STEM課堂中學(xué)生情感能量的質(zhì)性分析

江豐光　杜娟　唐家慧　劉彥秋　賈一丹　[澳]詹姆斯·P.戴維斯

摘要：STEM教學(xué)已經(jīng)成為跨學(xué)科教育的主流，然而目前我國針對(duì)學(xué)生STEM課堂情緒的研究主要以問卷調(diào)查等定量研究為主，質(zhì)性研究較少。問卷調(diào)查作為一種課后的檢測(cè)手段，降低了對(duì)學(xué)生直觀情緒變化探究的真實(shí)性。而且情緒雖然通過個(gè)人表達(dá)，但它作用于日常社會(huì)交互并被社會(huì)交互所影響。描述微觀社會(huì)環(huán)境中社會(huì)互動(dòng)結(jié)果的情感能量（Emotional Energy），可以反映個(gè)體或集體在進(jìn)行成功的社會(huì)交互后的情感體驗(yàn)，有助于人們從社會(huì)學(xué)視角分析情緒與認(rèn)知間的相互作用?；谇楦心芰磕Ｐ停捎妹褡逯居^察法，對(duì)某樂高課堂中的學(xué)生情緒狀態(tài)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)：（1）在STEM課程中情感能量有戲劇性和非戲劇性的波動(dòng)，這種情緒能量體驗(yàn)會(huì)隨著課程的深入而發(fā)生變化;（2）學(xué)生的情感能量與其課堂表現(xiàn)緊密相關(guān);（3）高強(qiáng)度的小組情感能量更有助于科學(xué)知識(shí)的理解;（4）將情感注入STEM學(xué)習(xí)會(huì)增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，教師在STEM教學(xué)中要注意學(xué)生課堂情緒的調(diào)節(jié)，采取一定的教學(xué)支持或干預(yù)措施激勵(lì)學(xué)生探究和小組合作，提升STEM教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：情感能量;STEM教育;定性研究;樂高課程;課堂觀察

中圖分類號(hào)：G434? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1009-5195（2021）02-0096-08? doi10.3969/j.issn.1009-5195.2021.02.010

作者簡介：江豐光，博士，特聘教授，博士生導(dǎo)師，上海師范大學(xué)教育學(xué)院教育技術(shù)系主任（上海200234）;杜娟、唐家慧、劉彥秋、賈一丹，碩士研究生，上海師范大學(xué)教育學(xué)院教育技術(shù)系（上海 200234）;詹姆斯·P.戴維斯（James P. Davis），高級(jí)講師，澳大利亞昆士蘭科技大學(xué)教師教育與領(lǐng)導(dǎo)學(xué)院教育系（澳大利亞昆士蘭州 4059）。

一、引言

情感與認(rèn)知是兩種密切相連的概念和行為（趙玉鵬等，2009）。情感表達(dá)著我們的某種感受、某種思維傾向，為認(rèn)知提供線索，并發(fā)起組織和驅(qū)動(dòng)認(rèn)知的行為方式;反過來，認(rèn)知也賦予情感某種特殊和具體的含義，并幫助人們對(duì)情感—認(rèn)知結(jié)構(gòu)的界定（王靜，2011）。情緒和情感都是人對(duì)客觀事物態(tài)度的體驗(yàn)，情緒相較于情感，具有較大的情境性和外在表現(xiàn)性（李嗣威，2014）。近年來，相關(guān)研究表明，教師和學(xué)生的課堂情緒感受與課堂教學(xué)效果密切相關(guān)（程秀蘭，1994;喬云等，2011;徐海娣，2013;姚玉峰，2016）。因此，教師如何正確把握學(xué)生在課堂中的情緒，并據(jù)之及時(shí)調(diào)整自己的授課方式，最終提高課堂教學(xué)效果，已成為當(dāng)前課堂教學(xué)研究的重要議題。

STEM作為一種以學(xué)生直接體驗(yàn)為主的、基于真實(shí)問題情境的課程，多以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)為主，與學(xué)生的創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力等息息相關(guān)（秦瑾若，2017）。羅希哲等（2015）的研究發(fā)現(xiàn)，STEM學(xué)習(xí)活動(dòng)是一個(gè)充滿挑戰(zhàn)且兼具學(xué)習(xí)性的情緒創(chuàng)造歷程;個(gè)人與群體間的情緒變化較強(qiáng)烈。然而目前我國針對(duì)學(xué)生STEM課堂情緒的研究主要以問卷調(diào)查等定量研究為主，質(zhì)性研究較少。問卷調(diào)查作為一種課后的檢測(cè)手段，降低了對(duì)學(xué)生直觀情緒變化探究的真實(shí)性。而且情緒雖然通過個(gè)人表達(dá)，但它作用于日常社會(huì)交互并被社會(huì)交互行為所影響。因此研究者引入“情感能量”（Emotional Energy）這一概念。情感能量被描述為在微觀社會(huì)環(huán)境中社會(huì)互動(dòng)的結(jié)果（Davis et al.，2018）;是個(gè)體或集體在進(jìn)行成功的社會(huì)交互后的情感體驗(yàn)（Davis et al.，2019）。本研究擬通過情緒能量這一概念來研究STEM課堂中的情緒狀態(tài)，以及情緒與認(rèn)知間的相互作用。

二、文獻(xiàn)綜述

1.情緒對(duì)學(xué)習(xí)與教學(xué)的影響

我國教育研究中對(duì)課堂情緒的研究主要集中在英語、語文與數(shù)學(xué)等學(xué)科中，同時(shí)也涉及體育、音樂和心理課堂上的情緒管理與調(diào)控等。例如，有學(xué)者就翻轉(zhuǎn)課堂英語教學(xué)改革時(shí)學(xué)習(xí)者的焦慮情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)若學(xué)習(xí)者的英語水平高，其焦慮程度會(huì)相對(duì)較低（高照等，2016）;學(xué)習(xí)者的焦慮情緒與其英語聽力的成績呈顯著負(fù)相關(guān)（劉世文，2001;陳艷君等，2009）。還有學(xué)者針對(duì)來華留學(xué)生漢語學(xué)習(xí)情緒調(diào)節(jié)策略進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)若教師關(guān)注到學(xué)生的情緒變化并采取相應(yīng)的情緒調(diào)節(jié)策略，不僅可降低學(xué)生的焦慮感、增強(qiáng)他們的自信心，還能不斷激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情（岳霞，2010）。還有學(xué)者發(fā)現(xiàn)在數(shù)學(xué)課堂中，如果教師在教學(xué)過程中能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的情緒，教學(xué)效率也會(huì)提高（鄭雪娜，2016），并且積極的學(xué)業(yè)情緒能夠正向預(yù)測(cè)學(xué)生的數(shù)學(xué)成績，且智力水平越高，學(xué)業(yè)情緒越積極（朱殿慶等，2017）。此外，教師有效的課堂反饋機(jī)制是對(duì)學(xué)生表現(xiàn)的一種評(píng)價(jià)方式，也能夠影響學(xué)生的情緒變化，提高學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，降低焦慮。有學(xué)者收集61名同學(xué)的反思日記來記錄學(xué)生接受教師反饋后的不同反應(yīng)，分析發(fā)現(xiàn)有效的教師課堂反饋對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)及情感確實(shí)起著積極的作用（王小慧，2010）?？梢?，教師觀察了解學(xué)生的情緒波動(dòng)，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略和自身情緒反應(yīng)，有助于課堂教學(xué)順利進(jìn)行和高效率的知識(shí)分享與交流。

2.情感能量變化的測(cè)量

戴維斯（Davis）和貝洛奇（Bellocchi）將情感能量解釋為個(gè)體之間順利展開社交互動(dòng)而產(chǎn)生的持久體驗(yàn)（Davis et al.，2019），他們提出的情感能量模型可以為測(cè)量學(xué)生課堂情感能量變化提供依據(jù)。如圖1所示，情感能量模型由身體運(yùn)動(dòng)（Bodily Movements）、感覺（Feelings）和想法（Ideas）三個(gè)維度組成（Davis et al.，2019）。每個(gè)維度都分為集體的（Collective）情感和特質(zhì)的（Idiosyncratic）情感兩部分，集體的情感是指?jìng)€(gè)人與群體間互動(dòng)的情感反饋，特質(zhì)的情感是指?jìng)€(gè)人自身的情感反饋。其中，感覺指的是情感的內(nèi)部感受，分為中立、正向（+）或負(fù)向（-）。因個(gè)人的感受難以被直接觀察，因此可通過社交互動(dòng)來間接感受。在人際交互的過程中，流暢連續(xù)的互動(dòng)和手勢(shì)（身體和語言）表明群體間的情感表現(xiàn)強(qiáng)烈，此時(shí)可將群體的感受作為個(gè)人的感受。而當(dāng)個(gè)人與群體的聯(lián)系不緊密或個(gè)人與群體交流不暢時(shí)，個(gè)人的感受為特質(zhì)感受。想法指的是科學(xué)界的知識(shí)概念（Davis et al.，2019）。想法是模糊的或正式的，在探究科學(xué)概念的過程中，學(xué)習(xí)者個(gè)人可能會(huì)產(chǎn)生迷思概念，此時(shí)的想法是特質(zhì)的，模糊的;而當(dāng)學(xué)習(xí)者個(gè)人提出科學(xué)概念但被他人拒絕時(shí)，此時(shí)的想法是特質(zhì)的，正式的。當(dāng)學(xué)習(xí)者群體討論科學(xué)概念的界定時(shí)，此時(shí)的想法是集體的，正式的;而當(dāng)學(xué)習(xí)者群體探討科學(xué)概念進(jìn)入誤區(qū)時(shí)，此時(shí)的想法是集體的，模糊的。身體運(yùn)動(dòng)指的是身體的所有運(yùn)動(dòng)和聲音，包括面部動(dòng)作、姿勢(shì)等。身體運(yùn)動(dòng)分為戲劇化的和非戲劇化的，戲劇化的身體動(dòng)作較為夸張，通常伴隨聲音的高低。非戲劇化的身體動(dòng)作較為緩慢，通常伴隨沉默、沒有目光的交流和接觸。在課堂的教學(xué)過程中，小組或群體的活動(dòng)是集體的，而個(gè)人的活動(dòng)是特質(zhì)的（Davis et al.，2019）。

在日常教育情境中，學(xué)生的情緒體驗(yàn)會(huì)受到多種因素的影響，如教師設(shè)計(jì)的教學(xué)活動(dòng)、教師與學(xué)生的互動(dòng)、學(xué)生之間的互動(dòng)等。這些因素作用于學(xué)生個(gè)人，學(xué)生通過手勢(shì)動(dòng)作、表情、語氣語調(diào)，反映其情感能量的強(qiáng)度?？铝炙梗–ollins）將情緒體驗(yàn)的強(qiáng)度分為高或低度兩種，他認(rèn)為情感能量的強(qiáng)度與社會(huì)互動(dòng)的流暢性和集體的凝聚力有關(guān)。在高強(qiáng)度的情感能量下，學(xué)生具有高度的專注力，會(huì)認(rèn)真地聽教師講話，往往伴隨一些肢體語言（如點(diǎn)頭等），個(gè)人與教師、學(xué)生有眼神或動(dòng)作的交互;而在低強(qiáng)度的情感能量下，學(xué)生會(huì)沉浸在自己的沮喪情緒中，不配合老師的活動(dòng)（如一直低著頭等），同時(shí)也隔斷了與他人的溝通（Collins，2014）。

三、研究方法

本研究以參加上海某樂高中心初級(jí)培訓(xùn)課程的學(xué)生和教師為研究對(duì)象，采用民族志觀察法對(duì)涉及情感能量的STEM課堂進(jìn)行細(xì)致的描述。其中民族志是人類學(xué)的一種研究方法，是建立在實(shí)地調(diào)查（Field Research）基礎(chǔ)下第一手觀察和參與之中的關(guān)于社會(huì)習(xí)俗和文化的描述方法（唐魁玉等，2017）。在樂高培訓(xùn)課程中，教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行樂高機(jī)器人的搭建以及相關(guān)STEM知識(shí)探究，課程共持續(xù)三個(gè)小時(shí)。四名研究者使用帶有三角架的數(shù)碼攝像機(jī)和三臺(tái)移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行課程視頻錄制，獲取研究對(duì)象的肢體動(dòng)作、言語及重要的感官行為，如眼神交流、面部表情等。由于研究中所獲取的視頻數(shù)據(jù)量較大，因此為更精準(zhǔn)理解情感能量中的表現(xiàn)行為，本研究根據(jù)如下指標(biāo)來進(jìn)行視頻片段選擇：（1）視頻中有學(xué)生明顯的動(dòng)作及清晰的聲音;（2）視頻中包含學(xué)生與學(xué)生之間或?qū)W生與教師之間的交互;（3）視頻中具有比較顯著的片段可以分析學(xué)生的情感能量。最終研究者共選出三個(gè)視頻片段。為便于深入分析，研究者選擇教師和其中兩名學(xué)生作為研究對(duì)象（D老師和小藍(lán)、小黑）。隨后，四名研究者按照情感能量模型對(duì)STEM課堂中的情感能量進(jìn)行測(cè)量，即對(duì)所選取的視頻片段進(jìn)行編碼，定義每組對(duì)話，使用陳述性語言描述研究對(duì)象的動(dòng)作，并根據(jù)研究對(duì)象的語氣與語調(diào)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，從而進(jìn)行深入的探究（轉(zhuǎn)錄表詳見表1）（Hsu et al.，2010），具體轉(zhuǎn)錄結(jié)果見表2、表3、表4。

四、案例分析

本研究所選取的課程中，教師采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式來進(jìn)行教學(xué)。在課程開始之前，教師為學(xué)生提供樂高模型的搭建圖及樂高材料，之后每位學(xué)生進(jìn)行自主的樂高模型搭建。由于學(xué)生的先前知識(shí)經(jīng)驗(yàn)不同，因此在課程活動(dòng)進(jìn)行中，學(xué)生的表現(xiàn)及與教師的互動(dòng)都存在差異。本研究所選取的三個(gè)片段分別是STEM課程的前期、中期與后期，能較有效地反映整個(gè)課堂過程中的情感能量變化。

1.STEM課程前期的情感能量變化

片段1中，首先小藍(lán)拿著樂高配件看（動(dòng)作）并開始說話（“哪有啊”），說明他的注意力集中在樂高搭建活動(dòng)上，因此研究者將樂高搭建確定為主題A;然后小藍(lán)表達(dá)對(duì)這個(gè)主題A的情緒（“這個(gè)太難了，我不想搭了”），D老師關(guān)注小藍(lán)的情緒，并給予相應(yīng)的語言提示（“我都跟你們說了一個(gè)一個(gè)的步驟了”）。這段持續(xù)的簡短對(duì)話將小藍(lán)和D老師的注意力都集中在主題A上。小黑想要融進(jìn)與教師的溝通中（看著平板上的說明圖，提問D老師“這是什么意思呀”），但是D老師沒有回應(yīng)，繼續(xù)專注與小藍(lán)的交流，并拿出小黑搭建的樂高讓小藍(lán)照著搭建。小黑再次嘗試引起教師注意（“為什么按照我的來呀？他這個(gè)很簡單”），D老師繼續(xù)給小藍(lán)進(jìn)行語言指示（“你們看不懂圖給我說，我一步步給你們說步驟，這個(gè)圖你們之后肯定要學(xué)會(huì)用”），小藍(lán)一直沉浸在自己的情緒中（“我不會(huì)搭”）。片段1中，很明顯，小黑與小藍(lán)和D老師之間出現(xiàn)了離散的情緒。研究者發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)烈、持續(xù)、離散的情緒（如沮喪）與低強(qiáng)度的情感能量是共存的。小藍(lán)一直在重復(fù)敘述自己不想繼續(xù)進(jìn)行樂高的搭建，而D老師對(duì)于小藍(lán)的關(guān)注延遲了對(duì)小黑問題的反饋，小黑則因?yàn)閱栴}沒有立即得到解答，且沒有得到團(tuán)隊(duì)中其他人的注意而感到沮喪。在類似的STEM課堂研究環(huán)境中，有研究者也同樣發(fā)現(xiàn)當(dāng)學(xué)生的目標(biāo)未能實(shí)現(xiàn)時(shí)，他們會(huì)感到沮喪（King et al.，2017）。這種現(xiàn)象對(duì)于研究者有一定的啟示，因?yàn)樵谝粋€(gè)片段中，團(tuán)體高強(qiáng)度離散情感能量與個(gè)體低強(qiáng)度離散情感能量有可能同時(shí)存在的。

圖2顯示了一個(gè)小強(qiáng)度的帆（用三角形表示情感能量的狀態(tài)）。因?yàn)槠?中的參與者間有很強(qiáng)的離散情緒，缺少相互吸引和相互溝通交流，這就表明此時(shí)他們處于低強(qiáng)度的情感能量中，團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和社會(huì)凝聚力較低。這種情況也可以被描述為沖突局勢(shì)，即參與者之間的身體運(yùn)動(dòng)屬于戲劇化形式（小藍(lán)放下樂高往后仰）中的不流暢，感覺屬于特質(zhì)中的負(fù)向（-），學(xué)生之間存在著沮喪的感覺，想法屬于特質(zhì)的、模糊的，學(xué)生彼此之間沒有共同的想法，無法進(jìn)行活動(dòng)主題（樂高搭建），并且每個(gè)學(xué)生對(duì)于活動(dòng)主題（樂高搭建）都有著不同的理解。低強(qiáng)度的情感能量說明此時(shí)需要教師進(jìn)行學(xué)習(xí)干預(yù)，幫助學(xué)生解決關(guān)鍵問題，讓學(xué)生在STEM課堂中能夠繼續(xù)探究學(xué)習(xí)。

2.STEM課程中期的情感能量變化

片段2中，首先是D老師對(duì)小藍(lán)的一個(gè)關(guān)注，想要讓小黑與小藍(lán)合作進(jìn)行樂高的搭建;D老師拍著小黑的衣服，并告訴小藍(lán)要像小黑一樣進(jìn)行觀察學(xué)習(xí);小黑一直擺弄著手里的樂高，注意力高度集中，直到D老師拍了一下他的衣服，他才開始注意D老師的動(dòng)作，滑動(dòng)小藍(lán)的平板并進(jìn)行樂高搭建流程的講解;此時(shí)小黑和小藍(lán)一直關(guān)注著平板，他們的沉默證明了此時(shí)沒有戲劇性的身體運(yùn)動(dòng)，小組成員都是一動(dòng)不動(dòng)，一言不發(fā)的狀態(tài)。然后D老師詢問是否理解這個(gè)過程，小黑點(diǎn)頭表示通過教師的講解對(duì)于樂高的搭建過程從模糊逐漸產(chǎn)生了清晰的理解。此時(shí)，D老師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合圖中的上下面進(jìn)行觀看，但是小藍(lán)對(duì)于樂高的搭建過程還是不了解，不能很好地將樂高配件和說明書中的圖片結(jié)合起來，所以此時(shí)小黑和小藍(lán)對(duì)于整個(gè)樂高搭建活動(dòng)的理解還是存在分歧的。此時(shí)小黑搭建的過程中也出現(xiàn)問題（“搭到這一步就完蛋了”），表明此時(shí)情緒的低落;這個(gè)過程中，小黑看向小藍(lán)，小藍(lán)回應(yīng)（嘆氣）。小黑與小藍(lán)的眼神接觸與注意力和共同意識(shí)有關(guān)（Ca?adas et al.，2012）。小黑和小藍(lán)都在等待老師的講解，他們情緒中的分享感覺在此時(shí)達(dá)到了一個(gè)和諧統(tǒng)一的狀態(tài)。

圖3顯示了此過程中的情感能量強(qiáng)度帆，情感能量可以被解釋為高強(qiáng)度的。因?yàn)樾『诤托∷{(lán)遇到相似問題，并且在教師講解過程中，二者肢體動(dòng)作一致（面向教師，看著教師的手指在平板上的位置，專心地聽教師的講解），小黑對(duì)知識(shí)的理解由模糊逐漸變得清晰。學(xué)生與教師間的互動(dòng)增多，小黑和小藍(lán)的身體運(yùn)動(dòng)也是戲劇化且流暢的，但感覺達(dá)到了集體的負(fù)向（-），表示兩名學(xué)生還是沒有完全理解樂高搭建，需要教師進(jìn)一步講解或者重復(fù)講解之前的知識(shí)。這表明在想法維度上，小藍(lán)和小黑達(dá)到了一個(gè)集體的模糊的狀態(tài)，即感覺樂高搭建很難操作。高強(qiáng)度的情感能量表明此時(shí)學(xué)生之間存在對(duì)知識(shí)的共同渴望，想要完成樂高模型的搭建，學(xué)生學(xué)習(xí)過程到達(dá)了比較重要的階段。

3.STEM課程后期的情感能量變化

片段3以小藍(lán)擺弄著手里的樂高，向老師提問開始（“老師，這個(gè)怎么弄啊”），此時(shí)小藍(lán)的情緒還是處于低落期（噘著嘴）。D老師回應(yīng)讓小藍(lán)自己仔細(xì)研究，小藍(lán)拒絕探索，情緒沮喪（放下樂高，嘆氣）;小黑提示看說明圖。D老師引導(dǎo)小藍(lán)理解平板上的說明圖，小藍(lán)的情緒還是低落（“我研究不了”）;小黑加入觀看老師的講解，并動(dòng)手操作;D老師利用問題引導(dǎo)（“中間一根是幾單位啊”“它這里有凸出來么”），小藍(lán)的思索還是很慢;D老師再進(jìn)一步提示（“這一根”），然后走向其他的同學(xué);小藍(lán)追問（“這個(gè)是幾的”，） D老師反饋（“3單位呀”）。

本片段中，顯而易見，D老師一直試圖引導(dǎo)小藍(lán)，讓他進(jìn)行自己的探索，而不是直接給出答案。整個(gè)片段的情感能量都不是很強(qiáng)，教師主要是調(diào)節(jié)小藍(lán)在課堂上的情緒，試圖改善其在課堂中表現(xiàn)。雖然小藍(lán)對(duì)于樂高的搭建一直感覺很難，但在最后依舊按照D老師的要求完成了活動(dòng)。如圖4，本片段的情感能量強(qiáng)度比較低，教師只針對(duì)小藍(lán)搭建樂高的狀態(tài)進(jìn)行講述，小黑自己做自己的，此時(shí)共同注意力和身體動(dòng)作不同步，D老師與小藍(lán)的交流有著很強(qiáng)的情緒波動(dòng)。

圖4顯示了此過程中的情感能量強(qiáng)度帆。可見，在STEM課堂末期時(shí)，隨著教師對(duì)于個(gè)別樂高搭建問題的指導(dǎo)，學(xué)生的樂高搭建問題得到了解決，并且教師和小藍(lán)間的情感交互達(dá)到了整個(gè)課程的巔峰。同時(shí)，小黑也已經(jīng)成功搭建出樂高模型。此時(shí)大家的身體運(yùn)動(dòng)是戲劇化不流暢的，感覺是特質(zhì)中性的，想法是特質(zhì)正式的，且情感能量又再次恢復(fù)到低強(qiáng)度狀態(tài)。課堂中學(xué)生完成樂高搭建，對(duì)于課堂中所應(yīng)用的概念也達(dá)到了理解吸收的層次;教師進(jìn)行課堂總結(jié)，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)效果。

4.不同階段的情感能量變化

圖5顯示了情感能量的變化圖。從身體運(yùn)動(dòng)的維度來分析，STEM課堂的前—中—后期學(xué)生的身體動(dòng)作都是戲劇化形式，并由不流暢發(fā)展成流暢，這說明情感能量可以更好地幫助學(xué)生之間的團(tuán)隊(duì)協(xié)作，讓學(xué)生間的動(dòng)作達(dá)到統(tǒng)一的效果。從感覺維度進(jìn)行分析，對(duì)于樂高搭建，學(xué)生在課程初期是特質(zhì)的負(fù)向感受;課程中期，學(xué)生集體感受到樂高搭建的難度，表現(xiàn)出集體沮喪的負(fù)向情緒;課程后期，理解力強(qiáng)的同學(xué)完成了課程活動(dòng)，在感覺維度上達(dá)到了中性的，甚至在部分情況中可能會(huì)出現(xiàn)正向（+）的積極感覺;理解力較弱的同學(xué)隨著老師的指導(dǎo)也達(dá)到了特質(zhì)的中性感覺。從想法維度分析，課堂前期學(xué)生之間是特質(zhì)的模糊的想法，說明學(xué)生對(duì)于樂高搭建的關(guān)鍵步驟還沒有理解，并不明白其中涉及到的原理;課堂中期學(xué)生之間達(dá)到了集體的、模糊的想法（學(xué)生間眼神的交流）;課堂后期，隨著老師的講解、幫助以及個(gè)別輔導(dǎo)，學(xué)生都完成了樂高搭建，此時(shí)學(xué)生之間的想法變成特質(zhì)正式的。

五、案例總結(jié)

在上述案例分析中，研究者基于情感能量模型，探究了學(xué)生在STEM科學(xué)活動(dòng)探究和互動(dòng)過程中的情緒體驗(yàn)，并對(duì)比了不同學(xué)習(xí)片段學(xué)生的情緒差異。在第一個(gè)片段中，學(xué)生對(duì)樂高套件不了解，當(dāng)學(xué)生被要求做有挑戰(zhàn)的事情時(shí)，學(xué)生的態(tài)度是低落的，學(xué)生之間的觀點(diǎn)是離散的，此時(shí)學(xué)生們處于戲劇性的、低強(qiáng)度的情感能量狀態(tài)。另外一種比較低的情感能量出現(xiàn)在產(chǎn)生認(rèn)知理解困難的時(shí)候，該狀態(tài)會(huì)降低社會(huì)交流的流暢性。STEM課堂活動(dòng)的前期，小藍(lán)對(duì)于樂高搭建感到沮喪，但他這種個(gè)人情感對(duì)情感能量的影響相對(duì)較小。也有學(xué)者認(rèn)為，個(gè)體產(chǎn)生的短暫離散的情緒體驗(yàn)，可能會(huì)覆蓋持續(xù)的情感能量體驗(yàn)（Collins，2014）。在第二片段中，小黑和小藍(lán)有著一致的身體動(dòng)作和想法，相互關(guān)注對(duì)方對(duì)于樂高搭建的看法，并同時(shí)就遇到的困難向老師提問，表現(xiàn)出高強(qiáng)度的情感能量。這說明學(xué)生此時(shí)正處在對(duì)知識(shí)進(jìn)行建構(gòu)與理解的過程中。第三個(gè)片段中，教師持續(xù)對(duì)小藍(lán)進(jìn)行關(guān)注，引導(dǎo)小藍(lán)進(jìn)行問題思考并指導(dǎo)他進(jìn)行樂高搭建，最終小藍(lán)和小黑都成功搭建出樂高模型，這時(shí)學(xué)生恢復(fù)到低強(qiáng)度的情感能量狀態(tài)。

從不同片段的情感能量分析中，研究者發(fā)現(xiàn)共同知識(shí)產(chǎn)生于小組高強(qiáng)度情感能量的狀態(tài)。同時(shí)，本研究證明了情緒對(duì)于STEM課堂的影響，并再次證明學(xué)生理解知識(shí)是有過程的。情感能量這一概念化的模型使研究者能同時(shí)了解團(tuán)體和個(gè)體的思維以及情緒體驗(yàn)的互動(dòng)過程。研究者認(rèn)為，在情感能量中，認(rèn)知—認(rèn)識(shí)論元素總是嵌入情境情感中（燕國材，1988）。因此，如果從情感能量的角度來審視學(xué)習(xí)，可能會(huì)更好地理解學(xué)生是如何進(jìn)行科學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)的，而這種強(qiáng)調(diào)情感能量的教學(xué)方法可能會(huì)更好地提升學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的參與度。

盡管本研究分析的STEM課堂活動(dòng)片段是局部的、暫時(shí)的，但通過民族志的方法，以及通過語句、語調(diào)、動(dòng)作等定義了片段描述的規(guī)則，確保了片段分析的有序性、結(jié)構(gòu)性和科學(xué)性。這種方法不僅幫助研究者了解了STEM課堂中的師生互動(dòng)情況，更重要的是幫助研究者了解了課堂中學(xué)生情緒體驗(yàn)的不同方式，及情緒如何影響學(xué)生在STEM課堂中的教與學(xué)。這對(duì)于科學(xué)教育來說非常重要，因?yàn)樗蚱屏藗鹘y(tǒng)的思維觀念，如人們普遍認(rèn)為科學(xué)家傾向于情感中立，甚至科學(xué)研究是沒有情感的（Davis et al.，2018）。

六、討論與結(jié)論

本研究主要通過民族志的方法對(duì)STEM教育情境下的樂高課堂進(jìn)行了細(xì)致的描述與分析。通過該研究，研究者發(fā)現(xiàn)STEM課堂中情感能量有戲劇性和非戲劇性的波動(dòng)，并分析了處于高強(qiáng)度情感能量和處于低強(qiáng)度情感能量的具體情況。如在第一個(gè)片段中，學(xué)生因任務(wù)太難、群體之間缺乏溝通交流而感到沮喪，產(chǎn)生了強(qiáng)烈、持續(xù)、離散的個(gè)人情緒（缺乏集體情感），這可以被解釋為戲劇性的、低強(qiáng)度的情感能量。這與戴維斯等之前的研究發(fā)現(xiàn)一致（Davis et al.，2019）：特定文化實(shí)踐中，當(dāng)戲劇性的低強(qiáng)度情感能量展開后，學(xué)生會(huì)發(fā)生明顯的變化。這種情感能量的體驗(yàn)會(huì)隨著課程的深入而發(fā)生變化。在第二個(gè)片段中，教師向?qū)W生講解操作，學(xué)生的肢體動(dòng)作都指向教師，學(xué)生間交流流暢并提出自己的想法和疑問，這可以被解釋為高強(qiáng)度的情感能量。在這一階段，學(xué)生的概念由模糊轉(zhuǎn)變?yōu)榍逦?。按照戴維斯等的研究，這是因?yàn)殡S著挫敗感的強(qiáng)度逐漸減弱，情感能量的強(qiáng)度有了明顯的增強(qiáng)，同伴之間的交流和共同解決問題過程產(chǎn)生極大的凝聚力（Davis et al.，2019）。這說明知識(shí)形成于學(xué)生高強(qiáng)度情緒能量時(shí)，情緒差異會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。這與Pelch（2018）的研究結(jié)果一致。這一發(fā)現(xiàn)是非常有意義的，未來STEM課堂中可通過調(diào)節(jié)學(xué)生課堂情緒來提升學(xué)生對(duì)于科學(xué)知識(shí)的理解。可見，認(rèn)知、認(rèn)識(shí)論和情感能量間的相互作用，對(duì)學(xué)生在學(xué)?？茖W(xué)情境下形成新的思維方式有著非常重要的作用（Bellocchi，2017）。

研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的情感能量與其課堂表現(xiàn)存在緊密聯(lián)系。當(dāng)學(xué)生在做有挑戰(zhàn)的事情，表現(xiàn)出低落態(tài)度以及離散觀點(diǎn)，此時(shí)情感能量是戲劇性的、低強(qiáng)度的，教師應(yīng)提供一定的教學(xué)支持，通過一定的干預(yù)措施去激勵(lì)學(xué)生探究。同時(shí)，研究者還發(fā)現(xiàn)知識(shí)的產(chǎn)生是在小組的情感能量處于高強(qiáng)度的時(shí)候。這與之前研究科學(xué)課中小組協(xié)作能促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的獲得的結(jié)果一致（Hinckley et al.，2007）。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)與加納（Garner）等一致的結(jié)論，即將情感注入STEM學(xué)習(xí)中會(huì)增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和潛力（Garner et al.，2018）。可見，本研究中所采用的情感能量模型，可以通過學(xué)生的課上表現(xiàn)來了解學(xué)生個(gè)人以及小組的情緒變化，從而為改善教學(xué)提供參考，為促進(jìn)學(xué)生在STEM課堂上的學(xué)習(xí)提供支持。

然而本研究在對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行轉(zhuǎn)錄編碼時(shí)，完全參照情感能量模型中的英文編碼表，忽略了中文對(duì)話中除了語氣停頓之外，漢字本身帶有的一些情感表達(dá)詞匯，因此無法分析情感能量的所有變化是這一研究存在的局限。另外，本實(shí)驗(yàn)僅選擇了情感能量變化較大的片段進(jìn)行重點(diǎn)分析與詮釋，忽略了情感能量變化較平淡的對(duì)象，故探討情感能量波動(dòng)的研究中，對(duì)參與度明顯較弱的研究對(duì)象開展的研究較為欠缺。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳艷君，劉德軍（2009）.焦慮情緒對(duì)英語聽力的影響[J].南華大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），10（3）：97-100.

[2]程秀蘭（1994）.關(guān)于學(xué)生課堂情緒的探討[J].數(shù)學(xué)教學(xué)通訊，（1）：8.

[3]高照，李京南（2016）.中國學(xué)習(xí)者英語課堂焦慮情緒對(duì)比：翻轉(zhuǎn)vs.傳統(tǒng)[J].外語電化教學(xué)，（1）：37-42.

[4]李嗣威（2014）. 基于情感能量的情緒心理模型研究[D].南京：南京理工大學(xué).

[5]劉世文（2001）.焦慮情緒對(duì)提高英語聽力能力的影響[J].集美大學(xué)學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版），（2）：96-100.

[6]羅希哲，蔡慧音，陳錦慧（2015）.高中女生在STEM情緒專案式學(xué)習(xí)之創(chuàng)造歷程研究[J]. 高雄師大學(xué)報(bào)：自然科學(xué)與科技類， （39）：63-84.

[7]喬云，楊杰慈（2011）.喚醒良好課堂情緒，建立和諧師生關(guān)系[J].中國校外教育，（7）：42.

[8]秦瑾若，傅鋼善（2017）.STEM教育：基于真實(shí)問題情景的跨學(xué)科式教育[J].中國電化教育，（4）：67-74.

[9]唐魁玉，邵力（2017）.微信民族志，微生活及其生活史意義——兼論微社會(huì)人類學(xué)研究應(yīng)處理好的幾個(gè)關(guān)系[J].社會(huì)學(xué)評(píng)論， （2）：78-87.

[10]王靜（2011）.認(rèn)知情感化設(shè)計(jì)的哲學(xué)探討[D].太原：山西大學(xué).

[11]王小慧（2010）.學(xué)生視角下的有效大學(xué)英語教師課堂反饋研究[J].河西學(xué)院學(xué)報(bào)，26（1）：116-119.

[12]徐海娣（2013）.走出誤區(qū) 點(diǎn)亮課堂——淺談情緒在課堂教學(xué)中的重要性[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)（江蘇教師），（17）：77.

[13]燕國材（1988）.關(guān)于非智力因素的幾個(gè)問題[J].上海師范大學(xué)學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版），（4）：134-139.

[14]姚玉峰（2016）.調(diào)控學(xué)生課堂情緒 開展地理有效教學(xué)[J].科普童話，（24）：59.

[15]岳霞（2010）.漢語課堂情緒調(diào)節(jié)策略研究[D].濟(jì)南：山東大學(xué).

[16]趙玉鵬，劉則淵（2009）.情感、機(jī)器、認(rèn)知——斯洛曼的人工智能哲學(xué)思想探析[J].自然辯證法通訊，31（2）：94-99，112.

[17]鄭雪娜（2016）.小學(xué)數(shù)學(xué)課堂與學(xué)生情緒調(diào)動(dòng)[J].中國校外教育，（34）：121，126.

[18]朱殿慶，張建新（2017）.學(xué)業(yè)情緒對(duì)數(shù)學(xué)成績的影響：智力的調(diào)節(jié)作用[J].中國臨床心理學(xué)雜志，25（2）：355-358，362.

[19]Bellocchi， A. （2017）. Interaction Ritual Approaches to Emotion and Cognition in Science Learning Experiences[M]// Bellocchi， A.， Quigley， C.， & Otrel-Cass， K. （Eds.）. Exploring Emotions， Aesthetics and Wellbeing in Science Education Research. Cultural Studies of Science Education（Vol 13）. Springer， Cham：85-105.

[20]Ca?adas， E.， & Lupiá?ez， J. （2012）. Spatial Interference Between Gaze Direction and Gaze Location： A Study on the Eye Contact Effect[J]. The Quarterly Journal of Experimental Psychology， 65（8）：1586-1598.

[21]Collins， R. （2014）. Interaction Ritual Chains[M]. Princeton University Press.

[22]Davis， J. P.， & Bellocchi， A. （2018）. Objectivity， Subjectivity， and Emotion in School Science Inquiry[J]. Journal of Research in Science Teaching， 55（10）：1419-1447.

[23]Davis， J. P.， & Bellocchi， A. （2019）. Undramatic Emotions in Learning： A Sociological Model[M]// Emotions in Late Modernity. Routledge （Taylor & Fancis）：114-128.

[24]Garner， P. W.， Gabitova， N.， & Gupta， A. et al. （2018）. Innovations in Science Education： Infusing Social Emotional Principles into Early Stem Learning[J]. Cultural Studies of Science Education， 13（4）：889-903.

[25]Hinckley， T. M.， Linnell， N.， & Fridley， J. et al. （2007）. The Use of Technology to Support Classroom Discussion and Active-and Group-Learning in Environmental Science Classes （Session： OOS 17-3）[Z]. Poster Presented at Joint Annual Meeting of the Ecological Society of America and the Society for Restoration Ecology. San Jose， CA.

[26]Hsu， P. L.， Van Eijck， M.， & Roth， W. M. （2010）. StudentsRepresentations of Scientific Practice During a Science Internship： Reflections from an Activity-Theoretic Perspective[J]. International Journal of Science Education， 32（9）：1243-1266.

[27]King， D.， Ritchie， S. M.， & Sandhu， M. et al. （2017）. Temporality of Emotion： Antecedent and Successive Variants of Frustration When Learning Chemistry[J]. Science Education， 101（4）：639-672.

[28]Pelch， M. （2018）. Gendered Differences in Academic Emotions and Their Implications for Student Success in STEM[J/OL]. International Journal of STEM Education 5，33. https：//doi.org/10.1186/s40594-018-0130-7.

收稿日期 2020-12-01責(zé)任編輯 汪燕

Abstract： STEM education has become the mainstream of interdisciplinary teaching. However， at present， the research methods on studentsSTEM classroom emotions in China are mainly quantitative such as the questionnaire survey， with less qualitative research. Questionnaire survey， as a means of after-class detection， reduces the authenticity of the exploration of students intuitive emotional changes. And although emotions are expressed through individuals， they act on and are influenced by everyday social interactions. Emotional Energy， which describes the outcome of social interaction in micro-social environments， can reflect the emotional experience of individuals or groups after successful social interaction， which is helpful for people to analyze the interaction between emotion and cognition from the perspective of sociology. Based on the emotional energy model and ethnographic observation methods， the students in a LEGO class were studied. The analysis of emotional state shows that： （1） There are dramatic and non-dramatic fluctuations of emotional energy in STEM courses， and such emotional energy experience will change with the deepening of the course; （2） Studentsemotional energy is closely related to their classroom performance; （3） High-intensity group emotional energy is more conducive to the understanding of scientific knowledge; （4） Putting emotion into STEM learning will enhance studentsinterest in learning. Therefore， teachers should pay attention to the regulation of studentsemotions in class， take certain teaching support or intervention measures to encourage students to explore and cooperate in groups， and hence to improve the quality of STEM teaching.

Keywords： Emotional Energy; STEM Education; Qualitative Research; LEGO Lessons; Classroom Observation