以与主讲教师和同期学员进行在线交流。1个学习单元结束时，学员将完成单元作业，并且提交线上由教师进行评分和指导。在这个过程中，教学组织者收集学习者的在线学习数据，如单节课的测试情况、讨论主题的交流情况、存在的主要学习问题等。最后，学习者就可以通过线上作业和讨论再次检测自己的学习效果，从而继续下一个知识点的学习。该课程的基本学习流程如图2所示，除阴影显示的线下活动外，学员可自主在线完成。此外，该课程还配套了相应的课后作业检测当周学习效果，在慕课课程学习中及学习末，分别设置了综合性的中期作业和期末作业，全面考查参训学员的课程学习效果。

课程采用邮件、QQ、讨论区等多种方式的结合，促进师生之间、生生之间的多向交流，学员基本能够自主完成在线学习任务。学员可以通过课程公告、课程邮件主动关注在线学习方面的信息，关注课程内容的更新、热点讨论的话题及课程作业的反馈等。

为了帮助学员更好地理解课程内容，完成课程作业，每节课程均附带相应的配套资料，如课件、术语表、课程阅读资料、优秀案例资源、软件工具包等丰富的教学资源及实用的教学工具。学员可以根据学习需要在慕课平台上免费进行下载。

课程评测

本次慕课开展过程中，采取了更为开放的在线评测方式，既降低了学员每周的学习难度，又保证了在线评测的连贯性，尽量从课程参与过程的各个方面客观地评价每个学员。课程考核点分别为在线参与度、过程性评测和总结性评测3个方面，评价比例分别为30%、30%和40%，以便更真实地反映学员的学习参与程度。

在线参与度包括参与讨论主题、在线记录笔记、观看课程视频等。这些能够体现学员是否真正地参与到在线学习过程中，课程要求学员每周至少参与2个讨论主题，发表自己的观点；在观看学习视频过程中，随时记录下自己的笔记要点，真正主动地投入到学习中。

过程性评测主要以每周课后作业的形式检测当周的学习效果。题目虽然多为客观题形式，但在问题设计上，充分融合当周学习内容，从基本概念的辨析到重要概念的理解，并适当设计知识迁移情境，能够为学员的课程学习提供有效的自我检测与反馈，同时也为课程改进提供参考依据。例如，在第1周学习之后，围绕这周的主要学习内容“研究设计”，不仅要考查学员对STEM的基本理解，而且还要从真实问题出发，灵活地考查学员对研究设计的理解。对于正确率过低的评测题，我们将反思题目设计是否存在偏差、学员对该知识点是否存在理解不足等问题，寻求进一步改进计划。

总结性评测与课程学习阶段相对应，每个阶段结束后分别设置了综合性的中期作业和期末作业，在过程性评测基础上，全面考查参训学员的课程学习阶段性效果。中期作业要求撰写一个STEM项目研究方案，考查学员对项目问题提出到研究设计的综合理解。期末作业则将考查点上升到评价的层次，要求学员评析所提供的项目研究论文，实现从知识理解到知识输出的过程。虽然作业回收数量不高，但是所收到的作业完成质量很好，学员基本能够独立策划一个STEM项目，并能在实施后明确项目研究论文的撰写要点，达到了对STEM项目的综合理解和评价应用的培训目标。

课程反馈

慕课平台反馈分析

根据对本次使用慕课平台的学员反馈分析来看，观看过学习视频的有效学员共有489名，占报名学员的75.1%；观看了一半以上学习视频的，共有166名，占25.5%；观看了全部学习视频的，共79名学员，与课程通过率相当。

在学习视频播放次数上，累计播放次数高达1万次以上，1天最多可达到896次。参与学习的学员平均能够观看学习视频1.8次，这说明大部分学员会重复观看，以加深理解。学习视频的观看高峰出现在每周课程更新当天前后，上午的9-10点是一天中的高峰期，下午24点和晚上8-10点也是学习比较集中的时段。

网络调查问卷分析

为了进一步收集学员的在线学习体验情况，在慕课课程结束阶段，为学员发放了网络调查问卷，共回收有效问卷108份。

数据显示，本次参与的学员覆盖了全国20个省市，以科学教师或科技辅导员为主，占64%，也有其他学科教师和科技馆工作人员。这些教师中，大多数具有科学背景（物理、化学、生物、地理、科学），约占87%（94人），男女比例相当（比例分别为58%、42%），以中青年为主。

在对学员参加本次慕课课程学习的原因调查中显示，大部分学员表示“想更新或扩展知识”、“课程和我目前的工作及专业发展有关”，其他选择“出于兴趣、好奇或感到新鲜”、“希望与同领域的其他老师更多交流”等选项所占比例也较大（见图3）。

经过持续9周的在线学习，学员对于授课内容和授课形式给予了充分肯定。在课程设计和课程体验方面，表现出很大的认同，两项的平均评分分别为4.59和4.54（认同程度由低到高分别用1-5表示）。特别是对教学内容划分与呈现、视频表达、授课节奏、作业考核等方面给予了好评，认为课程资源对个人学习有帮助、课程学习能促进工作发展，同时觉得自己的在线学习能力得到提升，并表示希望继续学习后续课程。

在对学员“该慕课学习最吸引人的地方是哪里”的调查中显示，学员们普遍认为该课程最吸引人的是课程内容、授课教师和授课形式。学员们在反馈中这样写道：“教学内容系统化、条理化、直观化，界面清晰，主持亲切，感觉很好！”“讲课形式新颖，视频长短合适，不会造成学习疲劳。”“免费，知识系统，作业适量，科学严谨，时间空间都很自由。”“视频课程简短，任务明确，容易理解，容易学习，老师们讲课条理清晰重点突出。”

同时，不少学员也表示，通过该课程的学习，加深了对STEM的了解。其中一位学员这样写道：“STEM项目是日后国家发展的一个重要方向，能够早早地认知对以后的教育发展很有帮助。学完此次课程会对以后研究STEM项目相关知识有所促进，对以后参加全国青少年科技创新大赛中科技辅导员的评比有很大的帮助。”

另一位学员也表示了对课程的认可：“在学习之前，虽然了解过STEM，但还是觉得离生活有些遥远，论文什么的也都没有头绪，但是学过之后才明白生活中的很多东西都是和科学有关，科学并不高冷，它既源于生活，同时又高于生活，我是真的很喜欢科学，就算现在有很多人并不认为学习科学有什么重要，但是之后科学会是一个社会发展的主流，所以希望STEM项目能够被更多的人意识到，也希望我能和STEM项目一起成长。”