基于在線課堂的隨遷子女STEAM學(xué)習(xí)方式探究

周素莉 張可偉 徐紅彩

摘 要：融合了科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)的STEAM教育在中國(guó)迅速發(fā)展，然而隨遷子女的STEAM教育幾乎為空白。就此，本文介紹了蘇州市隨遷子女綜合課程STEAM項(xiàng)目。文章以項(xiàng)目中的“搭建倍力橋模型”課程為例，結(jié)合STEAM教育理念，對(duì)其線上線下混合協(xié)作的學(xué)習(xí)方式進(jìn)行了分析。研究認(rèn)為，該學(xué)習(xí)方式雖然存在一定不足，但在現(xiàn)有條件下是隨遷子女接受STEAM課程的一種有效方式。

關(guān)鍵詞：STEAM；隨遷子女；在線課堂平臺(tái)；混合學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-8454（2018）17-0001-04

一、問題的提出

STEAM教育融合了科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Art）和數(shù)學(xué)（Mathematics）等學(xué)科的課程學(xué)習(xí)，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、問題解決能力為核心。[1]該教育理念首先由美國(guó)國(guó)家科學(xué)委員會(huì)于1986年提出，并在美國(guó)迅速推廣。[2]隨著STEAM教育在美國(guó)的發(fā)展，該教育理念也迅速被英、德、日、韓和澳大利亞等發(fā)達(dá)國(guó)家引入并實(shí)施。[3] STEAM教育在中國(guó)雖然起步較晚，但自2007年引入后便得到重視和推廣，同樣發(fā)展迅速。北京、上海、江蘇等地均出臺(tái)政策文件，以促進(jìn)STEAM項(xiàng)目的開展。教育部于2016年在《教育信息化“十三五”規(guī)劃》中更是明確提出了積極探索STEAM教育的要求，將STEAM教育提升到了國(guó)家戰(zhàn)略層面。[4]在中小學(xué)的STEAM教育方面，蘇州市走在全國(guó)前列，在多所中小學(xué)中開設(shè)了STEAM課程，許多課程已形成校本特色并得到積極推廣。

目前我國(guó)開展的STEAM教育實(shí)踐基本集中在基礎(chǔ)設(shè)施及師資條件較好的公辦學(xué)校，在條件較差的學(xué)校，如民辦的隨遷子女學(xué)校，STEAM教育則仍是空白。筆者曾對(duì)蘇州13所隨遷子女學(xué)校的教師進(jìn)行訪談?wù){(diào)研。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，隨遷子女學(xué)校無(wú)法開展STEAM課程，主要是由于基礎(chǔ)設(shè)施缺乏、師資力量有限和學(xué)生基礎(chǔ)薄弱等原因造成。讓外來(lái)務(wù)工隨遷子女接受優(yōu)質(zhì)教育資源是區(qū)域教育均衡發(fā)展的重要目標(biāo)，然而就現(xiàn)實(shí)而言，民辦隨遷子女學(xué)校的辦學(xué)條件很難在短時(shí)間內(nèi)得到實(shí)質(zhì)改善。因此，為了在現(xiàn)有條件下盡快地使更多的隨遷子女能夠接觸到STEAM教育課程，蘇州市教育局?jǐn)y手某教育公司通過探索，首創(chuàng)出一條將STEAM課程資源輸送至隨遷子女學(xué)校的途徑，提出了一套小學(xué)綜合課程的項(xiàng)目方案。該項(xiàng)目將小學(xué)科學(xué)課程與STEAM課程相結(jié)合，篩選科學(xué)課程，通過在線課堂平臺(tái)將STEAM課程引入隨遷子女學(xué)校。項(xiàng)目聘請(qǐng)教學(xué)特級(jí)名師進(jìn)行線上直播授課，線下由隨遷子女學(xué)校的教師作為助教，引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手操作與課程內(nèi)容相關(guān)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。這種在線學(xué)習(xí)與面授學(xué)習(xí)相結(jié)合的學(xué)習(xí)方式被稱為混合學(xué)習(xí)。[5]有研究者認(rèn)為混合學(xué)習(xí)將成為未來(lái)主要的學(xué)習(xí)方式。[6]也有研究者認(rèn)為，這種線上線下混合的學(xué)習(xí)方式是否真的優(yōu)于單純的在線學(xué)習(xí)和面授學(xué)習(xí)還有待進(jìn)一步探討。[7]

線上線下混合協(xié)作的學(xué)習(xí)方式尚處于探索與發(fā)展階段，而將其引入到隨遷子女的STEAM教育中更屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，因此在該學(xué)習(xí)方式下，隨遷子女的學(xué)習(xí)情況及學(xué)習(xí)效果尚不清楚，學(xué)生對(duì)于該課程的興趣也不了解，不利于隨遷子女STEAM教育的發(fā)展。因此，本文從蘇州市21所正在實(shí)施該項(xiàng)目的民辦隨遷子女學(xué)校中隨機(jī)選取4所學(xué)校進(jìn)行調(diào)查，通過學(xué)生訪談問卷及相關(guān)課例展示，結(jié)合STEAM教育的相關(guān)理念，對(duì)線上線下混合協(xié)作的學(xué)習(xí)方式進(jìn)行分析，闡明該學(xué)習(xí)方式的特點(diǎn)，以期促進(jìn)隨遷子女學(xué)校STEAM教育的開展，切實(shí)推動(dòng)區(qū)域教育的均衡發(fā)展。

二、項(xiàng)目簡(jiǎn)介

1.隨遷子女STEAM項(xiàng)目

該項(xiàng)目基于蘇州市“2017年民辦教育發(fā)展項(xiàng)目”，針對(duì)民辦隨遷子女學(xué)校缺少科學(xué)教育的現(xiàn)狀，將小學(xué)科學(xué)課程與STEAM課程相結(jié)合，通過在線課堂平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)。項(xiàng)目聘請(qǐng)5名特級(jí)教師進(jìn)行線上教學(xué)，并分派工作人員到各隨遷子女學(xué)校配備教學(xué)設(shè)備及進(jìn)行其他準(zhǔn)備工作。隨遷子女學(xué)校教師擔(dān)任線下試驗(yàn)部分的助教。項(xiàng)目具體工作由蘇州市民辦教育處與某教育公司組織進(jìn)行，先在蘇州市自愿參與的21所民辦隨遷子女學(xué)校試行一年。

2.平臺(tái)功能分析

課堂平臺(tái)為某互動(dòng)客戶端，由蘇州市民辦教育處委托某公司設(shè)計(jì)開發(fā)。平臺(tái)的功能流程如圖1所示。線上教師在注冊(cè)登錄后可創(chuàng)建房間，隨遷子女學(xué)校（項(xiàng)目學(xué)校）的學(xué)生在注冊(cè)登錄后進(jìn)入教師創(chuàng)建的房間。線上教師點(diǎn)擊“開始直播”上課，并可以通過“添加文檔和文件”上傳教學(xué)課件和打開所需課件進(jìn)行教學(xué)。教師與學(xué)生可以進(jìn)行在線視頻交流。教師還有“工具箱”，其中包含黑板、答題器、隨機(jī)提問、輔助攝像頭、倒計(jì)時(shí)、截屏和共享盤等小功能。另外，客戶端也包含攝像頭、麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器等基礎(chǔ)設(shè)置功能。

3.課程概況

隨遷子女小學(xué)綜合課程STEAM項(xiàng)目聘請(qǐng)教學(xué)特級(jí)名師進(jìn)行線上直播授課，線下部分由隨遷子女學(xué)校的教師作為助教。課程針對(duì)隨遷子女學(xué)校小學(xué)3-4年級(jí)學(xué)生。課程共8個(gè)主題，一學(xué)年總課時(shí)數(shù)為24課時(shí)（40分鐘/課時(shí)），課程時(shí)間安排在中午11：50-12：30，未占用傳統(tǒng)上課時(shí)間。筆者選取第一學(xué)期的“橋”、“交通”、“能源”和“信息”4個(gè)主題進(jìn)行研究。課程設(shè)置如表1所示。

筆者跟蹤調(diào)查了第一學(xué)期所有課程的上課學(xué)習(xí)情況，并針對(duì)隨遷子女對(duì)本學(xué)期STEAM課程的喜好及興趣點(diǎn)，采用訪談問卷的形式對(duì)4所學(xué)校的120名學(xué)生進(jìn)行了調(diào)研。訪談問題為：“你喜歡這學(xué)期的科學(xué)課么？說一說哪些地方讓你覺得很有趣?！碧蕹卮鹬貜?fù)和邏輯不符的問卷，得到有效問卷113份。將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行如實(shí)登錄后利用Nvivo11質(zhì)性分析軟件進(jìn)行編碼整理，結(jié)果如表2所示。調(diào)研結(jié)果發(fā)現(xiàn)學(xué)生一致表示很喜歡這學(xué)期的科學(xué)課，學(xué)生感興趣最多就是可以動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，可以體驗(yàn)到其中的樂趣和團(tuán)結(jié)，失敗的教訓(xùn)和成功的喜悅，鍛煉了動(dòng)手能力。其次，學(xué)生普遍覺得名師線上講課很吸引人，既可以拓寬科學(xué)知識(shí)面，又可以舉手發(fā)言與老師互動(dòng)。還有很多學(xué)生覺得做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候可以分組合作交流，很快樂。

另外，具體從學(xué)生感興趣的課程主題來(lái)看（表3），感興趣最多的是“搭建倍力橋模型”，學(xué)生認(rèn)為既復(fù)雜又神奇；其次是“制作氣球反沖小車”，學(xué)生認(rèn)為氣球越大小車越遠(yuǎn)很有趣，喜歡離開座位進(jìn)行比賽的上課形式；再次是“點(diǎn)亮小燈泡”和“用莫爾斯電碼表發(fā)報(bào)”。因此，筆者根據(jù)學(xué)生的興趣點(diǎn)，選取學(xué)生感興趣最多的課程“各種各樣的橋”及其課程相關(guān)實(shí)驗(yàn)“搭建倍力橋模型”進(jìn)行課例分析。

三、“各種各樣的橋——搭建倍力橋模型”課例

1.學(xué)習(xí)主題及涉及學(xué)科分析

學(xué)習(xí)主題：各種各樣的橋——搭建倍力橋模型。

涉及學(xué)科：

（1）科學(xué)。各類橋承重中蘊(yùn)含的物理知識(shí)，如壓力與張力。

（2）數(shù)學(xué)。將各類橋的外形簡(jiǎn)化為各類幾何圖形。

（3）工程。倍力橋模型的搭建過程及搭建完成后的承重測(cè)試。

（4）技術(shù)。倍力橋模型搭建過程中的動(dòng)手能力與技巧。

2.學(xué)情分析

學(xué)生父母均為外來(lái)務(wù)工人員，文化程度較低，輔導(dǎo)子女學(xué)習(xí)的能力較差。學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)較弱。

3.學(xué)習(xí)目標(biāo)

了解橋梁作為一種支持物體在某個(gè)跨度上移動(dòng)的結(jié)構(gòu)；了解在橋梁中起重要作用的兩種力：壓力與張力；熟悉橋面、桁架等橋梁術(shù)語(yǔ)；了解在橋梁設(shè)計(jì)中如何發(fā)揮三角形的作用；掌握倍力橋模型的搭建及承重測(cè)試方法。

4.學(xué)習(xí)過程

（1）線上學(xué)習(xí)階段

線上學(xué)習(xí)階段由名師在線教學(xué)（20分鐘），具體學(xué)習(xí)過程如表4所示。

（2）線下試驗(yàn)階段

線下試驗(yàn)階段，學(xué)生動(dòng)手完成倍力橋模型的搭建，線下助教為隨遷子女學(xué)校的教師（20分鐘）。教具由線下教師分發(fā)，學(xué)生2-4人為一組，小組協(xié)作完成倍力橋模型的搭建及承重測(cè)試。學(xué)生遇到困難時(shí)由線下助教進(jìn)行指導(dǎo)。絕大多數(shù)學(xué)生均成功完成了模型的搭建，順利通過了承重測(cè)試。各小組將各自搭建的倍力橋模型進(jìn)行互相展示評(píng)價(jià)。試驗(yàn)的成功給學(xué)生們帶來(lái)了成就感和滿足感，這種正向反饋也許是學(xué)生們認(rèn)為該部分最為有趣的原因之一。

5.學(xué)習(xí)方式小結(jié)

由蘇州市教育局?jǐn)y手某教育公司實(shí)施的小學(xué)綜合課程STEAM項(xiàng)目首次將線上線下混合協(xié)作的學(xué)習(xí)方式引入STEAM課程中。筆者將該學(xué)習(xí)方式進(jìn)行總結(jié)（見圖2），明顯地，該學(xué)習(xí)方式分為兩部分：學(xué)生首先通過線上的在線課堂平臺(tái)進(jìn)行STEAM課程學(xué)習(xí)，并且通過在線課堂平臺(tái)與線上教師交流互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)良好的即時(shí)學(xué)習(xí)效果；然后線上教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行線下試驗(yàn)，在線下試驗(yàn)階段，學(xué)生以小組為單位進(jìn)行交流，協(xié)作開展試驗(yàn)，形成最終成果后進(jìn)行交流展示和相互評(píng)價(jià)。

北京師范大學(xué)余勝泉教授指出，融合的STEAM教育具備新的核心特征：跨學(xué)科、趣味性、體驗(yàn)性、情境性、協(xié)作性、設(shè)計(jì)性、藝術(shù)性、實(shí)證性和技術(shù)增強(qiáng)性等九大特征[8]。本課例的線上學(xué)習(xí)階段，橋的有關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)以工程為核心，涉及科學(xué)、數(shù)學(xué)和技術(shù)，很好地體現(xiàn)了STEAM課程跨學(xué)科性這一最重要的核心特征。線下試驗(yàn)階段，學(xué)生通過小組協(xié)作、共同動(dòng)手動(dòng)腦完成了具有挑戰(zhàn)性并且難度適中的倍力橋模型搭建，搭建完成給學(xué)生帶來(lái)了成就感，充分體現(xiàn)了課程的趣味性、體驗(yàn)性和協(xié)作性。倍力橋模型搭建完成后，試驗(yàn)還設(shè)置了模型的承重測(cè)試，體現(xiàn)了其中實(shí)證性的特征。在倍力橋模型搭建的過程中，有的小組能夠搭建得又快又穩(wěn)，表明他們了解了其中的原理，掌握了搭建該模型的技術(shù)，運(yùn)用技術(shù)解決問題的能力得到了培養(yǎng)，體現(xiàn)出課程的技術(shù)增強(qiáng)性特征。運(yùn)用線上線下混合協(xié)作的學(xué)習(xí)方式很好地體現(xiàn)了STEAM教育九大特征中的跨學(xué)科、趣味性、體驗(yàn)性、協(xié)作性、實(shí)證性和技術(shù)增強(qiáng)性等六個(gè)特征，表明該混合學(xué)習(xí)方式是一種適合隨遷子女STEAM教育的學(xué)習(xí)方式。

《中國(guó)STEAM教育發(fā)展報(bào)告》指出，STEAM課堂教學(xué)通常應(yīng)具備六個(gè)共同要素，即真實(shí)情境、實(shí)際問題、設(shè)計(jì)方案、實(shí)施方案、改進(jìn)方案和形成最終成果后的交流展示。[9]本課例中的線上學(xué)習(xí)階段，老師通過提問“你看到過什么樣的橋？”等問題及布置“拍攝家鄉(xiāng)橋”等作業(yè)，將學(xué)生帶入到真實(shí)情境中。但是在線上線下階段均未從實(shí)際問題出發(fā)來(lái)設(shè)計(jì)方案，學(xué)生只是在線下根據(jù)線上老師設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行方案實(shí)施，并且未進(jìn)行方案的改進(jìn)，在形成最終成果后有一定的交流和展示。因此該學(xué)習(xí)方式體現(xiàn)了六個(gè)共同要素的真實(shí)情景、實(shí)施方案和成果交流展示三個(gè)共同要素，在實(shí)際問題、設(shè)計(jì)方案和改進(jìn)方案三個(gè)方面沒有具體體現(xiàn)。在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中，線上教師雖然能夠進(jìn)行引導(dǎo)，不是灌輸式教育，但教師可能仍存在過多的主導(dǎo)作用，這是該學(xué)習(xí)方式需改進(jìn)的地方。

四、結(jié)束語(yǔ)

線上線下混合協(xié)作學(xué)習(xí)方式成功地解決了隨遷子女學(xué)校因硬件設(shè)施有限及師資力量薄弱而導(dǎo)致的難以開展STEAM課程的問題，一定程度上體現(xiàn)了STEAM教育的核心特征和課堂教學(xué)等共同要素，讓隨遷子女首次接觸了STEAM教育理念，學(xué)習(xí)了STEAM教育課程，有效地提高了學(xué)生的核心科學(xué)素養(yǎng)及交流協(xié)作能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊曉哲.STEM與創(chuàng)客教育相關(guān)的概念溯源[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育，2015（11）：19-20.

[2]朱學(xué)彥，孔寒冰.科技人力資源開發(fā)探究——美國(guó)STEM學(xué)科集成戰(zhàn)略解讀[J].高等工程教育研究，2008（2）：21-25.

[3]陳強(qiáng)，趙一青，常旭華.世界主要國(guó)家的STEM教育及實(shí)施策略[J].中國(guó)科技論壇，2017（10）：168-176.

[4]教技[2016]2號(hào).教育部關(guān)于印發(fā)《教育信息化“十三五”規(guī)劃》的通知[Z].

[5]詹澤慧，李曉華.混合學(xué)習(xí)：定義、策略、現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)——與美國(guó)印第安納大學(xué)柯蒂斯·邦克教授的對(duì)話[J].中國(guó)電化教育，2009（12）：1-5.

[6]趙冬梅，尹伊.基于Blackboard平臺(tái)的混合式學(xué)習(xí)模式教學(xué)實(shí)踐探究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2012，22（9）：41-44.

[7]方中玉.在線學(xué)習(xí)與混合學(xué)習(xí)對(duì)比研究[D].西安：陜西師范大學(xué)，2015.

[8]余勝泉，胡翔.STEM教育理念與跨學(xué)科整合模式[J].開放教育研究，2015（4）：13-22.

[9]王桂嬌.《中國(guó)STEAM教育發(fā)展報(bào)告》發(fā)布[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育，2017（4）：4.

（編輯：王曉明）