基于大數據對STEAM教育進行師生互動研究

摘要：本文立足于信息技術環境下新型師生互動關系的研究，通過對STEAM教育模式下的課堂教學進行基于大數據的觀察，然后依據課堂教學大數據，采用“師生行為分析方法”對STEAM課堂中的師生互動行為進行研究，并得出了兩個相關結論。

關鍵詞：大數據觀察；STEAM教育；師生互動

中圖分類號：G434 文獻標識碼：B 論文編號：1674-2117（2017）06-0075-03

● STEAM教育中師生互動關系的大數據觀察

STEAM教育，即將“科學、技術、工程、藝術、數學”多個要素整合而成的一種新課程形態，把學習學科知識變成一個探究世界的系統過程。現代信息技術環境的變化促使教育關系發生變化，STEAM教育應運而生。

新教育模式的出現，首先帶來的是師生關系和生生關系的發展變化，因此，我們可以基于大數據對STEAM教育進行師生互動關系研究。在本文中，筆者使用了四種師生行為分析方法。

● 《搭支架》一課的要點簡述

1.基本內容及要求

《搭支架》是蘇教版小學科學五年級下冊第二單元第2課的教學內容，教學要求是：①指導學生通過自己動手實驗與研究，發現支架的結構不同，變形的程度也不同。②知道三角形結構最不易變形。③通過搭建穩固支架的活動，培養學生的動手能力和創造性思維。④培養學生的探究精神和與人合作的能力。按照本課的教學要求，這是一個STEAM教育的典型課例。

2.STEAM教學流程所具有的優勢

在STEAM教育模式下《搭支架》一課與常規科學課相比有明顯的不同：①一般的科學課往往是針對科學概念進行教學，探究環節中也有實踐操作的部分，但不如《搭支架》一課的實踐操作所占的比重大。②常規的科學概念教學往往針對一個概念展開教學活動，而《搭支架》一課中，學生要想搭好支架所應用的絕對不只是一個科學概念，而是科學概念的綜合應用，相比之下，學習效率更高。③所謂多種概念的綜合運用，即“搭支架”不僅要比怎么才能搭得高，甚至還可能包括工程與技術方面的一些知識。

● 《搭支架》一課的師生互動大數據分析

1.利用“S-T分析方法”[1]進行分析

S-T分析方法適用于對教學過程及其活動進行分析，包括定量處理和定性評價。在這種方法中，對教師T行為和學生S行為進行兩個維度的編碼分析，減少了模糊性，提高了客觀性和可靠性。S-T法通過計算教師行為占有率Rt和師生行為轉換率Ch，將師生互動行為模式分為練習型、混合型、教授型和對話型四類，并能夠診斷課堂教學中的師生互動模式等問題。

在圖1中，S-T曲線斜率接近于S軸，曲線中含有兩段較長的豎直線，說明學生行為占據主體地位，教師為學生安排了充裕的自主學習活動時間。在圖2中，可以看出這節課是混合型模式，圓點位于中間區域左側偏上位置，師生行為轉換率為0.30，說明在為學生安排充分的自主學習活動的同時，教師通過對話對學生的學習進行了干預，這充分體現了教師的主導作用。

2.利用“有效性提問”進行分析

記號體系有效性提問分析法[2]是對課堂中教師提出的問題和采用的提問策略進行記錄與分析的一種聚焦式課堂觀察方法。“有效性提問”包含了教師提問問題類型、挑選學生回答問題方式和學生回答問題類型等方面的師生互動行為的觀察。通過對教師的有效性提問的分析，可以分析研究師生互動的組織策略、師生互動質量等方面的內容。

（1）“教師提問問題類型”的分析

從“教師提問問題類型”的數據分析中可知，這節課的常規性提問與記憶性提問占比較低，而推理性提問和創造性提問所占的比例較高，都高于常模。這和在科學課中注重培養學生推理性思維和開放創造性思維的教學目標是一致的，特別是創造性問題遠高于常模近十個百分點，更說明了這節課師生互動行為與STEAM教育注重培養開發學生創造力的要求相符。但這節課中批判性提問數據為零，在師生互動中，教師沒有實現批判性思維的訓練。從這點上來講，本節課沒有達到STEAM教育對學生批判性思維訓練的要求。

（2）“教師挑選學生回答方式”的分析

從“教師挑選學生回答方式”的數據分析中可知，教師請未舉手學生回答的比例高于常模近兩倍，說明教師在STEAM教育的科學課堂中關注學生均衡學習，能夠采用多種策略選擇學生回答問題，鼓勵絕大多數學生參與到科學探究實踐中來，這就大大提升了師生互動的效力。

（3）“學生回答方式”的分析

從“學生回答方式”的數據分析中可知，學生“討論后匯報”的數據遠高于常模，因這節課采用了小組合作學習的方式，且組織了多次的小組學習活動（與S-T圖中的幾段豎直線相對應）。課堂中采用小組合作學習的方法，不僅體現了教師教學策略方法的選擇符合STEAM教育的協作性的核心特征，而且豐富了課堂互動，增強了生生之間的協作探究程度。

（4）“學生回答問題的類型”的分析

在“學生的回答問題類型”數據分析中，有兩個數據值得我們關注：一是學生的“推理性回答”的比例高于常模，說明學生的科學思維得到了充分鍛煉；二是學生在“創造評價性回答”方面的比例高于常模將近20%，說明STEAM教育在鼓勵學生創新、培養學生創造力方面具有獨特的優勢。

3.利用“四何問題”進行分析

記號體系四何問題分析法[3]是對課堂中教師所提問題按照“是何”“為何”“如何”和“若何”四種類型來劃分并作觀察記錄，然后進行分析的一種聚焦式課堂觀察方法。四種問題類型分別對應著陳述性知識、原理性知識、過程性知識和創造性知識的學習，通過對四何問題的分析可以反映出教師在師生互動中的知識結構設計與問題組織的問題。

如下頁圖3所示，“是何”問題比例低于常模，“為何問題”的比例遠高于常模，“如何問題”的比例接近常模，而“若何問題”未涉及。這說明教師在師生互動中注重原理性知識和過程性知識的學習，這與STEAM教育的理念相符合，但是缺少若何類問題，反映了這節課缺少知識遷移創造的學習活動的組織安排。這個現象說明，除了教師的經驗外，可能與STEAM教育的時間長短有關。這一數據提示我們，教師進行STEAM教育要給學生預留下充裕的動手實踐的時間，時間若不足，將會嚴重影響STEAM科學探究實踐的效果。

4.利用師生“對話深度”進行分析

記號體系對話深度分析法[4]是對課堂中師生對話的深度進行記錄與分析的一種聚焦式課堂觀察方法。對話深度可以用于分析研究師生對話過程中的策略應用和機智應對。

如圖4所示，對話深度僅達到深度二，且深度二的比例低于常模。這一方面提示教師進行STEAM教育要注意與學生進行高階互動，不能僅停留于淺層對話；另一方面也說明了STEAM教育對于師生的互動要求是比較高的，學生的動手實踐課是比較難上的一種課型，加之小學生年齡較小，因而教師可能較難推進師生之間的深層次對話，進而導致對話深度的層次較低。或許，也有可能是為了給學生留下更多的實踐時間，迫使師生互動時，指令必須簡潔明了，故而導致對話深度的降低。

● 結束語

通過數據分析，筆者發現：①課堂教學中應當充分發揮學生的學習主體地位，合理安排學生在課堂中的自主學習活動時間，同時發揮教師的主導作用，積極對學生的學習進行干預。②豐富課堂互動形式，將師生對話與小組合作學習活動相融合，加強課堂學習的協作性和探究深度。③合理適度地增加推理性問題、創造性和批判性以及與之相對應的為何問題、如何問題和若何問題的數量和比例，以增強師生對話的開放性和創造性，提高對學生高階思維的訓練，提升師生互動的質量。④在師生互動中，關注均衡學習，采用多種對話策略進行調節管理，為學生搭建與認知能力相配的問題階梯，從而實現有效互動干預。

參考文獻：

[1]王陸，張敏霞.教學反思方法與技術[M].北京：北京師范大學出版社，2012：80-86.

[2]王陸，林司南.案例分析：《臺球桌上的數學》[J].中國電化教育，2004（9）：53-55.

[3][4]楊卉，馮濤.教師網絡研修活動設計方法與技術[M].北京：北京師范大學出版社，2012：90-94.

作者簡介：陳俊強（1975—），小學高級教師，現任廈門市思明區觀音山音樂學校副校長，廈門市專家型教師，廈門市思明區陳俊強名師發展工作室負責人。