融入STEAM教育的E-Prime实验设计的教学改革

罗青

【摘要】    “十四五”规划纲要中提到，建设高质量教育体系，增强学生文明素养、社会责任意识和实践本领。基于此背景，在“E-Prime实验设计”课程中融入STEAM教育理念，从教学目标、教学内容、教学方式到教学评价进行了有针对性且全面的改革，改革后的课程体系更加全面科学，具有更高的实践性，对教师的要求更高，同时也加强对学生创造力的塑造和培养，为建设高质量的课程体系打下坚实的基础。最后，对“E-Prime实验设计”课程改革的成果进行了思考，提出了未来改革的方向。

【关键词】    STEAM教育    E-Prime实验设计    教学改革

一、STEAM教育概述

STEAM是由科学（Science），技术（Technology），工程（Engineering），艺术（Art），数学（Mathematics）5个单词首字母组成的。STEAM教育的本质是多学科融合，核心特征是跨学科性、趣味性、体验性、情境性、协作性和实证性等 [1]。

1.1 STEAM教育的发展

1986年发布的《本科科学、数学和工程教育》报告中首次提及了STEAM教育。2015年明确规定“STEAM教育”包括科学、技术、工程、数学和计算机等学科的教育[2]。

我国在2016年教育部引发的《教育信息化“十三五”规划》中就提出，要积极探索信息技术在跨学科学习（STEAM教育）中的应用，着力提升学生的信息素养、创新意识和创新能力[3]。2017年，《中国STEM教育白皮书》提出了“中国STEM教育2029创新信工计划”，以服务国家创新驱动发展战略为宗旨，培养国家需要的创新人才和高水平技能人才[4]。可见，STEAM教育对各阶段学生都具有非常重要的作用，而且有利于学生创新意识和创新能力的培养和提升。

1.2 STEAM教育的目标

STEAM教育的根本目标是塑造学生的STEAM素养，即培养学生的核心素养和综合素质。这也是融合STEAM教育理念的课程的评价标准。STEAM教育倡导在单个课程设计中，运用综合性知识，融合多学科内容，以项目为基础，让学生在综合环境中创造性地发现和解决问题。这符合白皮书提出“以服务国家创新驱动发展战略为宗旨，培养国家需要的创新人才和高水平技能人才”的目标。

1.3 STEAM教育教学模式设计

STEAM教育的本质是以参与活动和项目、以解决问题为基础的学习[2]。因此，STEAM教育教学模式主要是在教学范围内进行教学相关活动的设计、实施和评价，STEAM教育的跨学科特征让所融合的课程教学过程不同于传统学科的学习过程，一般是基于项目展开的，分阶段进行，包括：目的、计划、实施、评价。

我国在STEAM教学模式上的研究，大多数是基于国外研究进行的教学模式和案例设计。例如，常咏梅、张雅雅提出的基于STEM理念且适用于各学科教育的教学框架，包括确定项目主体、设计解决方案、实施方案规划、展示交流评价等，并通过三轮项目实践进行实证研究。赵呈领、申静洁等人提出的创客——STEM教学模式，包括基础知识学习、确定评价标准、项目创作、展示与评价的教学环节，开发学生的创新意识、提升创新思维、提高创新能力。

1.4 STEAM教育的评价

基于STEAM教育的内涵和目标，传统的教学评价方式已经不适用于STEAM教育。董陈琦岚基于STEAM的定义，提出了三个评价指标，分别是：团队合作能力（合作意识，合作精神，合作技能），项目操作能力（项目设计，项目完成度，结果分析）和信息表达能力（语言表达，文字表达，实践表达）。

陈舒，刘新阳基于“学习生态系统观”强调STEAM教育评价的系统性和持续性。从“个体—项目—共同体”三个方面出发建构评价框架，从项目层面出发制订评价标准，可以使评价指标更具与操作性。这些评价框架不仅体现了以学生为主体的重要性，也体现了STEM教育的跨学科性特征。

二、融入STEAM教育对“E-Prime实验设计”课程的意义

2.1激发学习兴趣

《E-Prime实验设计》是一门技术性和实践性较强的心理学专业核心课程，通过学习全球通用的心理实验生成系统E-Prime软件进行心理学实验的程序设计和编程。E-Prime课程不同于其他课程，亟需调动学生的学习兴趣，使其在课堂上动手进行操作，不断地思考如何创造性地解决问题。在课程中融入STEAM教育，以项目为单元，将课堂设置成现实场景，激发学生的好奇心和学习兴趣。

2.2增强课程的应用价值

《E-Prime实验设计》课程中融入STEAM教育，以解决实际问题、提升学生的创造力为学习目标，这有利于学生将理论知识转化为实践应用，所形成的创造力也可以在其他课程中持续应用。课程学习的价值不仅体现在学习和掌握程序设计上，更具有可持续性的拓展作用，可扩展到学生的其他学科的学习上。

2.3提升教师的教学和专业能力

融入STEAM教育的课程对教师的教学能力和专业能力有更高的要求。首先，教师需要掌握多学科知识，才能在课程教学中融入各学科知识;其次，教师要了解学科发展前沿，才能提出与社会当前所需要解决的问题密切相关的项目;最后，教师本身需要具有一定的教学能力，才能在课程教学中激发和塑造学生的創造力。

2.4建构有效的课程评价方式

《E-Prime实验设计》的评价方式主要是通过给学生设计的程序评分来进行的，但这对于国家人才培养目标来说是远远不够的。融入STEAM教育后，可以从多角度对课程进行评价，不仅关注学生对软件的掌握程度，还关注学生的合作能力、表达能力、解决问题的能力和创造能力等等。

三、融入STEAM教育的“E-Prime实验设计”课程的教学改革

3.1教学目标的改革

《E-Prime实验设计》课程原有的教学目标仅围绕课本知识的学习，即让学生理解心理实验程序设计的相关理论，掌握E-Prime的基本知识和设计技巧，能熟练使用E-Prime软件进行心理实验程序设计。融入STEAM教育后，增加了对学生多种能力的培养，如独立进行心理实验设计的能力，实践操作能力和问题解决能力，创造力，合作能力和表达能力等。课程的新教学目标对教学要求更高，對教

师和学生的要求也更高，同时也更符合国家和社会发展对人才培养的要求。

3.2教学内容的改革

融入STEAM教育的教学内容，紧跟学科发展前沿，以项目为主导，与现实问题紧密联系，将E-Prime软件的相关知识融入到每一个项目学习之中，在解决项目过程中学习软件的使用和设计。教学内容的设计和选择上不仅要展现学科的前沿性，而且内容要循序渐进。同时，项目内容要对学生有吸引力，让其有兴趣主动探索问题、思考问题和解决问题。

因此，教学内容设计上，第一次课主要对课程框架、课程内容和课程考核进行概述，请学生自由组合，以小组为单位进行课程学习，描述课程要求;第二次课简要介绍E-Prime软件的安装和初级使用;第三到第十四次课解决各种项目问题并进行小组陈述和验收，第十五次到第十六次课，对整个课程进行总结和巩固。

3.3教学方式的改革

教学改革之前，课程以教师讲授，学生听课为主要的教学方式，教师的讲授在课堂中占据了大部分时间。融入STEAM教育后，教学方式转变为以学生为主，教师为辅。由于需要介绍课程概况，前两次课还是以教师讲授为主，从第三次课开始，以学生主动学习和探索为主，学生在课堂可自由讨论，课堂活动是围绕学生展开的，教师起到的是辅助作用，主要负责提供资料或回答问题。

3.4课程评价的改革

传统的课程评价方式，主要是查看学生设计的心理实验程序的完整程度。融入STEAM教育后，课程评价方式更全面更多样。课程评价内容包括：1）小组成员的合作意识和合作精神;2）提出方案的多样化;3）问题解决的程度;4）方案的可行性;5）方案陈述的流畅度;6）软件操作的熟悉度;7）项目方案的撰写。这7个评价指标对学生的评价也更全面，有利于激发学生的学习兴趣，帮助学生找到各自擅长的地方，以便其全面发展。

四、融入STEAM教育的“E-Prime实验设计”课程改革效果

融入STEAM教育的“E-Prime实验设计”课程改革覆盖了课程目标、课程内容、课程教学方式和课程评价方式，课程改革所收到的效果也是非常显著的。首先，上课的教学目标非常清晰和明确，学生非常熟悉每节课要解决什么问题，如果有问题解决不了，知道可以向谁求助或需要查阅什么资料。这让学生愿意主动积极地学习，主动去解决问题。具体表现在：上课非常积极;课堂提问频率不断上升;从网络教学平台后台发现，教师提供的资料被不断浏览和下载。然后，以项目为依托进行教学，让学生在解决问题的过程中获得成就感。由于教师需要了解学科发展最前沿的知识以便根据社会发展状况提出不同的项目，还需要运用一定的教学方法来激发学生的创造力，因而也提升了教师的专业技能和教学技术。接着，教学方式转变为以学生为主，教师为辅，学生更愿意在课堂学习中付出努力。同时，课堂教学中除了讲授法以外，教师还采用了网络教学，沉浸教学，VR教学和BOPPPS教学法，利用各种教学方式促进学生的学习。最后，构建了较为完善的评价方式，打破了传统的单一评价方式，让教师可以更全面地发掘学生优势。没有唯一答案，有利于学生发展自身的创造力。

五、融入STEAM教育的“E-Prime实验设计”课程改革的思考

第一，增加课程的价值观导向和科学素养目标，一方面满足高等教育院校人才培养要求和社会需求，另一方面是提升国民科学素养和让社会主义核心价值观深入人心的途径之一。价值观导向需要教师先提升自身的思想政治水平，围绕立德树人的根本任务，把社会主义核心价值观纳入到课程教育的总体范畴，让其贯穿于课程全程，帮助学生提升理论、制度和文化自信。同时，实现课程思政进E-Prime课程课堂。E-Prime课程属于实践类课程，学习的是国外开发的软件，增强学生的科学自信显得尤为重要。学生的科学素养在了解相关领域的前沿研究时也可以得到提升，课程注重实践能力，可以提升学生的个人能力，这对科学素养的形成有非常大的帮助。第二，打造真实的教学环境和增加课程内容的丰富性。STEAM教育的特点之一是，创造真实的教学环境（例如，去真实的工作场所），目前在课程中还未完全实现，这也是激发学生学习积极性和创造力的重要方式之一。实验室环境中的学习，所有的因素都具有可控性，教师都可以把控，但真实的工作环境有很多额外因素，非常考验学生的应变能力和创造能力，可以帮助学生了解各种工作的真实情况，尽早进行未来规划，对于学生来说非常重要。

教学评价方面与传统的评价方式相比更全面了，但还不够完善。目前课程的评价全部由教师完成，可能存在个人偏差。未来需要邀请更多相关学科的教师来进行交流和评价，让专业教师提供专业知识，对学生进行指导。另外，还需要更加明确对团队合作、项目操作和信息表达等各指标的量表标准，有了标准才能更好地对学生负责，才能更好地找出课程问题所在，让课程学习达到预期目标。

参  考  文  献

[1]余胜泉， 胡翔. STEAM教育理念与跨学科整合模式[J]. 开放教育研究， 2015， （8）： 13-22.

[2]赵中建. 美国STEM教育政策进展[M]. 上海： 上海科技教育出版社， 2015： 214.

[3]中国STEM教育白皮书（精华版）[EB/OL]. http：//www.ict.edu.cn/uploadfile /2018/0507/20180507033914363.pdf ， 2017-06-20.