STEAM 教育理念下的立體化教學改革研究＊

張明春，楊 玲，孟金磊，張 蕊

（景德鎮陶瓷大學設計藝術學院，江西 景德鎮333403）

世界各國大學教育實踐中，培養全面發展且具有綜合素質的專業人才成為基本取向和價值追求。2013 年，美國提出STEAM 教育理念，與傳統單分科教學不同，它是一種全新的注重多科綜合、強調獨立探索、主動式學習過程的教育理念。科學（Science）、工程（Engineering）、技術（Technology）、藝術（Arts）與數學（Mathematics）是STEAM 教育的五個方面內容，它有效地提升了學生的知識學習與應用能力。

1 STEAM 教育與傳統教育的異同

系統的分科教育（Subject Education）于19 世紀確立，中國借鑒了前蘇聯教育模式，對數理化等課程進行單獨授課，這種教育模式有助于基礎知識的學習。20 世紀以來，STEAM 教育理念興起，它與分科教育理念不同，主要培養學生的知識應用能力，是從學科教育（Discipline Education）角度實施的綜合教育，注重構建學生的科學素養、技術素養、工程素養、藝術與數學素養，注重塑造實踐能力與知識運用能力。由此可見，STEAM 教育過程，不僅是跨多學科的“發現—解決問題”式教育，而且為學生提供了STEAM 所含多學科交叉場景及項目式的全方位教學的過程，進而使其具有鮮明的立體化教學特點。

2 STEAM 教育的立體化教學特點

2.1 立體化教學資源

立體化教學資源是指包括立體化教材在內的多種與STEAM 教育相配套的出版物的集合。立體化教材是STEAM教育開展的前提，它是基于多媒體與信息網絡技術，以紙質教材為基礎，面向學習過程與研究實踐，它是一種結合了多種教學資源和服務的綜合資源庫，是對紙質教材的有益補充，是實現信息化、網絡化教育的關鍵要素。立體化教材是STEAM 課程實施立體化教學的基礎，是以多種教學資源開發為前提的一體化教學解決方案。它不但滿足了教師和學生的教育學習需要，而且建立了師生交流平臺，整合了優秀的教育資源，例如多媒體課件、電子教案、電子習題、設計素材庫與工具資源庫等。

2.2 STEAM 教育師資隊伍

高素質的教師是實施STEAM 教育理念改革的中堅力量，他們不但是教學活動的組織者，還是科學技術的引領者，直接決定著教學改革的深度和高度。根據中國教育科學研究院發布的《中國STEM 教育2029 創新行動計劃》（下簡稱“行動計劃”），國家在培養STEAM 教育生態系統中，特別重視師資力量，通過建設師資培養平臺幫助教師累積STEAM 學習經驗，提高關于STEAM 教育的本質認識和科學素養，提倡教師們突破學科之間的界線，主動地將STEAM 教育融入課堂教學中。STEAM 教育教師使用跨學科的方法解決現實世界的問題，培養學生應用多學科知識解決實際問題能力。STEAM 教育教學團隊應由不同專業知識背景的教師構成，多學科師資力量的交叉是創新教育的源泉，這將有利于培養學生的創造性思維能力、創新能力和動手實踐能力。

2.3 立體化教學手段

開放式課程是一種立體化教學手段，學堂在線、中國大學MOOC、愛課程、超星等開放式課程與國家精品課程平臺面向公眾開放，這為社會教育提供了廣闊的資源空間，是高等教育的有效延展。大量的教學視頻、電子圖書、電子教案等多媒體技術的應用是對傳統教學手段的有益補充，不但能夠促進知識傳播與社會實踐，而且優化了教育資源，提高了教學質量與教育資源利用率，促進了教學改革。翻轉課堂、討論式教學是STEAM 教育的特色，學生利用課程資源，線下完成自主學習，發現問題，并在課堂上通過有效地討論獲得啟發，課下針對教師同學反饋，研究出問題的解決方案。

3 本系STEAM 教育的立體化教學改革實踐

“陶瓷新技術與應用”課程是產品設計專業課，在第六學期開設。它的實踐性強，授課教師課程資源累積豐富，具有開展STEAM 教學改革的客觀條件，這將有利于研究STEAM 教育的新思想、新經驗，進一步提升設計教學質量。

3.1 課程特點

“陶瓷新技術與應用”課程注重實踐，所開展的立體化教學是以課程內容與理論體系為基礎。通過課程的學習，學生應掌握陶瓷產品的設計方法與打樣制作方法，自覺應用設計理論指導實踐過程。課程強調想象力與創造力結合，應用陶瓷3D 打印技術，經過計算機輔助設計、切片處理、陶瓷3D 打印機坯體成型、干燥、施釉、燒成等階段，完成陶瓷產品打樣。

3.2 授課團隊與課堂教學

“陶瓷新技術與應用”課程教學團隊由美籍專家與本校專家組成，外籍專家主要負責STEAM 教育理念與前沿概述，指導設計實踐過程；本校專任教師負責實施立體化教學，組織學生課堂討論。學生在課程學習過程中，會涉及到設計學、社會學、色彩學、心理學、形態學、機械工程學、經濟學、材料學等多學科知識，教師采用啟發式教學、開設專題知識講座、組織分享討論等形式開展教學，淡化權威意識，使學生從被動地接受知識，變為主動地探索發現知識。美國佛羅里達大學藝術學院安娜教授講解如圖1 所示。

圖1 美國佛羅里達大學藝術學院安娜教授講解

3.3 實踐性教學

課程的展開面向實際問題，一些問題來源于設計競賽，這種實踐性教學環節強化了學生的動手能力，是將已掌握的理論用于設計創作的實操過程。課程要求學生的學習從概念設計做起，經過不斷修正、改良，確定最終方案，在這漫長的學習與設計過程中，依靠教師的立體化教學，通過多種形式的啟發與互動，應用已掌握設計調查的方法，獨立地發現問題，分析問題，創造性地解決問題。從課程內容及教學實施情況來看，學生設計綜合能力的提升，顯現出教師立體化教學的有效性，這與STEAM 教育理念完美契合。

3.4 評價

課程教學是以設計學學科教育為目標的改革實踐，課程的組織形式與傳統分科教學不同，它強調對陶瓷3D 打印知識的理解與應用，強調技術、工藝與設計、藝術之間的多科關聯。在具體立體化教學實踐過程中，STEAM 教育以基于現實的設計課題或競賽課題為評價目標，學生在教學過程中，不斷地發現設計研究熱點，評估自身設計研究興趣與課題作業之間的關系，拓展自身經驗并學習新技能，無論從課題設計研究的深度和所涉及學科的廣度，都更加深入細致地針對跨學科知識和技能進行綜合評價。設計競賽等虛擬課題有效鍛煉了學生的創新創業能力，實際課題則會調動學生設計積極性。在評價學生作品時，與傳統考試等結果方式不同，教師評價轉為探索研究的設計過程評價方式。

總之，“陶瓷3D 打印技術與應用”課程教學是STEAM教育理念引導下的立體化教學實踐，中外導師構成的課程教學團隊擴增了人文交流，具有豐富實踐經驗與技術的教師是課程改革的有力保障，學生與教師、學生與學生之間的教學互動過程有助于培養學生面對挫折的分析力、解決實際問題能力、創新創業能力、團隊協作能力與批判性思維。

4 結論

分數不是中國教育的終點。培養學生健康成熟的人格、善于獨立思考的品質，既有科學素養，又有人文精神，這才是教育所肩負的一項重要使命。STEAM 教育作為對傳統分科教育的有益補充，它使得學生從“基礎”走向“綜合”，從“動腦”走向“動手”，從“理論”積累走向“實踐”評價。STEAM 教育理念下的立體化教學改革實現了從“教師授課為主”向“學生實踐為主”的教學方式轉變。它注重學生個性化發展，不但有利于學生將晦澀難懂的純理論知識主動地轉化為貼合實際的實踐類過程知識，而且對實現現代化教學、整合教學內容、優化教材質量、提高學生學習興趣和自主學習能力意義重大。