王韻儀，王玉龍，關(guān)曉怡，姚 輝，許家媚，林 佳

(佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院教育信息技術(shù)系，廣東佛山528000)

1 STEAM教育概念與內(nèi)涵

1.1 STEAM教育概念

STEAM教育與STEM教育一脈相承。STEM教育最早源于1986年美國(guó)國(guó)家科學(xué)委員會(huì)發(fā)表的一篇名為《本科的科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程教育報(bào)告》，當(dāng)時(shí)美國(guó)為了能在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的情況下滿足市場(chǎng)對(duì)復(fù)合型創(chuàng)新人才的需要，在該報(bào)告中首次明確提出了綱領(lǐng)性的建議：“科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程與技術(shù)的教育集成戰(zhàn)略”[1]。STEM教育是科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineering)和數(shù)學(xué)(Mathematics)教育的統(tǒng)稱[2]。STEM教育并不是將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)這四門學(xué)科知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單疊加，而是將四個(gè)學(xué)科的知識(shí)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)意設(shè)計(jì)能力與解決問題的能力。隨著社會(huì)的發(fā)展和STEM教育理念研究的深入，人們?cè)絹碓阶⒅厮囆g(shù)人文創(chuàng)新教育，因此，把藝術(shù)(Art)加入到STEM教育體系中，把技術(shù)與工程教育和藝術(shù)人文教育進(jìn)行融合，在STEM的基礎(chǔ)上進(jìn)行了延伸，豐富了STEM教育的內(nèi)涵，形成了一種新的教育模式。與傳統(tǒng)的教育模式不同的是，STEAM教育強(qiáng)調(diào)分享、協(xié)作、創(chuàng)造，在項(xiàng)目的基礎(chǔ)上整合了多學(xué)科的知識(shí)，激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，并讓學(xué)生運(yùn)用多學(xué)科的知識(shí)與技能來解決實(shí)際問題，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)、藝術(shù)素養(yǎng)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)[3]。

另外，STEAM教育和創(chuàng)客教育有許多相似之處，如課程需要各學(xué)科知識(shí)的融合，注重學(xué)生的主體性和創(chuàng)造性，兩者的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)內(nèi)容多為重合等。趙興龍、許林[4]在《STEM教育的五大爭(zhēng)議及回應(yīng)》中提出，“強(qiáng)行把這兩個(gè)概念(STEM教育和創(chuàng)客教育)拉在一起比較，無論是從學(xué)理邏輯上，還是對(duì)實(shí)踐的推動(dòng)上，都起不到明顯的作用。所以，在推動(dòng)信息技術(shù)應(yīng)用過程中，如果在形式上需要多種學(xué)科整合的，稱之為STEM教育較為妥當(dāng)；如果需要?jiǎng)?chuàng)新出某種制品，稱之為創(chuàng)客較為妥當(dāng)”。

1.2 STEAM教育核心理念分析

(1)技術(shù)融合?；赟TEAM理念的教育課程為學(xué)生提供了一種“動(dòng)手實(shí)踐”的課堂體驗(yàn)，隨著科學(xué)技術(shù)不斷引進(jìn)教育領(lǐng)域和教師教學(xué)觀念的更新，根據(jù)課堂需要，多種技術(shù)被融合在一個(gè)項(xiàng)目學(xué)習(xí)中。這有利于減少對(duì)學(xué)生強(qiáng)灌式的教學(xué)，促使學(xué)生親身體驗(yàn)，提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力、獨(dú)立思考能力[5]。

(2)學(xué)科綜合。STEAM教育整合了科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)和人文藝術(shù)等多個(gè)學(xué)科的內(nèi)容，在多個(gè)學(xué)科之間搭建橋梁，把學(xué)生要學(xué)習(xí)的不同學(xué)科知識(shí)變成一個(gè)相互聯(lián)系、相互統(tǒng)一的整體。在項(xiàng)目學(xué)習(xí)中，解決問題或研究項(xiàng)目所需要的知識(shí)并沒有嚴(yán)格的學(xué)科劃分。因此，在基于STEAM理念的課程中，教學(xué)要進(jìn)行學(xué)科整合，教學(xué)內(nèi)容變得更加綜合化。這對(duì)教師的學(xué)科知識(shí)能力是一種挑戰(zhàn)，對(duì)STEAM教育的落地也帶來了一定困難。

(3)情境創(chuàng)設(shè)。STEAM項(xiàng)目創(chuàng)設(shè)的情境一般來源于生活，是與生活實(shí)際密切聯(lián)系的真實(shí)問題，問題的解決也是需要學(xué)生在實(shí)踐中不斷探索和思考，需要學(xué)生具備相應(yīng)的結(jié)構(gòu)化知識(shí)。情境化的項(xiàng)目設(shè)計(jì)，可以引導(dǎo)學(xué)生通過真實(shí)的生活體驗(yàn)，更加真實(shí)感受到習(xí)得的知識(shí)，自主構(gòu)建知識(shí)體系，從而產(chǎn)生學(xué)習(xí)動(dòng)力和學(xué)習(xí)興趣。

(4)創(chuàng)新實(shí)踐。STEAM教育主張給學(xué)生提供基礎(chǔ)的資源與工具(如微課視頻、資源平臺(tái)或其他動(dòng)手實(shí)踐的工具)，以及教會(huì)他們最基礎(chǔ)的知識(shí)，讓他們針對(duì)項(xiàng)目設(shè)定的情境解決某一個(gè)問題，也就是通過所掌握的基礎(chǔ)知識(shí)來解決這些問題。除了解決問題的方式和途徑?jīng)]有固定模式和規(guī)定要求外，STEAM課程需要學(xué)生在小組中合作和學(xué)習(xí)，在反復(fù)的思考與實(shí)驗(yàn)中體驗(yàn)學(xué)習(xí)過程，在反饋和報(bào)告研究成果中學(xué)會(huì)溝通交流、反思和總結(jié)，有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力。

2 基于STEAM理念的教學(xué)設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)比較分析

本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)活動(dòng)、教學(xué)評(píng)價(jià)、教學(xué)資源與工具等五個(gè)關(guān)鍵要素，對(duì)基于STEAM理念的教學(xué)設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行比較分析，如表1所示。

表1 基于STEAM理念和傳統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計(jì)比較表

3 基于STEAM理念的課例設(shè)計(jì)模式構(gòu)建

3.1 余勝泉“STEAM理念與課程融合的模型”簡(jiǎn)述

余勝泉教授于2015年在《STEM教育理念與跨學(xué)科整合模式》一文中提出了“STEM跨學(xué)科項(xiàng)目設(shè)計(jì)模式”，如圖1所示。此模型以“項(xiàng)目和問題”為核心，以“教學(xué)分析”為基礎(chǔ)，闡述教學(xué)目標(biāo)、分析學(xué)習(xí)者特征，通過跨學(xué)科的知識(shí)地圖來展示多學(xué)科知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)，為教學(xué)設(shè)計(jì)做前期準(zhǔn)備。具體設(shè)計(jì)過程包括學(xué)習(xí)資源與工具、學(xué)習(xí)活動(dòng)過程、學(xué)習(xí)支架、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)等幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在應(yīng)用過程中，教師通過實(shí)踐不斷完善教學(xué)設(shè)計(jì)。最后，教師設(shè)計(jì)總結(jié)性評(píng)價(jià)，為學(xué)生設(shè)計(jì)補(bǔ)充學(xué)習(xí)材料和強(qiáng)化練習(xí)，同時(shí)根據(jù)教學(xué)條件變化和形成性評(píng)價(jià)的結(jié)果不斷修訂設(shè)計(jì)方案。

圖1 STEM跨學(xué)科項(xiàng)目設(shè)計(jì)模式

3.2 基于STEAM理念的課例設(shè)計(jì)模式構(gòu)建

余勝泉教授的“STEM跨學(xué)科項(xiàng)目設(shè)計(jì)模式”，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，倡導(dǎo)自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)；展示跨學(xué)科知識(shí)地圖分析學(xué)科知識(shí)，強(qiáng)調(diào)基于STEM理念的跨學(xué)科整合；把一個(gè)項(xiàng)目和問題作為核心和主線，貫穿在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中。本研究在宏觀上以“以學(xué)為主”的教學(xué)設(shè)計(jì)模式為指導(dǎo)，借鑒余勝泉教授的“STEM跨學(xué)科項(xiàng)目設(shè)計(jì)模式”，融合STEAM教育核心理念，借鑒國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀的STEAM教育課例設(shè)計(jì)，構(gòu)建了基于STEAM理念的跨學(xué)科教學(xué)課例設(shè)計(jì)模式(如圖2所示)，希望為中小學(xué)校開展跨學(xué)科的課程教學(xué)提供可操作的參考與指引。

圖2 基于STEAM理念的教學(xué)設(shè)計(jì)流程

3.2.1 課程性質(zhì)與定位

課程性質(zhì)與定位是教學(xué)設(shè)計(jì)的第一步，決定了課程是以怎樣的形式開展、教授怎樣類型的知識(shí)。它影響教學(xué)設(shè)計(jì)中教學(xué)策略的選擇，也影響活動(dòng)開展的環(huán)節(jié)。我國(guó)目前的課程類型以傳統(tǒng)學(xué)科課程、活動(dòng)課程、綜合實(shí)踐課程或校本課程為主。

3.2.2 學(xué)習(xí)者特征分析

學(xué)習(xí)者特征分析，可分析學(xué)習(xí)對(duì)象的認(rèn)知能力、起點(diǎn)能力、學(xué)習(xí)興趣等。根據(jù)學(xué)習(xí)者特征選擇適合的學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)模式、學(xué)習(xí)活動(dòng)環(huán)節(jié)。除此之外，在開展STEAM教育的過程中，教學(xué)設(shè)計(jì)者要結(jié)合STEAM理念強(qiáng)調(diào)的技術(shù)整合能力、創(chuàng)新實(shí)踐能力、協(xié)作學(xué)習(xí)能力、溝通交流能力的維度對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行更為具體的分析。

3.2.3 學(xué)習(xí)目標(biāo)分析

STEAM教育課例應(yīng)該以學(xué)生核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，根據(jù)“STEAM”的五個(gè)學(xué)科來分析各學(xué)科的知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀，同時(shí)要描述學(xué)科整合目標(biāo)，突出創(chuàng)新思維能力、綜合實(shí)踐能力、溝通協(xié)作能力等綜合素質(zhì)。如表2。

3.2.4 學(xué)習(xí)內(nèi)容分析

基于STEAM理念的學(xué)習(xí)內(nèi)容是跨學(xué)科整合為一個(gè)項(xiàng)目，此環(huán)節(jié)是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。在設(shè)計(jì)中，要注意學(xué)習(xí)內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性、整合性。在一個(gè)項(xiàng)目中，各學(xué)科內(nèi)容整合的方式是有機(jī)的和有意義的。

學(xué)習(xí)內(nèi)容分析主要分為四個(gè)步驟：①根據(jù)教學(xué)目標(biāo)的表述，教學(xué)設(shè)計(jì)者可按照言語信息、智力技能、認(rèn)知策略、動(dòng)作技能和態(tài)度五大學(xué)習(xí)內(nèi)容的分類來區(qū)分學(xué)習(xí)內(nèi)容。②用信息加工的方法對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行更深層次的分析和細(xì)化。③先決技能分析。把信息加工分析的每一個(gè)步驟作為終極目標(biāo)，然后具體分析學(xué)生在完成終極目標(biāo)之前需要掌握哪些從屬的先決技能。如果學(xué)生還沒有掌握這些先決技能，那它們就成為目標(biāo)，直到它們是學(xué)生已經(jīng)掌握的知識(shí)和技能為止。先決技能也是學(xué)習(xí)內(nèi)容的一部分。④確定學(xué)生需要掌握的學(xué)習(xí)內(nèi)容及其深度和廣度，分析學(xué)習(xí)內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系，然后根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)來安排學(xué)習(xí)內(nèi)容。

學(xué)習(xí)內(nèi)容之間的聯(lián)系一般有三種類型：①并列型，其特點(diǎn)是各學(xué)習(xí)內(nèi)容之間相對(duì)獨(dú)立，先后順序可以隨意安排；②順序型，特點(diǎn)是前一個(gè)內(nèi)容構(gòu)成了后一個(gè)內(nèi)容的基礎(chǔ)，所以前后順序不能顛倒；③綜合型，包含了并列型和順序型。在組織學(xué)習(xí)內(nèi)容時(shí)，首先應(yīng)該確定各項(xiàng)學(xué)習(xí)內(nèi)容之間的關(guān)系，然后再根據(jù)下面的原則作具體安排：由整體到部分，由一般到個(gè)別，不斷分化；從已知到未知，由具體到抽象；按照事物發(fā)展的客觀規(guī)律排列；注意學(xué)習(xí)內(nèi)容之間的橫向聯(lián)系。

3.2.5 學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)

借鑒“以學(xué)為主”的教學(xué)模式和余勝泉教授提出的“STEM跨學(xué)科項(xiàng)目設(shè)計(jì)模式”，筆者提出“情境創(chuàng)設(shè)、新知探究、拓展創(chuàng)新、總結(jié)反饋”的一般流程?；赟TEAM理念的學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)，需將相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)和技能訓(xùn)練和習(xí)慣意識(shí)的養(yǎng)成有機(jī)融入學(xué)習(xí)活動(dòng)之中，讓學(xué)習(xí)者在完成相關(guān)任務(wù)的過程中習(xí)得相關(guān)知識(shí)與技能，提高學(xué)習(xí)者的創(chuàng)新思維能力和綜合實(shí)踐能力。學(xué)習(xí)活動(dòng)環(huán)節(jié)是多元和靈活的，根據(jù)項(xiàng)目?jī)?nèi)容的需要進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)節(jié)。

3.2.6 學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)

在STEAM理念的教學(xué)設(shè)計(jì)中，學(xué)習(xí)資源是學(xué)習(xí)者重要的學(xué)習(xí)工具，教師根據(jù)環(huán)節(jié)需要設(shè)計(jì)不同的學(xué)習(xí)資源(如先行者材料、學(xué)習(xí)平臺(tái)推薦、學(xué)習(xí)工具等)，讓學(xué)生可以使用這些資源進(jìn)行自學(xué)。教師在準(zhǔn)備資源時(shí)，除了是“設(shè)計(jì)者”，還是“審核者”，審核學(xué)習(xí)資源是否符合學(xué)習(xí)者的身心發(fā)展要求，是否與學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)，是否能有效促進(jìn)學(xué)生知識(shí)遷移。

3.2.7 學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

基于STEAM理念教學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)需堅(jiān)持整體性原則。在設(shè)計(jì)教學(xué)評(píng)價(jià)時(shí)，要對(duì)教學(xué)活動(dòng)的各個(gè)方面做多角度、全方位的評(píng)價(jià)，不能以點(diǎn)代面，以偏概全。為此，教學(xué)評(píng)價(jià)應(yīng)該多樣化。為發(fā)揮學(xué)生教學(xué)過程中的主體地位，設(shè)計(jì)教學(xué)評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)的主體、內(nèi)容、方式、對(duì)象和標(biāo)準(zhǔn)的多元化和評(píng)價(jià)過程的動(dòng)態(tài)化。除此之外，設(shè)計(jì)過程中注意評(píng)價(jià)的內(nèi)容是否與STEAM理念強(qiáng)調(diào)的內(nèi)容相符合。在評(píng)價(jià)工具上可綜合采用調(diào)查問卷、量規(guī)、過程記錄、反思報(bào)告、匯報(bào)展示、檔案袋等。

4 結(jié)語

本研究在廣泛的文獻(xiàn)調(diào)研和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于STEAM理念開展中小學(xué)跨學(xué)科教學(xué)課例設(shè)計(jì)的一般模式，希望對(duì)解決當(dāng)前中小STEAM教育的關(guān)鍵難題提供參考與借鑒。在STEAM教育實(shí)踐過程中，除了要有大量適用的課程資源支持外，STEAM教育如何融入日常教學(xué)，教師團(tuán)隊(duì)如何進(jìn)行跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的協(xié)同合作，如何建立有效的激勵(lì)機(jī)制，推動(dòng)各學(xué)科教師積極開展STEAM教育的創(chuàng)新探索等都還有待研究與探索。