基于大數(shù)據(jù)對STEAM教育進(jìn)行師生互動研究

摘要：本文立足于信息技術(shù)環(huán)境下新型師生互動關(guān)系的研究，通過對STEAM教育模式下的課堂教學(xué)進(jìn)行基于大數(shù)據(jù)的觀察，然后依據(jù)課堂教學(xué)大數(shù)據(jù)，采用“師生行為分析方法”對STEAM課堂中的師生互動行為進(jìn)行研究，并得出了兩個相關(guān)結(jié)論。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)觀察；STEAM教育；師生互動

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 論文編號：1674-2117（2017）06-0075-03

● STEAM教育中師生互動關(guān)系的大數(shù)據(jù)觀察

STEAM教育，即將“科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)”多個要素整合而成的一種新課程形態(tài)，把學(xué)習(xí)學(xué)科知識變成一個探究世界的系統(tǒng)過程?，F(xiàn)代信息技術(shù)環(huán)境的變化促使教育關(guān)系發(fā)生變化，STEAM教育應(yīng)運而生。

新教育模式的出現(xiàn)，首先帶來的是師生關(guān)系和生生關(guān)系的發(fā)展變化，因此，我們可以基于大數(shù)據(jù)對STEAM教育進(jìn)行師生互動關(guān)系研究。在本文中，筆者使用了四種師生行為分析方法。

● 《搭支架》一課的要點簡述

1.基本內(nèi)容及要求

《搭支架》是蘇教版小學(xué)科學(xué)五年級下冊第二單元第2課的教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)要求是：①指導(dǎo)學(xué)生通過自己動手實驗與研究，發(fā)現(xiàn)支架的結(jié)構(gòu)不同，變形的程度也不同。②知道三角形結(jié)構(gòu)最不易變形。③通過搭建穩(wěn)固支架的活動，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)造性思維。④培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和與人合作的能力。按照本課的教學(xué)要求，這是一個STEAM教育的典型課例。

2.STEAM教學(xué)流程所具有的優(yōu)勢

在STEAM教育模式下《搭支架》一課與常規(guī)科學(xué)課相比有明顯的不同：①一般的科學(xué)課往往是針對科學(xué)概念進(jìn)行教學(xué)，探究環(huán)節(jié)中也有實踐操作的部分，但不如《搭支架》一課的實踐操作所占的比重大。②常規(guī)的科學(xué)概念教學(xué)往往針對一個概念展開教學(xué)活動，而《搭支架》一課中，學(xué)生要想搭好支架所應(yīng)用的絕對不只是一個科學(xué)概念，而是科學(xué)概念的綜合應(yīng)用，相比之下，學(xué)習(xí)效率更高。③所謂多種概念的綜合運用，即“搭支架”不僅要比怎么才能搭得高，甚至還可能包括工程與技術(shù)方面的一些知識。

● 《搭支架》一課的師生互動大數(shù)據(jù)分析

1.利用“S-T分析方法”[1]進(jìn)行分析

S-T分析方法適用于對教學(xué)過程及其活動進(jìn)行分析，包括定量處理和定性評價。在這種方法中，對教師T行為和學(xué)生S行為進(jìn)行兩個維度的編碼分析，減少了模糊性，提高了客觀性和可靠性。S-T法通過計算教師行為占有率Rt和師生行為轉(zhuǎn)換率Ch，將師生互動行為模式分為練習(xí)型、混合型、教授型和對話型四類，并能夠診斷課堂教學(xué)中的師生互動模式等問題。

在圖1中，S-T曲線斜率接近于S軸，曲線中含有兩段較長的豎直線，說明學(xué)生行為占據(jù)主體地位，教師為學(xué)生安排了充裕的自主學(xué)習(xí)活動時間。在圖2中，可以看出這節(jié)課是混合型模式，圓點位于中間區(qū)域左側(cè)偏上位置，師生行為轉(zhuǎn)換率為0.30，說明在為學(xué)生安排充分的自主學(xué)習(xí)活動的同時，教師通過對話對學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行了干預(yù)，這充分體現(xiàn)了教師的主導(dǎo)作用。

2.利用“有效性提問”進(jìn)行分析

記號體系有效性提問分析法[2]是對課堂中教師提出的問題和采用的提問策略進(jìn)行記錄與分析的一種聚焦式課堂觀察方法?！坝行蕴釂枴卑私處熖釂枂栴}類型、挑選學(xué)生回答問題方式和學(xué)生回答問題類型等方面的師生互動行為的觀察。通過對教師的有效性提問的分析，可以分析研究師生互動的組織策略、師生互動質(zhì)量等方面的內(nèi)容。

（1）“教師提問問題類型”的分析

從“教師提問問題類型”的數(shù)據(jù)分析中可知，這節(jié)課的常規(guī)性提問與記憶性提問占比較低，而推理性提問和創(chuàng)造性提問所占的比例較高，都高于常模。這和在科學(xué)課中注重培養(yǎng)學(xué)生推理性思維和開放創(chuàng)造性思維的教學(xué)目標(biāo)是一致的，特別是創(chuàng)造性問題遠(yuǎn)高于常模近十個百分點，更說明了這節(jié)課師生互動行為與STEAM教育注重培養(yǎng)開發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力的要求相符。但這節(jié)課中批判性提問數(shù)據(jù)為零，在師生互動中，教師沒有實現(xiàn)批判性思維的訓(xùn)練。從這點上來講，本節(jié)課沒有達(dá)到STEAM教育對學(xué)生批判性思維訓(xùn)練的要求。

（2）“教師挑選學(xué)生回答方式”的分析

從“教師挑選學(xué)生回答方式”的數(shù)據(jù)分析中可知，教師請未舉手學(xué)生回答的比例高于常模近兩倍，說明教師在STEAM教育的科學(xué)課堂中關(guān)注學(xué)生均衡學(xué)習(xí)，能夠采用多種策略選擇學(xué)生回答問題，鼓勵絕大多數(shù)學(xué)生參與到科學(xué)探究實踐中來，這就大大提升了師生互動的效力。

（3）“學(xué)生回答方式”的分析

從“學(xué)生回答方式”的數(shù)據(jù)分析中可知，學(xué)生“討論后匯報”的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)高于常模，因這節(jié)課采用了小組合作學(xué)習(xí)的方式，且組織了多次的小組學(xué)習(xí)活動（與S-T圖中的幾段豎直線相對應(yīng)）。課堂中采用小組合作學(xué)習(xí)的方法，不僅體現(xiàn)了教師教學(xué)策略方法的選擇符合STEAM教育的協(xié)作性的核心特征，而且豐富了課堂互動，增強(qiáng)了生生之間的協(xié)作探究程度。

（4）“學(xué)生回答問題的類型”的分析

在“學(xué)生的回答問題類型”數(shù)據(jù)分析中，有兩個數(shù)據(jù)值得我們關(guān)注：一是學(xué)生的“推理性回答”的比例高于常模，說明學(xué)生的科學(xué)思維得到了充分鍛煉；二是學(xué)生在“創(chuàng)造評價性回答”方面的比例高于常模將近20%，說明STEAM教育在鼓勵學(xué)生創(chuàng)新、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力方面具有獨特的優(yōu)勢。

3.利用“四何問題”進(jìn)行分析

記號體系四何問題分析法[3]是對課堂中教師所提問題按照“是何”“為何”“如何”和“若何”四種類型來劃分并作觀察記錄，然后進(jìn)行分析的一種聚焦式課堂觀察方法。四種問題類型分別對應(yīng)著陳述性知識、原理性知識、過程性知識和創(chuàng)造性知識的學(xué)習(xí)，通過對四何問題的分析可以反映出教師在師生互動中的知識結(jié)構(gòu)設(shè)計與問題組織的問題。

如下頁圖3所示，“是何”問題比例低于常模，“為何問題”的比例遠(yuǎn)高于常模，“如何問題”的比例接近常模，而“若何問題”未涉及。這說明教師在師生互動中注重原理性知識和過程性知識的學(xué)習(xí)，這與STEAM教育的理念相符合，但是缺少若何類問題，反映了這節(jié)課缺少知識遷移創(chuàng)造的學(xué)習(xí)活動的組織安排。這個現(xiàn)象說明，除了教師的經(jīng)驗外，可能與STEAM教育的時間長短有關(guān)。這一數(shù)據(jù)提示我們，教師進(jìn)行STEAM教育要給學(xué)生預(yù)留下充裕的動手實踐的時間，時間若不足，將會嚴(yán)重影響STEAM科學(xué)探究實踐的效果。

4.利用師生“對話深度”進(jìn)行分析

記號體系對話深度分析法[4]是對課堂中師生對話的深度進(jìn)行記錄與分析的一種聚焦式課堂觀察方法。對話深度可以用于分析研究師生對話過程中的策略應(yīng)用和機(jī)智應(yīng)對。

如圖4所示，對話深度僅達(dá)到深度二，且深度二的比例低于常模。這一方面提示教師進(jìn)行STEAM教育要注意與學(xué)生進(jìn)行高階互動，不能僅停留于淺層對話；另一方面也說明了STEAM教育對于師生的互動要求是比較高的，學(xué)生的動手實踐課是比較難上的一種課型，加之小學(xué)生年齡較小，因而教師可能較難推進(jìn)師生之間的深層次對話，進(jìn)而導(dǎo)致對話深度的層次較低。或許，也有可能是為了給學(xué)生留下更多的實踐時間，迫使師生互動時，指令必須簡潔明了，故而導(dǎo)致對話深度的降低。

● 結(jié)束語

通過數(shù)據(jù)分析，筆者發(fā)現(xiàn)：①課堂教學(xué)中應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，合理安排學(xué)生在課堂中的自主學(xué)習(xí)活動時間，同時發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，積極對學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行干預(yù)。②豐富課堂互動形式，將師生對話與小組合作學(xué)習(xí)活動相融合，加強(qiáng)課堂學(xué)習(xí)的協(xié)作性和探究深度。③合理適度地增加推理性問題、創(chuàng)造性和批判性以及與之相對應(yīng)的為何問題、如何問題和若何問題的數(shù)量和比例，以增強(qiáng)師生對話的開放性和創(chuàng)造性，提高對學(xué)生高階思維的訓(xùn)練，提升師生互動的質(zhì)量。④在師生互動中，關(guān)注均衡學(xué)習(xí)，采用多種對話策略進(jìn)行調(diào)節(jié)管理，為學(xué)生搭建與認(rèn)知能力相配的問題階梯，從而實現(xiàn)有效互動干預(yù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王陸，張敏霞.教學(xué)反思方法與技術(shù)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012：80-86.

[2]王陸，林司南.案例分析：《臺球桌上的數(shù)學(xué)》[J].中國電化教育，2004（9）：53-55.

[3][4]楊卉，馮濤.教師網(wǎng)絡(luò)研修活動設(shè)計方法與技術(shù)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012：90-94.

作者簡介：陳俊強(qiáng)（1975—），小學(xué)高級教師，現(xiàn)任廈門市思明區(qū)觀音山音樂學(xué)校副校長，廈門市專家型教師，廈門市思明區(qū)陳俊強(qiáng)名師發(fā)展工作室負(fù)責(zé)人。