淺析STEAM教育在活動理論視角下的教學設計

熊文江

摘要：學生是學習的主體，是目標達成的源；客體為學習的內容和目標，承載著教學的教材或資料的選用；共同體是協作學習小組；這三個要素為活動理論的核心要素。在STEAM教育中，學生和老師是教學活動中的主要構成部分，學生是學習活動的主體，教師是學生的引導者和目標的設計者。教學目標是客體，形成于活動任務、作品要求、項目設定或解決的問題等。共同體是教師與學生或學生與學生在一定規則的統一協作下進行分工組合成的、具有相同目標和核心力的團隊。

關鍵詞：STEAM教育；活動理論；教學設計

引言：STEAM教育的開展，很快受到世界各國的青睞，它對培養學生的創新能力和發現問題和解決問題的能力方面與有傳統教學相比較具有比較明顯的優勢。但如何形成在效的教學方式是現在STEAM教育工作者關心和一直在解決的問題。歷年來，STEAM在教學中總是進入教學誤區，一是重“做”輕“學”、二是缺乏“有深度”的學習，如何走出這個誤區是STEAM教育工作者關注的問題[1]。

一、STEAM教育概述

一九八六年“科學、數學、工程、技術教育的集成”首次提出在美國科學委員會上提出，二零零七年美國將STEM作為國家行動計劃和教育戰略，二零零八年STEM教育日趨成熟，推動了各國STEM教育的發展。STEM教育也向多層次的拓展。美國亞克門教授提出STEM教育中就加入人文科學和藝術，因而在STEM中加入了A（Arts）暨藝術與創新。至些，STEAM教育得更多的關注 。地平線項目區域報告《2017年新媒體聯盟中國高等教育技術展望》也指出：“STEAM教育在未來一至二年內對推動中國高等教育技術規劃和決策制定發揮巨大作用“。從戴爾的經驗之塔來看，目標層是在框架的頂層，反映出STEAM教育的終身性和整體性；整合層是第二層，反映STEAM教育倡導學科融合和創新理念；融合層是第三層，反映STEAM教育用人文藝術來平衡；學科層為戴爾經驗之塔的第四層，包括了科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Arts）、數學（Maths）等；第五層是內容層，對相關學科內容進行細化。但從目前的STEAM教育看，教育者在實施教學中容易出現一些問題，從而導致其偏離了培養的目標。主要表現在幾個方面：1.各種教學中對學生的定位不準，教師干預過多。2.教學內容深度的學習不夠。3.重實踐而忽視了基礎的學習。4.學習中整合課程缺少明確的方法。

二、活動理論要素構成：

如何更為有效地開展STEAM教育，讓師生在教學中有明確的定位，資源與工具的運用如何達到高效，如何調配團隊中的個人資源等情況，我們以恩格斯托姆的第三代活動理論為指引，在活動理論的視角下開展STEAM教育活動的設計。

活動理論并非方法論，而是一種理論框架，從其發展來看，都主要關注于主體作用于客體而引發的效能。恩格斯托姆1987年提出了第三代的活動系統主要由六個要素構成，即：主體、客體、共同體、工具與標記、規則和勞動分工[2]。

三、在STEAM教育活動理論要素分析

現在的STEAM教育活動教學主要以競賽主題或教師設計的項目為目標任務，在任務趨動下整合藝術、數學、工程、信息、科學相關知識。在活動理念的指導下，需要厘清各位要素的關系，從準備、實施、評價、反思四個階段分析師生的活動和行為準則，對研究具有重要的指導意義。

學生是學習的主體，是目標達成的源；客體為學習的內容和目標，承載著教學的教材或資料的選用；共同體是協作學習小組；這三個要素為活動理論的核心要素[3]。在STEAM教育中，學生和老師是教學活動中的主要構成部分，學生是學習活動的主體，教師是學生的引導者和目標的設計者。教學目標是客體，形成于活動任務、作品要求、項目設定或解決的問題等。共同體是教師與學生或學生與學生在一定規則的統一協作下進行分工組合成的、具有相同目標和核心力的團隊。

四、在活動理論視角下教學設計模型的構建

STEAM教育教學設計中由于STEAM教育中強調學生的個性化發展，在教學活動設計時要充分考慮教學目標的設立、教師與學生角色的確定、活動時對教學中學科知識的整合和資源的應用及調整、對學習活動結果的評價和對活動的反思。

1.明確學科在STEAM教學中的作用。依據“經驗之塔”科學對工程和技術的根源和原則進行解答；是教學目標設定的結果為工程的目的；技術是主體達成目標中執行的功能；藝術是提升產品的審美需求和社會人文。數學是創作的基石和語言。在STEAM教學設計，科學探究和工程設計是達成目標的主要途徑。科學為實現項目完成、解決問題提供重要方法，教學設計時要所科學性放在首要地位。工程設計是項目設計中整合各個學科的有效紐帶。

2.構建STEAM的教學目標。在“3D創意三維設計”中，把三維作品的科學性和藝術性向縱深方向發展作為知識和技能項目。而“Scratch創意編程”中知識的技能設定為邏輯深入思考與意境設立。過程與方法的設定中“3D三維創意設計”是整合學科知識，以問題解決為導向，提升學生的創新能力和實踐能力，培養學生的科學素養。“Scratch創意編程”的知識與技能設定是以情境為導向，培養學生的創新能力和邏輯推導能力。在情感態度與價值觀的培養中生在培養學生的合作意識和協作能力，認識事物的構成的復雜性和學生的能動性。

3.定位師生的角色。在STEAM教育中，老師與學生都是復雜的動態系統，老師角色與傳統教學相比較，它不是孤立的，也不是單一的。教師在承擔主講教師時，主要任務是對學生進行理論知識和技能的傳授，引領學生完成基礎知識儲備。充當輔助教師時，是為了維持共同體的協作關系，幫助學生分工，引導學生應用工具完成目標任務。這一復雜的角色主要為增進學生自我學習的習慣形成。

學生在STEAM教學中與傳統班級授課相比較，這是一種非班級的被動學習方式。在活動中實現角色的互換。在3D建模設計中，以參與3D培訓的學生為領導者，其余同學根據分工的不同分別記錄、收集資料和匯報。在人工智能設計時以參加Scratch培訓為主的同學為領導者，其余同學進行其余角色的合理分工。而形體設計時又以美工設計學習的同學為領導者。

4.設計不同的活動任務，讓學生循序上升。（1）以仿制為主的活動任務。在活動中以教師的引導為主的教學。在活動中主要以仿制優秀作品為活動主題，重在培養學生觀察、分析、提取知識和基礎操作等。讓學生在活動中支獲得解決問題的知識和方法技巧。（2）以創意培養為核心的活動設計。主旨是培養學生的審美意識和創新能力。在活動中培養學生猜想、設計、驗證、實踐能力。學生在活動中促進規則成熟，讓分工合理化得到推進。同時讓學科知識的融合度在學生意識形態中得到提升。（3）以項目工程為核心的活動設計。它的特點是給出一個具有結果的模糊任務，讓學生角色在互換中趨于成熟。規則是設計流程的制約和約定活動項目的約定。

5.評價方式的形成。對STEAM教育而言，評價有顯性評價和隱性評價。學生完成目標任務時作品有實物作品或電子作品。顯性評價即對作品的藝術性、科學性、實用性、創新性的評價；隱性評價即對作品的問卷、訪談、反饋和活動過程的評價。當中要考慮主體的能動性，又要考慮客體的客觀作用。

總之，在STEAM教育中，活動理念視角下教學設計模型的設計，體現了重視“做”和“學”的理念，為STEAM教育教學的開展建模提供依據。

參考文獻

[1]仲嬌嬌. STEAM教學活動設計與應用研究[D].華東師范大學，2018.

[2]孫海民，劉鵬飛. 以活動理論審視學習活動[J]. 中國電化教育，2015（08）：29-35.

[3]余亮，黃榮懷. 活動理論視角下協作學習活動的基本要素[J]. 遠程教育雜志，2014，32（01）：48-55.