教育信息化2.0背景下STEAM教育生態系統構建研究

徐穎紅

摘? 要 教育信息化2.0時代教育理念的變革，促進教育規?；c個性化。STEAM教育聚焦學生綜合能力培養，平衡我國教育資源。分析STEAM教育存在的困境及發展現狀，提出從整個教育大環境（課程標準制作、教材建設、教師培訓、教學資源、教學方式等）出發，建設一個由政府、企業、學校、研究所和高校共同協作的教育生態系統。

關鍵詞 互聯網+教育;STEAM教育;教育信息化2.0;教育生態系統;創客教育;教育資源;電子教材;智慧校園;教材

中圖分類號：G434? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）09-0036-04

1 教育信息化促進STEAM教育發展

我國教育信息化從1.0走向2.0? 我國近幾年越來越重視教育信息化發展，《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》指出，信息技術對教育具有革命性的影響，要用信息化帶動教育的現代化[1]。2011—2015年，主要是將信息技術應用到教育實踐中，這屬于信息技術在教育中的應用階段;2016—2020年，主要是將信息技術與教育融合為一體，這屬于信息技術與教育的全面融合階段，此階段信息技術在教育中的職能發生轉變，信息技術不再被當作單純的教育工具，而是成為教育的重要組成部分，很自然地應用于教育的方方面面，教學方法、教學理念、教學環節、教學評價都因教育信息化變得更加高效，更有益于教師備課、學生學習。從“三通兩平臺”，到今天形成的網絡化、數字化、個性化、終身化的教育體系，建設“人人皆學、處處能學、時時可學”的學習型社會。

2018年4月，教育部出臺《教育信息化2.0行動計劃》，明確提出堅持信息技術與教學深化融合，以智能技術等新興技術推動“互聯網+教育”[2]。教育信息化的發展，從起步階段到應用階段、融合階段，再到創新階段，路徑一直都是動態的、延續的。隨著教育信息化的一步步深入，近年來更多地提到一個新名詞——教育生態系統。筆者認為，教育生態系統應該是由政府統籌規劃、學校實踐、企業支持的，多方合作共建共享的一個教育治理體系。從教學環境、教學內容、教學方法、教學評價等方面進行教育改革是教育信息化發展的必然趨勢。

從STEM教育走向STEAM教育? STEAM教育最早起源于美國，其發展經歷了三個主要階段。1986年，美國國家科學委員會提出SMET（科學、數學、工程、技術）;2001年，STEM逐漸取代SMET;2011年，美國格雷特教授及其團隊提出STEAM，將Arts（藝術）加入原來的STEM教育[3]。藝術的加入豐富了學生素養的培養。

很多專家學者對藝術范圍的理解有所不同，大致有精致藝術、人文藝術、語言藝術、肢體藝術：精致藝術，又稱美術，包括音樂、戲劇、雕塑、建筑、攝影等;人文藝術指使用歷史、哲學、邏輯的方式思考并解決問題，進而有效地發展學生的推理、反思和判斷能力;語言藝術，包括書面語言、口頭語言的理解與應用;肢體藝術和手工藝

術，包括舞蹈、雜技、武術等，培養學生對材料、工具、表達形式的掌控能力[4]。

在多學科融合的STEAM教育中，最有效的整合方法是跨學科整合，情境與內容的整合有助于學生看見某一門知識與其他學科知識間的聯結，打破傳統有明顯分科教學限制的弊端，有利于將學科理論應用到實踐生活、學習、工作中去。

教育信息化2.0為STEAM教育發展帶來紅利? 2002年發布的《教育信息化“十五”發展規劃（綱要）》、2010年發布的《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》、2012年發布的《教育信息化十年發展規劃（2011—2020年）》、2016年發布的《教育信息化“十三五”規劃》以及2018年教育部出臺的《教育信息化2.0行動計劃》，這一系列的政策隨著教育信息化在我國的發展相繼出臺。教育信息化2.0時代的到來，對傳統教育帶來巨大挑戰，與此同時為STEAM教育帶來更多的機遇。

相較于傳統教育而言，利用信息技術支撐開展的課堂教學更加豐富多彩，可以利用人工智能、大數據平臺，通過對學生課前預習、課中表現、課后復習，以及對教師課前備課、課中授課形式、課后表現等進行數據收集、數據清洗、數據處理、數據分析，對每一位學生的學習能力、學習情況進行分析對比，根據具體學情開展個性化學習、差異化學習，為學生、教師、家長提供服務。

STEAM教育是整合多學科課程資源創設的教學模式，教育信息化的發展為STEAM教育提供了資源整合平臺。信息化教學環境為課程開展提供了情境化基礎，無論課程是以項目式為基礎，還是以問題式為基礎，學生都可以在真實或與虛擬相結合的情境里解決真實問題。在此過程中，學生將原本傳統的、分散的、獨立的分科課程中的知識與技能進行應用與遷移[5]。STEAM教育在信息化2.0的推動下，將會向學生的學習更加高效、教師的授課擁有更多可利用的信息化資源的方向發展。

2 STEAM教育所遇困境及發展現狀

STEAM教育理念進入我國以來，學校的相關教育是較為混亂的，沒有統一的標準體系，沒有標準化的教材支撐，沒有系統化的師資培養，缺乏具體的保障機制，缺乏相關的教學資源。

缺乏STEAM教育系列課程，急需教育部引領教材建設? 我國中小學的教學課程標準多數是統一發布的，也有很多校本課程。STEAM教育由于進入我國比較晚，面對今天我國的STEAM教育，很多學者專家提出“將STEAM教育與創客教育融合”。這是一條不錯的教學途徑。從美國興起的STEAM

教育的教育思想被各個國家引進以后，使其具有了各國的特色，各國在教學實踐時的側重點也不一樣，有的以項目式展開，有的以問題式展開。在我國，STEAM教育沒有得到全面推廣的一個重要原因是缺乏教材支撐。

2018年5月，陶西平和北京師范大學的多位教授、學者針對小學STEAM教學，共同編著了全國首套STEAM科創教育系列叢書《科創教育實驗教材》[6]。這套教材吸收優化STEAM教育與創客教育的理念和做法，符合我國教育的實際情況。創客教育強調的是學生面對真實的問題情境去解決它，在這個過程中培養學生的實踐能力、創新能力等。STEAM教育與創客教育結合，打破了原來創客教育的學科界限，充分發揮STEAM多學科教學理念下綜合應用知識的優勢。

華東師范大學將STEAM與樂高教育融合教學，2019年3月出版了適合少兒閱讀的《樂高教育STEAM基礎教程》，該教材由任友群教授擔任主編，是面向我國校本課程體系的樂高STEAM解決方案。通過吸引、探究、解釋、遷移、評價等學習環節覆蓋科學、藝術、數學、工程、技術多個學科，培養學生多方面的綜合能力。

隨著越來越多的出版社出版STEAM教材，STEAM教育引發教育領域的新熱潮，但是也存在一個很大的問題：不同版本的教材的教學內容、教學目標較為混亂，學生階段性學習缺乏統籌規劃。也就是STEAM教材的編寫缺乏標準，缺乏好的評價機制。此時就需要教育部制定統一的教材建設標準，引領教材建設，發揮頂層設計作用。

STEAM教育相關師資嚴重短缺，迫切需要從數量和質量上提高? 一直以來，我國的傳統教育都是以教師為中心，教師講授灌輸，學生被動接收。這種教育方式近20年來遭到各界的質疑。新的教育理念應轉變教師和學生的角色關系，學校教育應該以學生為中心，教師起輔導、促進作用，使教師講得更少，學生學得更多。在新的教育理念下，看似教師的課堂工作量減少了，實則是對教師的要求更高了，教師需要具備更高的綜合素質。

由于STEAM教育是一個需要整合多學科的信息技術與學科融合的新的教育方式，在教師培訓方面需要更新教師的教育觀念，培養教師跨學科整合的能力與意識，學習基于真實問題解決的STEAM教學模式，并且要對STEAM教師的實驗和動手能力進行針對性培訓[5]。教師的培訓是多元化的，不僅體現在數量上，還體現在質量上。首先，由于STEAM教育在我國興起的時間并不是很長，這方面的師資匱乏;其次，教師的質量是需要著重要考慮的，作為STEAM課程的教師，必須具有開闊的學科視野、多學科的知識儲備，能夠進行教學方法、教學模式的創新，并且能夠將先進的理念融合到教學實踐中去。這些都是STEAM教師應該具備的能力，需要進行針對性培訓。國內目前這方面的培訓資源較為缺乏。

STEAM教育資源匱乏，需要整合社會力量，共建共享資源? 長期以來，中小學教育學科界限明顯，學科之間的教學資源相對分散。隨著教育信息化的發展，教學過程中對教育資源的要求越來越高。從目前的情況來看，STEAM教育相關教學資源是相對匱乏的，缺乏創新;一些好的有效的創新資源應用在教學實踐中較為分散，缺乏一個整合管理的機制。針對STEAM教育教學內容的學科特點，相關教育資源的來源和形式需要更加多樣化，所以在資源方面的教學需求遠遠大于資源供給。

解決STEAM教育面臨的資源匱乏問題，單靠教育領域的努力是遠遠不夠的，必須整合整個社會的力量，如學校、企業以及高校研究機構等，共同創建相關教育資源。

3 建設一個完整的STEAM教育生態系統

STEAM教育的教學涉及多個方面，課程標準制定、教材建設、專業教師培訓、教學環節設計、教學資源建設以及教學方式選擇等。對于STEAM教學來說，利用結構化思維從宏觀到微觀來開展這些工作是很重要的，這些方面構成了一個完整的生態系統。教育信息化的發展促進了STEAM教育的教學環境建設?？梢岳眯畔⒓夹g開展STEAM課堂教學，開展個性化學習、差異化教學、精細化管理以及智能化服務，在整個教學環境的幫助下，促進學生從最初的知識傳播被動接受型向能力培養自主型轉變[2]。

STEAM教育生態系統的建設需要各方切合實際需求勇于創新、共同協作。教育信息化2.0時代的到來為STEAM教育帶來新的契機，教育部作為統攬全局的頂層設計部門，擔負著政策制定，學籍庫、教師數據庫、國家數字教育公共資源平臺等公共服務體系建設的職責;學校作為學生學習的直接環境，必須做好數字化管理平臺建設和運營工作;區域教育現代化建設需要對教研平臺、教師培訓機制、教學評估等方面制定標準化評價體系;新興企業要幫助學校進行教學工具、同步課堂等的創設，做好學習平臺、教學平臺的開發等[7]。這些方面需要政府、企業、學校、社會共同協作，進一步提高科學技術與教育的融合水平，以更高視角對STEAM教育生態系統進行統籌規劃。

課程標準制定? STEAM教育的課程標準目前是沒有的，需要教育部結合我國實際情況制定標準化的課程標準。STEAM教育是一門知識綜合性教育和跨界思維能力培養的綜合性學科，首先要明確學科教學的目標：既要提高學生的學習興趣，針對個體差異進行個性化教學，又要體現思維發展、個性發展，提升綜合能力。課程標準的制定直接影響教材建設。21世紀對人才的核心素養要求包括學習與創新素養、數字化素養、職業與生活技能。教育部作為我國教育最高的頂層設計部門，規劃著我國未來人才的培養方向，必須承擔起規劃我國未來STEAM教育的責任。

教材建設? 教育信息化2.0的發展帶動了教材形態和內容的改變，教材形態的改變直接影響了我國教育形態的變革。當前各科電子教材不斷涌現，這是教育資源的新形態、新載體、新學習環境，有利于教育的改革，也有利于促進教育均衡發展，構建學習型社會與終身學習體系[8]。由于STEAM教育涉及多門學科知識，單一紙質文稿難以滿足教學要求，因此，教材建設應包括兩個方面：紙質教材和電子教材（數字化教材）。電子教材由音頻、視頻以及具有交互性功能的、搜索功能的數字化平臺資源組成。教材建設必須找準課程培養的出發點，分析學生通過學習這門課程總的能力培養目標是什么，階段性目標是什么，以及落實到每節課、每個環節的目標是什么。

2018年5月，首套小學STEAM教材《科創教育實驗教材（小學版）》正式發布，配套的相關學習工具已經在企業投入生產，但是中學教材目前還是空缺的。因此，需要按照相關課程標準，建立多階段的、系統的教材體系。

教師培訓? STEAM系列教育未來會覆蓋中小學的每一個年級，社會將需要大量的STEAM專職教師，而目前看，不管是師資質量還是數量，都是遠遠不夠的。增加相關專業教師培訓是解決教師匱乏的有效途徑，可以由教育部統籌規劃，學校配合，相關培訓企業提供資源，協作攻克師資匱乏的難題。數量上，注重多元培養;質量上，對教師的多學科視野、知識儲備、教學模式、實踐創新能力以及實驗動手能力等要全面培養，既要注重規模化，又要注重個性化，同時要從教育觀念、教學方法、學習環節、專業發展、創新實踐等多方面考慮。創設新的教育培訓體系，多方協同，開展網絡研修、校本研修、線上學習與課堂教學、教師工作坊、名師工作室等混合式培訓模式探索[2]。

教學資源? 教育信息化支撐下的STEAM教育教學資源的來源和形式更加多樣化。教育從課程分科走向多學科融合，掌握知識成為發展能力的基礎和手段。以智慧校園建設、在線教育發展、智能助理與大數據和學習分析技術為代表的技術革新將為教育內容的重組提供有力支撐，進而帶動整個教育體系的變革[9]。在線課堂、移動學習設備、電子教科書等數字化資源在中小學的推廣反響非常好，但還需要繼續創新性地推進。“共建”“共享”是建立優質教育資源的關鍵所在：共建體現在資源的供給，優質數字化資源應該建立審查與評估機制，把握質量與創新性;教育資源共享是在促進教育公平與發展的大前提下，通過大數據分析技術對用戶進行分析，根據教學實際需求主動推送個性化資源[10]。

教學方式? 教育改革強調新型教學方法要以學生為中心，教師作為學生學習的輔導者，應以綜合素質發展為重點，以問題為導向開展教學。我國是人口大國，需要規模化教學，國家的發展需要各式人才，又需要個性化教學。彭敏認為，精準化“教”、個性化“學”將傳統面授課堂與在線學習相結合，充分發揮了二者的優勢[5]。傳統面授在我國已經延續了幾千年，雖然發現了它的劣勢所在，但是不能因為現代技術的發展而忽略它原本所具有的優勢，應將傳統面授與信息化教學相結合形成有效的混合式教學，將線上教學與線下教學相結合、實體教學與虛擬教學相結合、正式學習方式與非正式學習方式相結合、課內教學與課外實踐相結合、知識教學與能力培養和素質發展相結合，嘗試多種教學方式在課堂上的有效創新應用。

評價體系? 信息技術時代，評價趨向于數字化，應以學生的個性發展為根本出發點，以能力培養為立足點。STEAM教育的評價體系應該包括三個部分：教師、學生、教學資源供給。教師評價包括課前備課、課中授課、課后反思修訂;學生評價包括課前學習、課中表現、課后知識獲得反饋情況;由于STEAM教育融合了科學、技術、藝術、數學、工程等多個學科，在以問題式或項目式出發開設的STEAM教育，在課堂教學中需要學生處在真實情境中，需要配套的實踐工具，這就需要完備的物理環境和軟環境，各個環節都應該實行實時監測。

4 結語

我國STEAM教育在內涵定位、實踐原則、教學目標、教學評價、學習評價、實施特色上定義不清晰，需要專家學者給出明確的定位，否則很容易在實際教學過程中出現不同的教師教學目標不同。STEAM教育的國家統編教材已經在逐步推出，但是覆蓋面比較窄，現階段推出的教材主要是圍繞兒童（幼兒和小學）。在未來，我國應重點關注STEAM教育教材的編寫標準、教材及其資源的建立以及規范相關專業教師的培訓。教育信息化2.0時代，不僅要看到STEAM教育目前存在的問題，更要由現在所看到的問題思考未來STEAM教育中可能出現的新的問題，以建立有效的風控體系。

參考文獻

[1]楊宗凱.中國教育信息化十年：2011—2020[J].中國教育信息化：高教職教，2016（1）：3-4，28.

[2]楊宗凱，吳砥，陳敏.新興技術助力教育生態重構[J].中國電化教育，2019（2）：1-5.

[3]李彤彤.創客式教學：面向核心素養培養的STEAM課程教學新范式[J].中國電化教育，2018（9）：40-47.

[4]李剛，呂立杰.從STEM教育走向STEAM教育：藝術（Arts）的角色分析[J].中國電化教，2018（9）：31-39，47.

[5]彭敏，郭夢嬌.STEAM教育的基本內涵與發展路徑研究[J].教育理論與實踐，2018（25）：14-18.

[6]陶西平.借鑒STEAM教育理念的中國科創教材[J].中小學管理，2018（9）：59.

[7]任友群，萬昆，趙健.推進教育信息化2.0需要處理好十個關系[J].現代遠程教育研究，2018（6）：3-11.

[8]靳玉樂，張銘凱，孟憲云.信息技術時代的課程論發展[J].華東師范大學學報：教育科學版，2019（4）：47-56.

[9]楊宗凱.以信息化全面推動教育現代化：教育技術學專業的歷史擔當[J].電化教育研究，2018（1）：5-11，35.

[10]楊宗凱.推進信息技術與教育的深度融合[J].中國教育學刊.2016（11）：1.