1、探索 STEM 驱动的计算机科学教育新趋势

探索 STEM 驱动的计算机科学教育新趋势

在当今快速发展的科技时代，教育领域也在不断变革以适应社会的需求。其中，STEM（科学、技术、工程和数学）驱动的计算机科学教育正经历着显著的演变。本文将深入探讨推动这一演变的关键因素——“大概念”（Big Concepts），并介绍相关的研究和实践成果。

1. STEM 教育概述

STEM 是一种跨学科的学习方法，融合了科学、技术、工程和数学等多个领域的知识。这一教育范式的出现是对 21 世纪社会、经济和技术挑战的回应。目前，STEM 正朝着更高水平的整合方向迅速发展，其整合的可能性非常广泛，不仅可以在教育环境中的各个组成部分之间进行整合，还可以融入艺术、医学和设计等其他元素。

2. 大概念的引入

我们所提出的“大概念”包括物联网（IoT）、数据科学（DS）及其子领域大数据（BD）、人工智能（AI）、集成 STEM 思维（ISTEMT）和智能教育。ISTEMT 被定义为计算思维（CT）、设计思维（DT）、数据思维（DtT）和科学思维（ST）的综合体，它整合了目前已知的集成 STEM 研究中的所有趋势。

尽管 STEM、计算机科学和机器人技术也是大概念，但它们在我们的研究中扮演着不同的角色。我们将 STEM 驱动的计算机科学教育置于核心位置，将其作为研究和实践的对象，从物联网、数据科学和人工智能等基本大概念的内容和技术影响下的进化变化角度进行研究。

3. 引入大概念的方法

引入大概念到教育范式中面临着诸多挑战。由于行政和其他原因，在 K - 12 课程中引入新课程而没有政府的倡议和支持是非常困难的。因此，更合理的方法是改变和扩展现有的相关课程，这在很大程