張琺

摘要：STEM課堂的合作學(xué)習(xí)是一種擁有不同環(huán)節(jié)、高度依賴學(xué)習(xí)資源、借助多學(xué)科知識，解決現(xiàn)實(shí)復(fù)雜問題的有效方式，不僅能促進(jìn)學(xué)生對知識的理解和綜合應(yīng)用，還能加強(qiáng)學(xué)生之間的溝通交流，提高學(xué)生的合作交往能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力。文章從STEM課堂合作學(xué)習(xí)應(yīng)用的背景出發(fā)，闡述兒童STEM課堂合作學(xué)習(xí)過程中學(xué)習(xí)資源的應(yīng)用效率低下的現(xiàn)象，分析STEM課堂合作學(xué)習(xí)中資源應(yīng)用的影響因素及存在的具體問題，并提出幾點(diǎn)針對性的建議，以期促進(jìn)兒童STEM教育的進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：學(xué)習(xí)資源；STEM課堂；合作學(xué)習(xí)；應(yīng)用；影響因素；建議

中圖分類號：G424文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1008-3561（2022）20-0053-04

一、引言

隨著科技進(jìn)步，人們面臨著越來越復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)問題，社會對人才的需求逐漸由專業(yè)型人才轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合型人才，傳統(tǒng)的分科課程已不能滿足社會的需求。由此，STEM作為一種新型、整合型教育便成為未來教育發(fā)展的趨勢。STEM課堂所創(chuàng)設(shè)的情境貼近現(xiàn)實(shí)生活，所涉及的問題真實(shí)且綜合，倡導(dǎo)通過合作學(xué)習(xí)的方式，讓學(xué)生在互助協(xié)作中高效解決問題。區(qū)別于傳統(tǒng)的合作學(xué)習(xí)，STEM課堂的合作學(xué)習(xí)高度依賴學(xué)習(xí)資源的支持，學(xué)習(xí)資源的應(yīng)用情況將直接影響STEM課堂合作學(xué)習(xí)的效果。

學(xué)習(xí)資源作為學(xué)習(xí)內(nèi)容與活動的載體，是合作學(xué)習(xí)過程的重要組成部分。STEM課堂中的合作學(xué)習(xí)與其他課堂中的合作學(xué)習(xí)有很大區(qū)別，它所涉及的問題更強(qiáng)調(diào)情境性和跨學(xué)科性，更突出對學(xué)生運(yùn)用跨學(xué)科知識解決真實(shí)問題能力的培養(yǎng)。因此，這個(gè)過程包含諸多學(xué)科的知識及動手實(shí)踐活動，而這些復(fù)雜的知識和活動都以學(xué)習(xí)資源為載體。

在STEM課堂合作學(xué)習(xí)過程中，學(xué)習(xí)資源是將知識與實(shí)踐相結(jié)合的橋梁，也是學(xué)生交流討論的媒介，更是解決問題的工具和手段，學(xué)習(xí)資源的高效應(yīng)用有利于提高學(xué)生的參與度和合作積極性。然而，當(dāng)前兒童STEM課堂合作學(xué)習(xí)過程中資源的應(yīng)用缺少專門的研究探索，大家對學(xué)習(xí)資源的應(yīng)用價(jià)值認(rèn)識不夠，再加上STEM師資力量欠缺，絕大多數(shù)STEM教學(xué)由單一學(xué)科背景的教師完成，他們沒有經(jīng)過專業(yè)的系統(tǒng)化培訓(xùn)，應(yīng)用學(xué)習(xí)資源的能力不足，這直接導(dǎo)致應(yīng)用效率低下，甚至干擾學(xué)生的合作學(xué)習(xí)。

為促進(jìn)STEM課堂的合作學(xué)習(xí)，提高對學(xué)習(xí)資源的應(yīng)用效率，本研究將切入實(shí)際的兒童STEM課堂合作學(xué)習(xí)過程，考察真實(shí)的STEM課堂合作學(xué)習(xí)中資源的應(yīng)用特點(diǎn)和應(yīng)用效果，并總結(jié)學(xué)習(xí)資源應(yīng)用存在的問題及影響因素，針對性地提出有價(jià)值的建議，從而推進(jìn)兒童STEM教育的進(jìn)一步發(fā)展。

二、STEM課堂的合作學(xué)習(xí)與學(xué)習(xí)資源

1.STEM課堂的合作學(xué)習(xí)

美國為提升國家競爭力首先提出STEM教育，但它并不是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Math）這四門學(xué)科知識的簡單疊加，而是強(qiáng)調(diào)將分散在四門學(xué)科中的內(nèi)容自然整合，形成整體的學(xué)習(xí)項(xiàng)目，讓學(xué)生在教師引導(dǎo)下基于項(xiàng)目進(jìn)行自主合作探究學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用跨學(xué)科知識解決問題的能力。

STEM課堂的合作學(xué)習(xí)與一般的合作學(xué)習(xí)有相似之處，比如它是一個(gè)從教師布置學(xué)習(xí)任務(wù)到小組完成匯報(bào)的完整過程，主要包括“明確目標(biāo)”“組內(nèi)分工”“探究實(shí)踐”“匯報(bào)交流”和“評價(jià)反思”五個(gè)環(huán)節(jié)，而且具有合作學(xué)習(xí)必有的五大要素。然而，STEM課堂的合作學(xué)習(xí)與一般的合作學(xué)習(xí)也存在一定差異，因?yàn)樗婕暗难芯繂栴}往往是真實(shí)復(fù)雜的，學(xué)生的合作學(xué)習(xí)方式類似于真實(shí)世界，需要在合作的不同環(huán)節(jié)借助信息技術(shù)等手段解決各種階段性問題。這種“多技術(shù)交叉融合的跨學(xué)科式”合作學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生之間的協(xié)作與啟發(fā)，能夠提高學(xué)生的合作競爭意識和交往承受能力，使學(xué)生在脫離課堂的生活情境中也能將合作學(xué)習(xí)的能力進(jìn)行遷移。

2.學(xué)習(xí)資源

學(xué)習(xí)資源，就是支持學(xué)習(xí)的資源。筆者在梳理前人關(guān)于學(xué)習(xí)資源定義的基礎(chǔ)上，結(jié)合本研究課題，給出最恰當(dāng)?shù)慕忉尯驼f明，現(xiàn)從學(xué)習(xí)資源的內(nèi)涵和分類兩個(gè)層面展開論述。

（1）學(xué)習(xí)資源的內(nèi)涵?！皩W(xué)習(xí)資源”主要有兩大類定義。從廣義角度來說，一切與學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的信息來源都是學(xué)習(xí)資源，可分為人力資源與非人力資源。傳統(tǒng)意義上的人力資源主要指教師和學(xué)生，而其余能提供學(xué)習(xí)信息的資源均屬于非人力資源。從狹義角度來說，學(xué)習(xí)資源指向一切非人力資源，是學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)活動的載體，體現(xiàn)的是學(xué)習(xí)資源的物質(zhì)性，主要來自以下兩個(gè)方面。一是專門為學(xué)習(xí)目的而創(chuàng)造設(shè)計(jì)出來的資源，二是現(xiàn)實(shí)世界中原有可被利用的資源，但其被利用時(shí)需要經(jīng)過教學(xué)化的過程，即資源使用主體需要對其進(jìn)行選擇、加工、組織后再運(yùn)用到實(shí)踐中。本研究將選擇學(xué)習(xí)資源的狹義定義，將STEM課堂合作學(xué)習(xí)中的學(xué)習(xí)資源理解為學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)活動的載體，體現(xiàn)了學(xué)習(xí)資源承載學(xué)習(xí)內(nèi)容和支撐學(xué)習(xí)活動這兩大功能。

（2）學(xué)習(xí)資源的分類。依據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)習(xí)資源有不同的分類。第一，基于學(xué)習(xí)資源的功能，可將其分為內(nèi)容載體類資源和活動載體類資源。前者指的是用于承載學(xué)習(xí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)資源，如課件、信息化數(shù)據(jù)等。后者是指用于支撐學(xué)習(xí)活動的學(xué)習(xí)資源，如模擬實(shí)驗(yàn)室、模型制作材料等。第二，基于學(xué)習(xí)資源在傳播活動中發(fā)揮的作用，可將其分為硬件資源和軟件資源。前者是外部支持條件，其在課堂上以各種實(shí)物設(shè)備的形式存在，如計(jì)算機(jī)、投影儀等。后者是內(nèi)部支持條件，其在使用過程中能使學(xué)生在認(rèn)知、情感和技能等領(lǐng)域產(chǎn)生一定的變化，主要是指除了設(shè)備以外的其他能提供學(xué)習(xí)信息的資源，如教材、教學(xué)課件、教學(xué)情境等。第三，基于學(xué)習(xí)資源產(chǎn)生的時(shí)代背景，可將其分為傳統(tǒng)學(xué)習(xí)資源和新型學(xué)習(xí)資源。前者在傳統(tǒng)課堂上扮演著最基本、最樸實(shí)的教學(xué)角色，如教材、黑板等。后者則指在信息化時(shí)代背景下運(yùn)用于新型課堂的現(xiàn)代信息技術(shù)及工具，如編程軟件、平板電腦等。

三、兒童STEM課堂合作學(xué)習(xí)中資源應(yīng)用的影響因素

學(xué)生是合作學(xué)習(xí)的主體，合作學(xué)習(xí)順利展開的前提是學(xué)生具有學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動機(jī)，興趣和動機(jī)的強(qiáng)弱會影響學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和迫切性，從而影響學(xué)習(xí)效果。在兒童STEM課堂的合作學(xué)習(xí)中，資源使用者素養(yǎng)和資源性能會直接影響合作學(xué)習(xí)的效果，而教師的教學(xué)設(shè)計(jì)和激勵機(jī)制，都要通過激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)而間接促進(jìn)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)。因此，形成如下圖所示的兒童STEM課堂合作學(xué)習(xí)中資源應(yīng)用的影響因素模型。

1.內(nèi)部因素對資源應(yīng)用的影響分析

（1）“教學(xué)設(shè)計(jì)”的影響。教學(xué)設(shè)計(jì)是指教師在教學(xué)前期對與學(xué)習(xí)資源相關(guān)內(nèi)容的選擇、修改、加工等，在此環(huán)節(jié)教師需要對課堂上可能出現(xiàn)的問題做出預(yù)設(shè)，找到解決辦法。教師所設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)資源的質(zhì)量會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，如果資源內(nèi)容重復(fù)，或?qū)W(xué)生來說毫無挑戰(zhàn)性，就會讓學(xué)生產(chǎn)生厭倦情緒。對于在STEM課堂合作學(xué)習(xí)過程中高頻出現(xiàn)的一些工具性資源，教師通常會先向?qū)W生詳細(xì)演示，再讓學(xué)生自主應(yīng)用。殊不知，這類資源作為解決問題的關(guān)鍵工具，有助于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和系統(tǒng)思維，而教師的演示則會剝奪學(xué)生獨(dú)立思考和動手操作的機(jī)會。由于STEM課堂的任務(wù)要求比較復(fù)雜，而學(xué)生的思維又是發(fā)散的，所以教師應(yīng)盡可能準(zhǔn)備更多學(xué)習(xí)資源，滿足學(xué)生從不同角度解決問題的需求。如果教師提供的資源有限，會限制學(xué)生的想象力，甚至?xí)姑總€(gè)小組都得到一樣的“標(biāo)準(zhǔn)答案”，使學(xué)生失去獨(dú)特性，使合作學(xué)習(xí)失去意義。

（2）“使用者素養(yǎng)”的影響。使用者素養(yǎng)是指使用主體在使用學(xué)習(xí)資源時(shí)所體現(xiàn)的基本素養(yǎng)。STEM課堂合作學(xué)習(xí)過程中有時(shí)會出現(xiàn)一些新型學(xué)習(xí)資源，這類資源的使用對問題解決起著關(guān)鍵性作用，如使用者的操作規(guī)范和熟練程度。無論是教師還是學(xué)生，其資源使用素養(yǎng)都會對合作學(xué)習(xí)的效果產(chǎn)生重要影響。不同類型的資源對使用者的素養(yǎng)有不同的要求，如知識性資源和引導(dǎo)性資源重視的是內(nèi)容的質(zhì)量，對操作層面的要求比較低，而材料性資源和工具性資源重視的是操作規(guī)范。

2.外部因素對資源應(yīng)用的影響分析

（1）“資源性能”的影響。計(jì)算機(jī)、投影儀、iPad等硬件資源的性能狀況會直接影響合作學(xué)習(xí)的效果。比如在明確目標(biāo)環(huán)節(jié)，教師需要借助計(jì)算機(jī)播放課件，若計(jì)算機(jī)出現(xiàn)卡頓問題，則不利于學(xué)生對問題的理解；在匯報(bào)交流環(huán)節(jié)，學(xué)生有時(shí)會借助投影儀呈現(xiàn)自己小組的作品，若投影儀的分辨率存在問題，則會影響展示效果。

（2）“激勵機(jī)制”的影響。在合作學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生之間難免會產(chǎn)生矛盾和沖突，對此，有些學(xué)生能積極尋求方法解決矛盾，但也會有一些學(xué)生消極應(yīng)對，不利于合作學(xué)習(xí)的推進(jìn)。所以，STEM課堂需要具有良好的激勵機(jī)制，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)和解決問題的動力。這樣，學(xué)生才能積極尋求學(xué)習(xí)資源，協(xié)助小組解決問題、完成任務(wù)，提高合作學(xué)習(xí)能力。

四、兒童STEM課堂合作學(xué)習(xí)中資源的應(yīng)用存在的問題

第一，根據(jù)不同的意圖，資源的選取并不靈活。教師為了促進(jìn)學(xué)生對問題的理解，往往會選擇使用具體的圖表等信息化數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋，而學(xué)生為了糾正隊(duì)員的錯(cuò)誤，通常會選用iMovie等軟件進(jìn)行演示?？梢钥闯?，學(xué)習(xí)資源的選擇建立在意圖之上。然而，有時(shí)主體會搞錯(cuò)不同意圖之間的主次，把大量時(shí)間浪費(fèi)在對某一種資源的使用上。例如，為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，教師使用大量圖片刺激學(xué)生的感官，卻忽略圖片本身所蘊(yùn)含的內(nèi)容和問題，這不利于合作學(xué)習(xí)的有效推進(jìn)，也增加了學(xué)生的理解負(fù)擔(dān)。

第二，教師對資源的演示面面俱到，使學(xué)生喪失獨(dú)立思考的機(jī)會。由于STEM課堂涉及很多新型學(xué)習(xí)資源，教師為了加快課堂速度，通常會事先為學(xué)生進(jìn)行資源使用的演示，然后由學(xué)生自主探究實(shí)踐。然而，這會讓學(xué)生失去探索學(xué)習(xí)的過程，使學(xué)生對學(xué)習(xí)資源的使用變成對教師行為的簡單模仿，這種合作學(xué)習(xí)是不完整的。

第三，學(xué)習(xí)資源的不合理配置，不利于培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)的能力。STEM課堂的合作學(xué)習(xí)是一種新型學(xué)習(xí)方式，學(xué)生對其中的環(huán)節(jié)和步驟并不了解，不知道應(yīng)通過怎樣的合作方式來解決問題。這時(shí)，教師往往會給學(xué)生提供多種多樣的學(xué)習(xí)資源，希望學(xué)生通過多種方式達(dá)成目標(biāo)。但是，學(xué)生面對眾多學(xué)習(xí)資源時(shí)，容易陷入茫然狀態(tài)，無法形成強(qiáng)烈的合作目標(biāo)和方向感，很難實(shí)現(xiàn)對合作學(xué)習(xí)的價(jià)值認(rèn)同。

五、提高兒童STEM課堂合作學(xué)習(xí)中資源應(yīng)用效率的建議

1.結(jié)合STEM合作學(xué)習(xí)類型精心設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)資源的內(nèi)容

知識性資源和引導(dǎo)性資源更多地是為學(xué)生提供內(nèi)容層面的幫助，而工具性資源和材料性資源主要是為學(xué)生提供操作層面的幫助。STEM課堂的合作學(xué)習(xí)最基本的目的是幫助學(xué)生理解并學(xué)會應(yīng)用所學(xué)知識，且不同的教學(xué)主題對學(xué)生的認(rèn)知有著不同的要求與期望，所以學(xué)習(xí)資源的設(shè)計(jì)應(yīng)該緊密結(jié)合STEM課堂合作學(xué)習(xí)的主題。

方案設(shè)計(jì)型STEM課堂主要涉及引導(dǎo)性資源和知識性資源，由于設(shè)計(jì)方案對學(xué)生的思維能力有很高的要求，所以教師對學(xué)習(xí)資源的內(nèi)容進(jìn)行加工時(shí)，需要注意體現(xiàn)啟發(fā)性，不能限制學(xué)生的想象，也要體現(xiàn)引導(dǎo)性，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范的思維習(xí)慣。而實(shí)驗(yàn)探究型STEM課堂和工程制作型STEM課堂類似，最重要的是材料性資源和工具性資源。前者對資源的使用并不是讓學(xué)生簡單地通過實(shí)驗(yàn)來觀察和記錄現(xiàn)象，而是讓學(xué)生透過現(xiàn)象去理解背后的本質(zhì)和原理，后者對資源的使用能有效提高學(xué)生的動手操作能力。因此，這些資源的內(nèi)容必須具有嚴(yán)密的科學(xué)性。

2.根據(jù)合作學(xué)習(xí)的階段性目標(biāo)靈活選取學(xué)習(xí)資源的類型

目前兒童STEM課堂合作學(xué)習(xí)中可用的學(xué)習(xí)資源有很多，但并不是每一次使用都能發(fā)揮很好的作用，因?yàn)橘Y源并不是用得越多越好。簡單重復(fù)、過量濫用會導(dǎo)致學(xué)生在合作學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)混亂、厭倦等排斥行為。學(xué)習(xí)資源的應(yīng)用對合作學(xué)習(xí)的不同環(huán)節(jié)有不同的作用，為保證STEM課堂合作學(xué)習(xí)中資源的應(yīng)用能有效促進(jìn)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)，教師需要根據(jù)合作學(xué)習(xí)不同環(huán)節(jié)所特有的階段性目標(biāo)確定學(xué)習(xí)資源的類型。

在明確目標(biāo)環(huán)節(jié)，教師設(shè)計(jì)并提出問題，學(xué)生需要理解問題并確定小組的任務(wù)目標(biāo)。教師對問題的描述與講解可以更多地借助知識性資源，如圖片、視頻、數(shù)據(jù)圖表等，這樣不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，還可以拓寬學(xué)生視野，發(fā)散學(xué)生思維。在組內(nèi)分工環(huán)節(jié)，學(xué)生應(yīng)該學(xué)會通過討論來協(xié)商各自任務(wù)的分配，教師可以利用材料性資源引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合小組目標(biāo)進(jìn)行分工，學(xué)生則能根據(jù)這些材料性資源使小組的目標(biāo)更加清晰化。在探究實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生利用材料性資源或工具性資源將設(shè)想付諸實(shí)踐，而教師可以起到輔導(dǎo)的作用，可以偶爾利用知識性資源啟發(fā)學(xué)生思考、解決組內(nèi)矛盾等。在匯報(bào)交流環(huán)節(jié)，學(xué)生需要借助工具性資源向全班同學(xué)展示小組作品，如投影儀、投屏軟件等，資源設(shè)備必須確保運(yùn)行狀況良好。在評價(jià)反思環(huán)節(jié)，學(xué)生需要對小組合作學(xué)習(xí)的過程進(jìn)行總結(jié)反思，教師則可以借助引導(dǎo)性資源如工作單、板書等，幫助學(xué)生從不同角度進(jìn)行深入反思。

3.結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)需求確定學(xué)習(xí)資源的使用方式

教師和學(xué)生作為STEM課堂合作學(xué)習(xí)中資源應(yīng)用的兩大主體，他們對學(xué)習(xí)資源的使用都是為了達(dá)到一定的目的。由于每種資源都有其特定的功能特點(diǎn)和操作規(guī)范，因此面對不同的問題時(shí)需要根據(jù)實(shí)際情況選擇最合適的使用方式，“一招吃遍天下”是不可行的。知識性資源通常是教師利用講授的方式向?qū)W生傳達(dá)知識和信息，這種方式比較省時(shí)，但效率不一定最高，因此教師可以讓學(xué)生通過討論方式自主挖掘資源所蘊(yùn)含的信息，從而提高學(xué)生的表達(dá)能力和信息獲取能力等。材料性資源的使用主體主要是學(xué)生，在搭建模型、繪制設(shè)計(jì)圖等過程中學(xué)生對資源的使用方式主要是演示、討論等。教師作為輔助者，并不是用不到材料性資源，而是運(yùn)用引導(dǎo)等方式促進(jìn)學(xué)生對模型的搭建和方案的設(shè)計(jì)。工具性資源對學(xué)生來說較為陌生，教師可以適當(dāng)進(jìn)行演示和講授，但更多地還是要為學(xué)生的獨(dú)立探究提供機(jī)會。

STEM課堂合作學(xué)習(xí)的主體是學(xué)生，教師則是引導(dǎo)者和輔助者。學(xué)生通過與成員之間的合作共同探索新型學(xué)習(xí)資源的使用，發(fā)現(xiàn)利用學(xué)習(xí)資源解決問題的過程中存在的奇妙之處，能夠提高與他人合作過程中的溝通能力、解決矛盾的能力等。所以，教師應(yīng)該多將資源的使用機(jī)會留給學(xué)生，增加學(xué)生討論與合作的時(shí)間，讓學(xué)生自主摸索學(xué)習(xí)資源的使用，體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題的過程。

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Research on the Application of Resources in Childrens STEM Classroom Cooperative Learning

Zhang Fa

（Ministry of Education and Teaching， National Open University， Beijing 100039， China）

Abstract： Cooperative learning in STEM classroom is an effective way to solve practical and complex problems with different links， highly dependent on learning resources and multi-disciplinary knowledge. It can not only promote students understanding and comprehensive application of knowledge， but also strengthen the communication between students and improve students cooperative communication ability and practical innovation ability. Starting from the background of the application of STEM classroom cooperative learning， this paper expounds the low efficiency of the application of learning resources in the process of childrens STEM classroom cooperative learning， analyzes the influencing factors and specific problems of the application of resources in STEM classroom cooperative learning， and puts forward some targeted suggestions in order to promote the further development of childrens STEM education.

Key words： learningresources；STEM class； cooperativelearning；application；influencingfactors；proposal