面向4C核心素养的混合式STEAM教学模式

史妮娜 广东省深圳市新安中学（集团）第一实验学校

当前我国STEAM教育存在师资跟不上、有效课程支持不足、教学模式落后的问题。因此，笔者以F1 In SchoolsSTEAM项目活动课程体系的设计与开发为例，提出了面向4C核心素养的混合式STEAM教学模式，采用跨学科教学共同体的方法，开发STEAM课程并创建在线资源，打造STEAM学习空间和构建F1 In SchoolsSTEAM课程体系，以期培养学生的高阶思维和提升4C核心素养，为当前基于核心素养的STEAM教育提供一个可供借鉴经验和案例。

●混合式STEAM教学模式的构建

1.构建跨学科教学共同体

笔者整合区域内分散的师资，组建了由信息技术、通用技术、美术设计、物理等学科的教师以及部分学生组成的跨学科教学共同体。

与单一学科背景的教师开展S T E A M活动相比，跨学科STEAM教学共同体具有明显的优势，如下页表1所示。

表1

2.开发本土课程用书

笔者基于我国国情，参照国外的课程，以STEAM教育理念为指导，借助跨学科教学共同体，采用项目学习的方式开发STEAM课程教材，其设计强调跨学科知识的融合，构建综合性的知识体系，注重以解决问题为导向，注重团队合作，强调站在学生的视角，以任务驱动教学，注重学生的自主创新体验，提供大量丰富的个性化创新设计展示。

3.构建在线资源

为了更好地实现课程目标，笔者将课程活动从课堂延伸到课外，将线上与线下相结合，并开发与教程对应的视频课程等信息化资源。在线资源的类型及构成，如下页表2所示。

表2

4.打造在线学习社区

在线学习社区汇集各种类型的学习资源，包括教师共建共享的课程，学生的经验分享、作品展示，以及家长的指导意见等，这些资源将以视频、图片、文字等形式呈现。此外，线下课程和线上课程相互配合，通过正式学习和非正式学习的方式，满足不同个体的学习需求，促成课程目标的达成。

5.创新教学模式

（1）教学模式

本研究提出了一种面向4C核心素养培养的混合式STEAM教学模式（如下页图1），除了为学生提供在线的虚拟学习环境，包括课程资源、软件资源和学生创作成果，还为学生提供了线下实操答疑课程。此外，学生还可以利用创客实践室完成设计、加工制造和测试等工程实践，并有机会到企业和科研院所进行学习探讨和社会实践。该模式能够让学生随时随地参与基于真实情境的STEAM学习，满足学生个性化学习的需求。

图1

（2）教学环节（如图2）

图2

①任务分析环节。学生通过在线学习资源了解STEAM项目活动要求，并完成任务分析。②知识获取环节。学生通过微课学习和网络搜索自主探究所需的多学科知识和操作难点。③设计环节。学生研究和分析需要考虑的设计因素，并完成项目设计。④实践环节。学生通过加工制作和社会实践等方式完成项目制作。⑤测试环节。学生需要测试产品性能，并进行迭代优化。⑥竞赛比拼环节。学生通过项目竞赛完成项目的公开展示和路演，并接受评判。⑦评价反思环节。学生可以进行自评和互评，总结反思收获和体验，并归纳出提升团队和个人竞争力的方法。

●STEAM教学模式实践研究——以F1 In Schools STEAM项目为例

F1 In SchoolsSTEAM挑战赛是专为学生群体打造的未来一级方程式赛车挑战赛，其具有跨学科特性、PBL特性、创新性以及能力培养综合性。

1.项目实施概述

项目实施过程主要包括以下环节：前期调研、课程计划制订、模式构建、社区开发、教学实施、评价修正和模式推广。来自深圳市4个区5所学校多个学科（信息技术、通用技术、物理、美术等）的8名教师组建了教学共同体，利用在线学习平台开展基于F1 In SchoolsSTEAM项目的教学活动。在实施过程中，首先，进行前期调研，了解STEAM教育的困惑和现状，以及学生在参与F1 In SchoolsSTEAM挑战赛过程中遇到的困难和问题。其次，制订课程计划，学习课程开发相关理论与工具知识，并进行教材开发。再次，使用开发的教材进行课程实施（如表3），并接受同行和专家的评议，以对课程进行修正和改进。最后，进行课程推广，让更多的学校和教师了解、参与到项目中来。F1 In SchoolsSTEAM挑战赛的PBL项目设置了形式多样且丰富的学习活动，包括线上和线下活动，需要学生进行自主研究或合作学习。学习活动的场地多种多样，包括课堂、创客实践室等。这些学习活动能够提升学生的数字化学习和混合式学习能力，同时也促进了学生设计思维、跨学科能力以及最重要的4C核心素养的培养。

表3

2.课程设计

课程包括8个章节，共计34节课，具体如上页表4所示。

表4

3.在线平台与环境

笔者依托宝安教育资源公共服务平台作为STEAM教育活动的载体，构建了一个STEAM学习空间。一方面，在平台上提供课程、资源等，为学生搭建自主学习环境。另一方面，将近五年在STEAM教育方面的研究问题呈现出来，并以F1 In SchoolsSTEAM挑战赛项目的课程设计与活动开展为案例，与同行交流探讨，尝试解决STEAM教师短缺、STEAM活动难以开展、STEAM课程设计、学生如何学习以及教师如何教授的问题。该空间资源丰富，按照教材版本和学科的章节上传的学科资源，呈现体系化的特点。学生在完成每个主题创作后，可以利用空间中的“活动广场”创建相关社团主题作品评比活动。

4.学习效果

①STEAM教育覆盖率提高，成为普及课程。通过在线直播课程，STEAM课程从原来仅能服务兴趣班20～30名学生，转变为覆盖全校七～九年级的800多名学生。大量学生第一次接触STEAM课程，并且对这种跨学科的需要协作设计和创作的课程非常感兴趣。课后，一部分学生选择加入第二课堂活动，进行线下的深入学习。他们组建了车队，并完成了自己的赛车，最后在校园的创客实践室进行了车辆的加工制造，通过切片和3D打印操作，成功打印了F1赛车，并进行了风洞测试。

②教学过程智能化、社交化，教学数据精准辅助教师更地好完成教学。教师使用教学助手布置课堂作业，并利用系统自带的智能批阅功能或在线人工批阅的方式评阅作业。同时，系统提供数据汇总、分析和统计报表功能，让教师能够更准确地了解学情。

③教师更轻松，共同体教学提质增效，学生更快乐，学习自主性提升，体验到创造的快乐。课题组的教师各有专长，他们来自深圳市不同的学校，每人负责不同的章节，成为一个优质的教师团队。学生以社交化和非正式的学习方式，通过社区展示展示自己的才华，满足了表达自我的欲望，提升了学习自主性，更能够感受到创造的快乐。

●教学反思

笔者所在的教师共同体开发了基于F1 In SchoolsSTEAM挑战赛的课程教材以及相关的视频学习课程，基于智慧教育平台创建在线STEAM赛车主题的学习空间，探索出线上线下教学+工程实践+社会实践的混合式STEAM学习方式，组建了区域STEAM在线教学共同体，使更多的学生能够享受到公平优质的STEAM教育。