面向4C核心素養的混合式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為例，提出了面向4C核心素養的混合式STEAM教學模式，采用跨學科教學共同體的方法，開發STEAM課程并創建在線資源，打造STEAM學習空間和構建F1 In SchoolsSTEAM課程體系，以期培養學生的高階思維和提升4C核心素養，為當前基于核心素養的STEAM教育提供一個可供借鑒經驗和案例。

●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勢，如下頁表1所示。

表1

2.開發本土課程用書

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，注重學生的自主創新體驗，提供大量豐富的個性化創新設計展示。

3.構建在線資源

為了更好地實現課程目標，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

在線學習社區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。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核心素養培養的混合式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境，包括課程資源、軟件資源和學生創作成果，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）教學環節（如圖2）

圖2

①任務分析環節。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知識獲取環節。學生通過微課學習和網絡搜索自主探究所需的多學科知識和操作難點。③設計環節。學生研究和分析需要考慮的設計因素，并完成項目設計。④實踐環節。學生通過加工制作和社會實踐等方式完成項目制作。⑤測試環節。學生需要測試產品性能，并進行迭代優化。⑥競賽比拼環節。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評價反思環節。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挑戰賽是專為學生群體打造的未來一級方程式賽車挑戰賽，其具有跨學科特性、PBL特性、創新性以及能力培養綜合性。

1.項目實施概述

項目實施過程主要包括以下環節：前期調研、課程計劃制訂、模式構建、社區開發、教學實施、評價修正和模式推廣。來自深圳市4個區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教育的困惑和現狀，以及學生在參與F1 In SchoolsSTEAM挑戰賽過程中遇到的困難和問題。其次，制訂課程計劃，學習課程開發相關理論與工具知識，并進行教材開發。再次，使用開發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、創客實踐室等。這些學習活動能夠提升學生的數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核心素養的培養。

表3

2.課程設計

課程包括8個章節，共計34節課，具體如上頁表4所示。

表4

3.在線平臺與環境

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境。另一方面，將近五年在STEAM教育方面的研究問題呈現出來，并以F1 In SchoolsSTEAM挑戰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上傳的學科資源，呈現體系化的特點。學生在完成每個主題創作后，可以利用空間中的“活動廣場”創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，轉變為覆蓋全校七～九年級的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作設計和創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，教學數據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，并利用系統自帶的智能批閱功能或在線人工批閱的方式評閱作業。同時，系統提供數據匯總、分析和統計報表功能，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，成為一個優質的教師團隊。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，更能夠感受到創造的快樂。

●教學反思

筆者所在的教師共同體開發了基于F1 In SchoolsSTEAM挑戰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，組建了區域STEAM在線教學共同體，使更多的學生能夠享受到公平優質的STEAM教育。