史妮娜 廣東省深圳市新安中學(xué)（集團(tuán)）第一實(shí)驗(yàn)學(xué)校

當(dāng)前我國(guó)STEAM教育存在師資跟不上、有效課程支持不足、教學(xué)模式落后的問(wèn)題。因此，筆者以F1 In SchoolsSTEAM項(xiàng)目活動(dòng)課程體系的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)為例，提出了面向4C核心素養(yǎng)的混合式STEAM教學(xué)模式，采用跨學(xué)科教學(xué)共同體的方法，開(kāi)發(fā)STEAM課程并創(chuàng)建在線資源，打造STEAM學(xué)習(xí)空間和構(gòu)建F1 In SchoolsSTEAM課程體系，以期培養(yǎng)學(xué)生的高階思維和提升4C核心素養(yǎng)，為當(dāng)前基于核心素養(yǎng)的STEAM教育提供一個(gè)可供借鑒經(jīng)驗(yàn)和案例。

●混合式STEAM教學(xué)模式的構(gòu)建

1.構(gòu)建跨學(xué)科教學(xué)共同體

筆者整合區(qū)域內(nèi)分散的師資，組建了由信息技術(shù)、通用技術(shù)、美術(shù)設(shè)計(jì)、物理等學(xué)科的教師以及部分學(xué)生組成的跨學(xué)科教學(xué)共同體。

與單一學(xué)科背景的教師開(kāi)展S T E A M活動(dòng)相比，跨學(xué)科STEAM教學(xué)共同體具有明顯的優(yōu)勢(shì)，如下頁(yè)表1所示。

表1

2.開(kāi)發(fā)本土課程用書(shū)

筆者基于我國(guó)國(guó)情，參照國(guó)外的課程，以STEAM教育理念為指導(dǎo)，借助跨學(xué)科教學(xué)共同體，采用項(xiàng)目學(xué)習(xí)的方式開(kāi)發(fā)STEAM課程教材，其設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科知識(shí)的融合，構(gòu)建綜合性的知識(shí)體系，注重以解決問(wèn)題為導(dǎo)向，注重團(tuán)隊(duì)合作，強(qiáng)調(diào)站在學(xué)生的視角，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)，注重學(xué)生的自主創(chuàng)新體驗(yàn)，提供大量豐富的個(gè)性化創(chuàng)新設(shè)計(jì)展示。

3.構(gòu)建在線資源

為了更好地實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)，筆者將課程活動(dòng)從課堂延伸到課外，將線上與線下相結(jié)合，并開(kāi)發(fā)與教程對(duì)應(yīng)的視頻課程等信息化資源。在線資源的類型及構(gòu)成，如下頁(yè)表2所示。

表2

4.打造在線學(xué)習(xí)社區(qū)

在線學(xué)習(xí)社區(qū)匯集各種類型的學(xué)習(xí)資源，包括教師共建共享的課程，學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)分享、作品展示，以及家長(zhǎng)的指導(dǎo)意見(jiàn)等，這些資源將以視頻、圖片、文字等形式呈現(xiàn)。此外，線下課程和線上課程相互配合，通過(guò)正式學(xué)習(xí)和非正式學(xué)習(xí)的方式，滿足不同個(gè)體的學(xué)習(xí)需求，促成課程目標(biāo)的達(dá)成。

5.創(chuàng)新教學(xué)模式

（1）教學(xué)模式

本研究提出了一種面向4C核心素養(yǎng)培養(yǎng)的混合式STEAM教學(xué)模式（如下頁(yè)圖1），除了為學(xué)生提供在線的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，包括課程資源、軟件資源和學(xué)生創(chuàng)作成果，還為學(xué)生提供了線下實(shí)操答疑課程。此外，學(xué)生還可以利用創(chuàng)客實(shí)踐室完成設(shè)計(jì)、加工制造和測(cè)試等工程實(shí)踐，并有機(jī)會(huì)到企業(yè)和科研院所進(jìn)行學(xué)習(xí)探討和社會(huì)實(shí)踐。該模式能夠讓學(xué)生隨時(shí)隨地參與基于真實(shí)情境的STEAM學(xué)習(xí)，滿足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求。

圖1

（2）教學(xué)環(huán)節(jié)（如圖2）

圖2

①任務(wù)分析環(huán)節(jié)。學(xué)生通過(guò)在線學(xué)習(xí)資源了解STEAM項(xiàng)目活動(dòng)要求，并完成任務(wù)分析。②知識(shí)獲取環(huán)節(jié)。學(xué)生通過(guò)微課學(xué)習(xí)和網(wǎng)絡(luò)搜索自主探究所需的多學(xué)科知識(shí)和操作難點(diǎn)。③設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。學(xué)生研究和分析需要考慮的設(shè)計(jì)因素，并完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)。④實(shí)踐環(huán)節(jié)。學(xué)生通過(guò)加工制作和社會(huì)實(shí)踐等方式完成項(xiàng)目制作。⑤測(cè)試環(huán)節(jié)。學(xué)生需要測(cè)試產(chǎn)品性能，并進(jìn)行迭代優(yōu)化。⑥競(jìng)賽比拼環(huán)節(jié)。學(xué)生通過(guò)項(xiàng)目競(jìng)賽完成項(xiàng)目的公開(kāi)展示和路演，并接受評(píng)判。⑦評(píng)價(jià)反思環(huán)節(jié)。學(xué)生可以進(jìn)行自評(píng)和互評(píng)，總結(jié)反思收獲和體驗(yàn)，并歸納出提升團(tuán)隊(duì)和個(gè)人競(jìng)爭(zhēng)力的方法。

●STEAM教學(xué)模式實(shí)踐研究——以F1 In Schools STEAM項(xiàng)目為例

F1 In SchoolsSTEAM挑戰(zhàn)賽是專為學(xué)生群體打造的未來(lái)一級(jí)方程式賽車(chē)挑戰(zhàn)賽，其具有跨學(xué)科特性、PBL特性、創(chuàng)新性以及能力培養(yǎng)綜合性。

1.項(xiàng)目實(shí)施概述

項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程主要包括以下環(huán)節(jié)：前期調(diào)研、課程計(jì)劃制訂、模式構(gòu)建、社區(qū)開(kāi)發(fā)、教學(xué)實(shí)施、評(píng)價(jià)修正和模式推廣。來(lái)自深圳市4個(gè)區(qū)5所學(xué)校多個(gè)學(xué)科（信息技術(shù)、通用技術(shù)、物理、美術(shù)等）的8名教師組建了教學(xué)共同體，利用在線學(xué)習(xí)平臺(tái)開(kāi)展基于F1 In SchoolsSTEAM項(xiàng)目的教學(xué)活動(dòng)。在實(shí)施過(guò)程中，首先，進(jìn)行前期調(diào)研，了解STEAM教育的困惑和現(xiàn)狀，以及學(xué)生在參與F1 In SchoolsSTEAM挑戰(zhàn)賽過(guò)程中遇到的困難和問(wèn)題。其次，制訂課程計(jì)劃，學(xué)習(xí)課程開(kāi)發(fā)相關(guān)理論與工具知識(shí)，并進(jìn)行教材開(kāi)發(fā)。再次，使用開(kāi)發(fā)的教材進(jìn)行課程實(shí)施（如表3），并接受同行和專家的評(píng)議，以對(duì)課程進(jìn)行修正和改進(jìn)。最后，進(jìn)行課程推廣，讓更多的學(xué)校和教師了解、參與到項(xiàng)目中來(lái)。F1 In SchoolsSTEAM挑戰(zhàn)賽的PBL項(xiàng)目設(shè)置了形式多樣且豐富的學(xué)習(xí)活動(dòng)，包括線上和線下活動(dòng)，需要學(xué)生進(jìn)行自主研究或合作學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)活動(dòng)的場(chǎng)地多種多樣，包括課堂、創(chuàng)客實(shí)踐室等。這些學(xué)習(xí)活動(dòng)能夠提升學(xué)生的數(shù)字化學(xué)習(xí)和混合式學(xué)習(xí)能力，同時(shí)也促進(jìn)了學(xué)生設(shè)計(jì)思維、跨學(xué)科能力以及最重要的4C核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

表3

2.課程設(shè)計(jì)

課程包括8個(gè)章節(jié)，共計(jì)34節(jié)課，具體如上頁(yè)表4所示。

表4

3.在線平臺(tái)與環(huán)境

筆者依托寶安教育資源公共服務(wù)平臺(tái)作為STEAM教育活動(dòng)的載體，構(gòu)建了一個(gè)STEAM學(xué)習(xí)空間。一方面，在平臺(tái)上提供課程、資源等，為學(xué)生搭建自主學(xué)習(xí)環(huán)境。另一方面，將近五年在STEAM教育方面的研究問(wèn)題呈現(xiàn)出來(lái)，并以F1 In SchoolsSTEAM挑戰(zhàn)賽項(xiàng)目的課程設(shè)計(jì)與活動(dòng)開(kāi)展為案例，與同行交流探討，嘗試解決STEAM教師短缺、STEAM活動(dòng)難以開(kāi)展、STEAM課程設(shè)計(jì)、學(xué)生如何學(xué)習(xí)以及教師如何教授的問(wèn)題。該空間資源豐富，按照教材版本和學(xué)科的章節(jié)上傳的學(xué)科資源，呈現(xiàn)體系化的特點(diǎn)。學(xué)生在完成每個(gè)主題創(chuàng)作后，可以利用空間中的“活動(dòng)廣場(chǎng)”創(chuàng)建相關(guān)社團(tuán)主題作品評(píng)比活動(dòng)。

4.學(xué)習(xí)效果

①STEAM教育覆蓋率提高，成為普及課程。通過(guò)在線直播課程，STEAM課程從原來(lái)僅能服務(wù)興趣班20～30名學(xué)生，轉(zhuǎn)變?yōu)楦采w全校七～九年級(jí)的800多名學(xué)生。大量學(xué)生第一次接觸STEAM課程，并且對(duì)這種跨學(xué)科的需要協(xié)作設(shè)計(jì)和創(chuàng)作的課程非常感興趣。課后，一部分學(xué)生選擇加入第二課堂活動(dòng)，進(jìn)行線下的深入學(xué)習(xí)。他們組建了車(chē)隊(duì)，并完成了自己的賽車(chē)，最后在校園的創(chuàng)客實(shí)踐室進(jìn)行了車(chē)輛的加工制造，通過(guò)切片和3D打印操作，成功打印了F1賽車(chē)，并進(jìn)行了風(fēng)洞測(cè)試。

②教學(xué)過(guò)程智能化、社交化，教學(xué)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)輔助教師更地好完成教學(xué)。教師使用教學(xué)助手布置課堂作業(yè)，并利用系統(tǒng)自帶的智能批閱功能或在線人工批閱的方式評(píng)閱作業(yè)。同時(shí)，系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)匯總、分析和統(tǒng)計(jì)報(bào)表功能，讓教師能夠更準(zhǔn)確地了解學(xué)情。

③教師更輕松，共同體教學(xué)提質(zhì)增效，學(xué)生更快樂(lè)，學(xué)習(xí)自主性提升，體驗(yàn)到創(chuàng)造的快樂(lè)。課題組的教師各有專長(zhǎng)，他們來(lái)自深圳市不同的學(xué)校，每人負(fù)責(zé)不同的章節(jié)，成為一個(gè)優(yōu)質(zhì)的教師團(tuán)隊(duì)。學(xué)生以社交化和非正式的學(xué)習(xí)方式，通過(guò)社區(qū)展示展示自己的才華，滿足了表達(dá)自我的欲望，提升了學(xué)習(xí)自主性，更能夠感受到創(chuàng)造的快樂(lè)。

●教學(xué)反思

筆者所在的教師共同體開(kāi)發(fā)了基于F1 In SchoolsSTEAM挑戰(zhàn)賽的課程教材以及相關(guān)的視頻學(xué)習(xí)課程，基于智慧教育平臺(tái)創(chuàng)建在線STEAM賽車(chē)主題的學(xué)習(xí)空間，探索出線上線下教學(xué)+工程實(shí)踐+社會(huì)實(shí)踐的混合式STEAM學(xué)習(xí)方式，組建了區(qū)域STEAM在線教學(xué)共同體，使更多的學(xué)生能夠享受到公平優(yōu)質(zhì)的STEAM教育。