高中STEM線上課程開發及實施策略

徐青青

（臺州市第一中學，浙江臺州 318000）

引 言

在新冠肺炎疫情突發和隔離防疫的背景下，我國的教育事業受到巨大沖擊。近年大力推行的STEM 教育，由于無法開展項目活動而停滯不前。各地紛紛采用線上教育的方式緩解危機，但現有應急性的線上教育卻表現為填鴨式教學：教師自導自演，無實質性互動，學生主體性功能消失；課堂內容為應試灌輸式教育，缺少啟發式教學和探究性學習。這些現象與我國課改倡導的“以學生為主體，以教師為主導”的教育理念大相徑庭，也與培養學生核心素養的宗旨相違背。

上述兩個問題均是新冠肺炎疫情防控期間線上教育與STEM 課程暴露出來的缺陷，但這恰恰提供了一個解決之道——劣勢互補，化危機為契機，實現“1+1＞2”，即STEM線上課程模式。線上教育可以通過網絡資源整合，實現STEM 活動素材補給，通過小組視頻會議，解決STEM 課程小組活動環節。同時，STEM 課程也能夠改善應急性線上教育學生主體性缺失的情況。具體而言，在現有線上教育基礎上，用何種模式、如何實施，才能以最低的轉換成本，實現STEM 傳統課程向STEM 線上課程的完美蛻變呢？

一、模式開發：借鑒“專遞課堂”

疫情暴發前，教育部發布的《教育信息化“十三五”規劃》《國家教育事業發展“十三五”規劃》等一系列文件中明確提出：要大力推進線上教育項目的開發，各地要加強對“網絡教研”“名師課堂”“專遞課堂”“微課”等的建設與應用，促進教育公平，提升教學質量[1]。其中，專遞課堂是解決農村教學點或薄弱學校教學質量的常態應用模式，如圖1 所示，由主體學校教師網絡授課，當地薄弱學校教師組織、管理、監督和指導。專遞課堂是以最低的轉換成本，實現優秀教育資源的最優化和最大化共享，現已取得良好成果。

圖1 專遞課堂教學模式

在師生角色和互動方式上，專遞課堂和STEM 課程模式極為相似，受其啟發，設計了基于專遞課堂的STEM 線上課程模式，如圖2 所示，實現STEM 線下課程與STEM 線上課程的無縫對接[2]。

圖2 基于專遞課堂的STEM線上課程模式

二、模式實踐：多方協作

（一）課程實施路徑及案例

STEM 課程的基本設計原則要求教學實踐以項目式學習為主線，以解決真實世界問題為目標，組織形式通常需要學生以小組為單位，進行頭腦風暴、討論設計、建模測試等實踐活動[3]。但在新學期與疫情交織的時間節點，隔離防疫下的STEM 課程缺少必要的“教育中介”。“教育中介”又稱“教育影響”，是聯系教育者和受教育者的中介[4]，在內容上表現為教科書、教學實驗器材等；在形式上表現為教育組織形式、教育方法、教育手段等。

為此，可以融合師生群體，根據線下工作任務，稍加調整，實現高效分工合作。以“從物理到工程的橋梁”這一STEM 課程為例，仍采用STEM 教育理念倡導的項目式學習路徑，如圖3所示，由核心教師負責線上授課，班級教師跟進學生，向核心教師反饋學生信息，共同實現STEM 課堂與活動的有效進行。

圖3 “從物理到工程的橋梁”STEM線上課程路徑

（二）師生群體職能規劃

在原線下授課教師安排的基礎上，僅增設“核心教師”一職，由特級教師等優秀教師擔任，負責課堂內容的教學。其他教師的崗位、職責基本不變，負責對學生進行有針對性的輔導。教師無須大規模接受系統的線上教育培訓，學校也無須尋求全新的線上教育組織與管理方式，但是要及時解決應急性線上教育的潛在問題。同樣以基于物理學科的STEM課程為例，師生群體的職責、任務安排如表1 所示。

表1 師生群體的職責、任務安排

三、模式策略：低成本共贏

（一）線下轉線上的成本分析

教育是一項投資，并且是有益于國家發展的長遠投資，需要國家經濟基礎支持，因此，教育者需要盡量降低成本，爭取效益最大化。通常，教育形式轉變中最大的困難是學生、教師和學校三方面的“沉沒成本”和“轉換成本”[5]。“沉沒成本”是指在投資過程中發生的歷史投資成本，或那些已經付出但無法收回的支出，包括金錢、時間、精力等；“轉換成本”是解釋和預測配合度的重要變量，是指發生變化時我們所要做出的調整，也包括物質轉換成本、時間轉換成本、技能轉換成本、由于慣性導致的心理轉換成本等。

此次線下STEM 綜合課程向線上課堂、活動的轉變，其背景同“專遞課堂”相似。“沉沒成本”主要表現為學校和國家在STEM 教育設備、場地、線下活動比賽規劃等方面早已做出的規劃；“轉換成本”主要表現在以下三個方面：

（1）學校層面，需要搭建穩定的線上教育平臺，供師生課堂授課、作業線上提交批改、線上答疑。此外，學校作為教學組織機構，要充分考慮到教育者、受教育者、教育中介的需求，提供保證教學正常進行的硬件設施，例如，為理科教師提供授課手寫板，保證每位學生有可用的學習設備，為學生提供教材、作業本等必要硬件資源。

（2）教師層面，備課時需要更多的教學資源。以物理教學為例，教師需要大量的線上實驗資源。但這并非直接尋找網絡視頻即可，物理實驗的作用在于讓學生獲得最直觀的表象認知，并能夠思考背后的抽象規律。因此，教師不僅要整合教學資源，還要對資源進行合理配置，設計和線下實驗效果類似的課堂環節和情境。

（3）學生層面，脫離了制度化的學校管理和班級課堂，學生需要自主開展多元學習。除了正常聽課、做作業外，還要負責線上作業的提交，自主聯系教師答疑。很多學生由于缺少學校規章制度的約束，過于懶散，從未聯系過教師答疑。

（二）降低成本的舉措

本次STEM 線上課程的出發點是“化危機為契機”，故將“轉換成本”和“沉沒成本”通過細微調整，轉換為師生群體和學校的驅動力，具體情況如下。

（1）學校層面，盡可能使用國家資源，如“釘釘”這一有著強大服務器支持的平臺，解決線上授課、作業提交與批改、語音答疑等問題。如此一來，就由全國各學校分擔服務器帶來的經濟成本，無須重復性付出較大的人力成本和技術支持成本。同時，采用郵寄教材、作業本等必要學習資料，或購買中小學數據庫，供師生使用。

（2）教師層面，充分利用國家教育平臺的優秀資源，如優質課、微課以及實驗教學案例，整合出系統化的、完備的高中教學資源。這看似工程龐大，但實際上只要教師在每次備課過程中，備份好相應的教學資源，即可在滿足學生當下需求的前提下，同步建立起完整的線上教育資源系統。

（3）學生層面，關鍵是生成自我效能感，激發主動學習的動機。例如，在上交作業和答疑環節，增設教師贊許、評比、獎勵等功能，讓學生迅速適應線上教學，并感受到其優點所在。

結 語

自疫情暴發以來，基于“專遞課堂”的STEM 線上課程經實施后主要有以下成效：第一，組織物理教師分工合作，整合教學資源，降低每位教師從線下轉向線上教學的平均轉換成本，提升了教師的教學成就感。第二，嘗試線上動畫模擬等諸多方式，充分利用線上教育優勢，解決教學實驗器材缺失等問題，保證STEM 課堂與活動的正常進行，實現線上線下的完美銜接。第三，通過資源整合，為學生設計完整的程序性教學項目，由學生自定步調，通過解決問題或完成項目實現物理學習目標。同時，設定與學習動機相符的獎勵或認可機制，充分激發學生的自我效能感。第四，為未來多樣化的線上教育模式，包括STEM 線上教育模式提供經驗和案例，同時開辟一個新的領域——STEM 線上教育資源的整合。相信未來的STEM 教育會更加普遍，此次線上模式也可供偏遠地區的農村學校參考，不僅僅局限于緩解當下疫情帶來的不便。