面向4C核心素養(yǎng)的混合式STEAM教學模式

史妮娜 廣東省深圳市新安中學（集團）第一實驗學校

當前我國STEAM教育存在師資跟不上、有效課程支持不足、教學模式落后的問題。因此，筆者以F1 In SchoolsSTEAM項目活動課程體系的設計與開發(fā)為例，提出了面向4C核心素養(yǎng)的混合式STEAM教學模式，采用跨學科教學共同體的方法，開發(fā)STEAM課程并創(chuàng)建在線資源，打造STEAM學習空間和構建F1 In SchoolsSTEAM課程體系，以期培養(yǎng)學生的高階思維和提升4C核心素養(yǎng)，為當前基于核心素養(yǎng)的STEAM教育提供一個可供借鑒經(jīng)驗和案例。

●混合式STEAM教學模式的構建

1.構建跨學科教學共同體

筆者整合區(qū)域內分散的師資，組建了由信息技術、通用技術、美術設計、物理等學科的教師以及部分學生組成的跨學科教學共同體。

與單一學科背景的教師開展S T E A M活動相比，跨學科STEAM教學共同體具有明顯的優(yōu)勢，如下頁表1所示。

表1

2.開發(fā)本土課程用書

筆者基于我國國情，參照國外的課程，以STEAM教育理念為指導，借助跨學科教學共同體，采用項目學習的方式開發(fā)STEAM課程教材，其設計強調跨學科知識的融合，構建綜合性的知識體系，注重以解決問題為導向，注重團隊合作，強調站在學生的視角，以任務驅動教學，注重學生的自主創(chuàng)新體驗，提供大量豐富的個性化創(chuàng)新設計展示。

3.構建在線資源

為了更好地實現(xiàn)課程目標，筆者將課程活動從課堂延伸到課外，將線上與線下相結合，并開發(fā)與教程對應的視頻課程等信息化資源。在線資源的類型及構成，如下頁表2所示。

表2

4.打造在線學習社區(qū)

在線學習社區(qū)匯集各種類型的學習資源，包括教師共建共享的課程，學生的經(jīng)驗分享、作品展示，以及家長的指導意見等，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，通過正式學習和非正式學習的方式，滿足不同個體的學習需求，促成課程目標的達成。

5.創(chuàng)新教學模式

（1）教學模式

本研究提出了一種面向4C核心素養(yǎng)培養(yǎng)的混合式STEAM教學模式（如下頁圖1），除了為學生提供在線的虛擬學習環(huán)境，包括課程資源、軟件資源和學生創(chuàng)作成果，還為學生提供了線下實操答疑課程。此外，學生還可以利用創(chuàng)客實踐室完成設計、加工制造和測試等工程實踐，并有機會到企業(yè)和科研院所進行學習探討和社會實踐。該模式能夠讓學生隨時隨地參與基于真實情境的STEAM學習，滿足學生個性化學習的需求。

圖1

（2）教學環(huán)節(jié)（如圖2）

圖2

①任務分析環(huán)節(jié)。學生通過在線學習資源了解STEAM項目活動要求，并完成任務分析。②知識獲取環(huán)節(jié)。學生通過微課學習和網(wǎng)絡搜索自主探究所需的多學科知識和操作難點。③設計環(huán)節(jié)。學生研究和分析需要考慮的設計因素，并完成項目設計。④實踐環(huán)節(jié)。學生通過加工制作和社會實踐等方式完成項目制作。⑤測試環(huán)節(jié)。學生需要測試產(chǎn)品性能，并進行迭代優(yōu)化。⑥競賽比拼環(huán)節(jié)。學生通過項目競賽完成項目的公開展示和路演，并接受評判。⑦評價反思環(huán)節(jié)。學生可以進行自評和互評，總結反思收獲和體驗，并歸納出提升團隊和個人競爭力的方法。

●STEAM教學模式實踐研究——以F1 In Schools STEAM項目為例

F1 In SchoolsSTEAM挑戰(zhàn)賽是專為學生群體打造的未來一級方程式賽車挑戰(zhàn)賽，其具有跨學科特性、PBL特性、創(chuàng)新性以及能力培養(yǎng)綜合性。

1.項目實施概述

項目實施過程主要包括以下環(huán)節(jié)：前期調研、課程計劃制訂、模式構建、社區(qū)開發(fā)、教學實施、評價修正和模式推廣。來自深圳市4個區(qū)5所學校多個學科（信息技術、通用技術、物理、美術等）的8名教師組建了教學共同體，利用在線學習平臺開展基于F1 In SchoolsSTEAM項目的教學活動。在實施過程中，首先，進行前期調研，了解STEAM教育的困惑和現(xiàn)狀，以及學生在參與F1 In SchoolsSTEAM挑戰(zhàn)賽過程中遇到的困難和問題。其次，制訂課程計劃，學習課程開發(fā)相關理論與工具知識，并進行教材開發(fā)。再次，使用開發(fā)的教材進行課程實施（如表3），并接受同行和專家的評議，以對課程進行修正和改進。最后，進行課程推廣，讓更多的學校和教師了解、參與到項目中來。F1 In SchoolsSTEAM挑戰(zhàn)賽的PBL項目設置了形式多樣且豐富的學習活動，包括線上和線下活動，需要學生進行自主研究或合作學習。學習活動的場地多種多樣，包括課堂、創(chuàng)客實踐室等。這些學習活動能夠提升學生的數(shù)字化學習和混合式學習能力，同時也促進了學生設計思維、跨學科能力以及最重要的4C核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

表3

2.課程設計

課程包括8個章節(jié)，共計34節(jié)課，具體如上頁表4所示。

表4

3.在線平臺與環(huán)境

筆者依托寶安教育資源公共服務平臺作為STEAM教育活動的載體，構建了一個STEAM學習空間。一方面，在平臺上提供課程、資源等，為學生搭建自主學習環(huán)境。另一方面，將近五年在STEAM教育方面的研究問題呈現(xiàn)出來，并以F1 In SchoolsSTEAM挑戰(zhàn)賽項目的課程設計與活動開展為案例，與同行交流探討，嘗試解決STEAM教師短缺、STEAM活動難以開展、STEAM課程設計、學生如何學習以及教師如何教授的問題。該空間資源豐富，按照教材版本和學科的章節(jié)上傳的學科資源，呈現(xiàn)體系化的特點。學生在完成每個主題創(chuàng)作后，可以利用空間中的“活動廣場”創(chuàng)建相關社團主題作品評比活動。

4.學習效果

①STEAM教育覆蓋率提高，成為普及課程。通過在線直播課程，STEAM課程從原來僅能服務興趣班20～30名學生，轉變?yōu)楦采w全校七～九年級的800多名學生。大量學生第一次接觸STEAM課程，并且對這種跨學科的需要協(xié)作設計和創(chuàng)作的課程非常感興趣。課后，一部分學生選擇加入第二課堂活動，進行線下的深入學習。他們組建了車隊，并完成了自己的賽車，最后在校園的創(chuàng)客實踐室進行了車輛的加工制造，通過切片和3D打印操作，成功打印了F1賽車，并進行了風洞測試。

②教學過程智能化、社交化，教學數(shù)據(jù)精準輔助教師更地好完成教學。教師使用教學助手布置課堂作業(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閱作業(yè)。同時，系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)匯總、分析和統(tǒng)計報表功能，讓教師能夠更準確地了解學情。

③教師更輕松，共同體教學提質增效，學生更快樂，學習自主性提升，體驗到創(chuàng)造的快樂。課題組的教師各有專長，他們來自深圳市不同的學校，每人負責不同的章節(jié)，成為一個優(yōu)質的教師團隊。學生以社交化和非正式的學習方式，通過社區(qū)展示展示自己的才華，滿足了表達自我的欲望，提升了學習自主性，更能夠感受到創(chuàng)造的快樂。

●教學反思

筆者所在的教師共同體開發(fā)了基于F1 In SchoolsSTEAM挑戰(zhàn)賽的課程教材以及相關的視頻學習課程，基于智慧教育平臺創(chuàng)建在線STEAM賽車主題的學習空間，探索出線上線下教學+工程實踐+社會實踐的混合式STEAM學習方式，組建了區(qū)域STEAM在線教學共同體，使更多的學生能夠享受到公平優(yōu)質的STEAM教育。