融入STEAM教育的E-Prime實驗設計的教學改革

羅青

【摘要】? ? “十四五”規劃綱要中提到，建設高質量教育體系，增強學生文明素養、社會責任意識和實踐本領。基于此背景，在“E-Prime實驗設計”課程中融入STEAM教育理念，從教學目標、教學內容、教學方式到教學評價進行了有針對性且全面的改革，改革后的課程體系更加全面科學，具有更高的實踐性，對教師的要求更高，同時也加強對學生創造力的塑造和培養，為建設高質量的課程體系打下堅實的基礎。最后，對“E-Prime實驗設計”課程改革的成果進行了思考，提出了未來改革的方向。

【關鍵詞】? ? STEAM教育? ? E-Prime實驗設計? ? 教學改革

一、STEAM教育概述

STEAM是由科學（Science），技術（Technology），工程（Engineering），藝術（Art），數學（Mathematics）5個單詞首字母組成的。STEAM教育的本質是多學科融合，核心特征是跨學科性、趣味性、體驗性、情境性、協作性和實證性等 [1]。

1.1 STEAM教育的發展

1986年發布的《本科科學、數學和工程教育》報告中首次提及了STEAM教育。2015年明確規定“STEAM教育”包括科學、技術、工程、數學和計算機等學科的教育[2]。

我國在2016年教育部引發的《教育信息化“十三五”規劃》中就提出，要積極探索信息技術在跨學科學習（STEAM教育）中的應用，著力提升學生的信息素養、創新意識和創新能力[3]。2017年，《中國STEM教育白皮書》提出了“中國STEM教育2029創新信工計劃”，以服務國家創新驅動發展戰略為宗旨，培養國家需要的創新人才和高水平技能人才[4]。可見，STEAM教育對各階段學生都具有非常重要的作用，而且有利于學生創新意識和創新能力的培養和提升。

1.2 STEAM教育的目標

STEAM教育的根本目標是塑造學生的STEAM素養，即培養學生的核心素養和綜合素質。這也是融合STEAM教育理念的課程的評價標準。STEAM教育倡導在單個課程設計中，運用綜合性知識，融合多學科內容，以項目為基礎，讓學生在綜合環境中創造性地發現和解決問題。這符合白皮書提出“以服務國家創新驅動發展戰略為宗旨，培養國家需要的創新人才和高水平技能人才”的目標。

1.3 STEAM教育教學模式設計

STEAM教育的本質是以參與活動和項目、以解決問題為基礎的學習[2]。因此，STEAM教育教學模式主要是在教學范圍內進行教學相關活動的設計、實施和評價，STEAM教育的跨學科特征讓所融合的課程教學過程不同于傳統學科的學習過程，一般是基于項目展開的，分階段進行，包括：目的、計劃、實施、評價。

我國在STEAM教學模式上的研究，大多數是基于國外研究進行的教學模式和案例設計。例如，常詠梅、張雅雅提出的基于STEM理念且適用于各學科教育的教學框架，包括確定項目主體、設計解決方案、實施方案規劃、展示交流評價等，并通過三輪項目實踐進行實證研究。趙呈領、申靜潔等人提出的創客——STEM教學模式，包括基礎知識學習、確定評價標準、項目創作、展示與評價的教學環節，開發學生的創新意識、提升創新思維、提高創新能力。

1.4 STEAM教育的評價

基于STEAM教育的內涵和目標，傳統的教學評價方式已經不適用于STEAM教育。董陳琦嵐基于STEAM的定義，提出了三個評價指標，分別是：團隊合作能力（合作意識，合作精神，合作技能），項目操作能力（項目設計，項目完成度，結果分析）和信息表達能力（語言表達，文字表達，實踐表達）。

陳舒，劉新陽基于“學習生態系統觀”強調STEAM教育評價的系統性和持續性。從“個體—項目—共同體”三個方面出發建構評價框架，從項目層面出發制訂評價標準，可以使評價指標更具與操作性。這些評價框架不僅體現了以學生為主體的重要性，也體現了STEM教育的跨學科性特征。

二、融入STEAM教育對“E-Prime實驗設計”課程的意義

2.1激發學習興趣

《E-Prime實驗設計》是一門技術性和實踐性較強的心理學專業核心課程，通過學習全球通用的心理實驗生成系統E-Prime軟件進行心理學實驗的程序設計和編程。E-Prime課程不同于其他課程，亟需調動學生的學習興趣，使其在課堂上動手進行操作，不斷地思考如何創造性地解決問題。在課程中融入STEAM教育，以項目為單元，將課堂設置成現實場景，激發學生的好奇心和學習興趣。

2.2增強課程的應用價值

《E-Prime實驗設計》課程中融入STEAM教育，以解決實際問題、提升學生的創造力為學習目標，這有利于學生將理論知識轉化為實踐應用，所形成的創造力也可以在其他課程中持續應用。課程學習的價值不僅體現在學習和掌握程序設計上，更具有可持續性的拓展作用，可擴展到學生的其他學科的學習上。

2.3提升教師的教學和專業能力

融入STEAM教育的課程對教師的教學能力和專業能力有更高的要求。首先，教師需要掌握多學科知識，才能在課程教學中融入各學科知識;其次，教師要了解學科發展前沿，才能提出與社會當前所需要解決的問題密切相關的項目;最后，教師本身需要具有一定的教學能力，才能在課程教學中激發和塑造學生的創造力。

2.4建構有效的課程評價方式

《E-Prime實驗設計》的評價方式主要是通過給學生設計的程序評分來進行的，但這對于國家人才培養目標來說是遠遠不夠的。融入STEAM教育后，可以從多角度對課程進行評價，不僅關注學生對軟件的掌握程度，還關注學生的合作能力、表達能力、解決問題的能力和創造能力等等。

三、融入STEAM教育的“E-Prime實驗設計”課程的教學改革

3.1教學目標的改革

《E-Prime實驗設計》課程原有的教學目標僅圍繞課本知識的學習，即讓學生理解心理實驗程序設計的相關理論，掌握E-Prime的基本知識和設計技巧，能熟練使用E-Prime軟件進行心理實驗程序設計。融入STEAM教育后，增加了對學生多種能力的培養，如獨立進行心理實驗設計的能力，實踐操作能力和問題解決能力，創造力，合作能力和表達能力等。課程的新教學目標對教學要求更高，對教

師和學生的要求也更高，同時也更符合國家和社會發展對人才培養的要求。

3.2教學內容的改革

融入STEAM教育的教學內容，緊跟學科發展前沿，以項目為主導，與現實問題緊密聯系，將E-Prime軟件的相關知識融入到每一個項目學習之中，在解決項目過程中學習軟件的使用和設計。教學內容的設計和選擇上不僅要展現學科的前沿性，而且內容要循序漸進。同時，項目內容要對學生有吸引力，讓其有興趣主動探索問題、思考問題和解決問題。

因此，教學內容設計上，第一次課主要對課程框架、課程內容和課程考核進行概述，請學生自由組合，以小組為單位進行課程學習，描述課程要求;第二次課簡要介紹E-Prime軟件的安裝和初級使用;第三到第十四次課解決各種項目問題并進行小組陳述和驗收，第十五次到第十六次課，對整個課程進行總結和鞏固。

3.3教學方式的改革

教學改革之前，課程以教師講授，學生聽課為主要的教學方式，教師的講授在課堂中占據了大部分時間。融入STEAM教育后，教學方式轉變為以學生為主，教師為輔。由于需要介紹課程概況，前兩次課還是以教師講授為主，從第三次課開始，以學生主動學習和探索為主，學生在課堂可自由討論，課堂活動是圍繞學生展開的，教師起到的是輔助作用，主要負責提供資料或回答問題。

3.4課程評價的改革

傳統的課程評價方式，主要是查看學生設計的心理實驗程序的完整程度。融入STEAM教育后，課程評價方式更全面更多樣。課程評價內容包括：1）小組成員的合作意識和合作精神;2）提出方案的多樣化;3）問題解決的程度;4）方案的可行性;5）方案陳述的流暢度;6）軟件操作的熟悉度;7）項目方案的撰寫。這7個評價指標對學生的評價也更全面，有利于激發學生的學習興趣，幫助學生找到各自擅長的地方，以便其全面發展。

四、融入STEAM教育的“E-Prime實驗設計”課程改革效果

融入STEAM教育的“E-Prime實驗設計”課程改革覆蓋了課程目標、課程內容、課程教學方式和課程評價方式，課程改革所收到的效果也是非常顯著的。首先，上課的教學目標非常清晰和明確，學生非常熟悉每節課要解決什么問題，如果有問題解決不了，知道可以向誰求助或需要查閱什么資料。這讓學生愿意主動積極地學習，主動去解決問題。具體表現在：上課非常積極;課堂提問頻率不斷上升;從網絡教學平臺后臺發現，教師提供的資料被不斷瀏覽和下載。然后，以項目為依托進行教學，讓學生在解決問題的過程中獲得成就感。由于教師需要了解學科發展最前沿的知識以便根據社會發展狀況提出不同的項目，還需要運用一定的教學方法來激發學生的創造力，因而也提升了教師的專業技能和教學技術。接著，教學方式轉變為以學生為主，教師為輔，學生更愿意在課堂學習中付出努力。同時，課堂教學中除了講授法以外，教師還采用了網絡教學，沉浸教學，VR教學和BOPPPS教學法，利用各種教學方式促進學生的學習。最后，構建了較為完善的評價方式，打破了傳統的單一評價方式，讓教師可以更全面地發掘學生優勢。沒有唯一答案，有利于學生發展自身的創造力。

五、融入STEAM教育的“E-Prime實驗設計”課程改革的思考

第一，增加課程的價值觀導向和科學素養目標，一方面滿足高等教育院校人才培養要求和社會需求，另一方面是提升國民科學素養和讓社會主義核心價值觀深入人心的途徑之一。價值觀導向需要教師先提升自身的思想政治水平，圍繞立德樹人的根本任務，把社會主義核心價值觀納入到課程教育的總體范疇，讓其貫穿于課程全程，幫助學生提升理論、制度和文化自信。同時，實現課程思政進E-Prime課程課堂。E-Prime課程屬于實踐類課程，學習的是國外開發的軟件，增強學生的科學自信顯得尤為重要。學生的科學素養在了解相關領域的前沿研究時也可以得到提升，課程注重實踐能力，可以提升學生的個人能力，這對科學素養的形成有非常大的幫助。第二，打造真實的教學環境和增加課程內容的豐富性。STEAM教育的特點之一是，創造真實的教學環境（例如，去真實的工作場所），目前在課程中還未完全實現，這也是激發學生學習積極性和創造力的重要方式之一。實驗室環境中的學習，所有的因素都具有可控性，教師都可以把控，但真實的工作環境有很多額外因素，非常考驗學生的應變能力和創造能力，可以幫助學生了解各種工作的真實情況，盡早進行未來規劃，對于學生來說非常重要。

教學評價方面與傳統的評價方式相比更全面了，但還不夠完善。目前課程的評價全部由教師完成，可能存在個人偏差。未來需要邀請更多相關學科的教師來進行交流和評價，讓專業教師提供專業知識，對學生進行指導。另外，還需要更加明確對團隊合作、項目操作和信息表達等各指標的量表標準，有了標準才能更好地對學生負責，才能更好地找出課程問題所在，讓課程學習達到預期目標。

參? 考? 文? 獻

[1]余勝泉， 胡翔. STEAM教育理念與跨學科整合模式[J]. 開放教育研究， 2015， （8）： 13-22.

[2]趙中建. 美國STEM教育政策進展[M]. 上海： 上海科技教育出版社， 2015： 214.

[3]中國STEM教育白皮書（精華版）[EB/OL]. http：//www.ict.edu.cn/uploadfile /2018/0507/20180507033914363.pdf ， 2017-06-20.