以深度學(xué)習(xí)助力STEAM教育理念落實

朱立明

STEAM教育的本質(zhì)是一種跨學(xué)科學(xué)習(xí)整合。STEAM教育模式打破了傳統(tǒng)的單學(xué)科教育壁壘，強調(diào)利用項目或真實問題引領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的過程，充分運用跨學(xué)科資源完成學(xué)習(xí)任務(wù)。如何以STEAM教育理念優(yōu)化學(xué)科教學(xué)組織形式，更有效地落實課程目標(biāo)？如何以綜合性主題、實踐性活動、數(shù)字化資源等為抓手，開發(fā)并實施STEAM校本課程，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造力的發(fā)展與素養(yǎng)提升呢？本期，我們探討上述問題。

作為推動中小學(xué)課堂教學(xué)變革的一種重要方式，STEAM教育的核心理念主要包含跨學(xué)科融合、真問題解決與新技術(shù)賦能三個層面。有效落實STEAM教育理念能提升學(xué)生解決問題的能力、創(chuàng)新思維能力和合作學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生更好地融入班級中，感受學(xué)習(xí)的樂趣。深度學(xué)習(xí)實質(zhì)上是基于有效學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計范式，它與STEAM教育在目標(biāo)上具有一致性，在內(nèi)涵與實施路徑上具有統(tǒng)合性。如何在中小學(xué)教學(xué)中，以深度學(xué)習(xí)促進(jìn)STEAM教育理念的有效落實呢？

一、STEAM教育理念在中小學(xué)落實的價值

首先，STEAM教育理念的落實有利于不同學(xué)科之間的融合。STEAM教育融合了科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)五個學(xué)科的內(nèi)容，它不僅僅是將各個學(xué)科的知識整合在一起，更重要的是融合具有學(xué)科差異性的教學(xué)實踐過程和精神內(nèi)涵。中小學(xué)開展STEAM教育，可以在一定程度上破除學(xué)科壁壘，發(fā)揮不同課程的合力，借此打破零散、單一、線性的知識構(gòu)成方式，使長期以來的分科教學(xué)走向融合教學(xué)，以更好地培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

其次，STEAM教育理念的落實有助于培養(yǎng)學(xué)生問題解決的能力。STEAM教育所要解決的問題是具有一定實際背景的問題，教師可以借助實踐活動，引導(dǎo)學(xué)生通過跨學(xué)科知識的理解、遷移與運用推動問題解決。這個過程強調(diào)學(xué)生對問題中所蘊含的信息的提取與分析，以及創(chuàng)造性地選取問題解決策略。

最后，在中小學(xué)落實STEAM教育理念可以實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)，促進(jìn)教育信息化。關(guān)注個性化學(xué)習(xí)、實施因材施教是班級授課制下的難題。STEAM教育能通過現(xiàn)代信息技術(shù)的運用，有效觀照學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的情感參與，如利用人工智能相關(guān)技術(shù)，可以使學(xué)生獲得身臨其境的學(xué)習(xí)體驗，為學(xué)生個性化發(fā)展提供環(huán)境支撐。

此外，通過重構(gòu)“重顯性、輕隱性”“重行為、輕認(rèn)知”的分裂式學(xué)習(xí)目標(biāo)，STEAM教育可以幫助學(xué)生像學(xué)科專家那樣對問題進(jìn)行深入思考與研究，促進(jìn)學(xué)生批判性思維的發(fā)展及自主學(xué)習(xí)能力的提升。

二、深度學(xué)習(xí)何以助力STEAM教育理念的落實

深度學(xué)習(xí)指向?qū)W生能動地參與學(xué)習(xí)，以培養(yǎng)學(xué)生高階思維與問題解決能力為導(dǎo)向，要求學(xué)生在多種情境下實現(xiàn)知識與技能的運用。深度學(xué)習(xí)的教學(xué)邏輯與學(xué)科思維發(fā)展、學(xué)科知識整合、問題解決以及方法遷移等教學(xué)核心問題密切相關(guān)，它能融合STEAM教育所強調(diào)的跨學(xué)科融合、真問題解決與新技術(shù)賦能理念。教師可以通過基于深度學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計與實施，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行基于核心內(nèi)容的主題學(xué)習(xí)，在此過程中發(fā)展學(xué)生的高階思維和關(guān)鍵能力，促進(jìn)STEAM教育理念在教學(xué)中的有效落實。

第一，STEAM教育理念的落實，需要深度學(xué)習(xí)提供條件與工具。首先，STEAM教育具有跨學(xué)科融合特征，強調(diào)幫助學(xué)生建立不同學(xué)科之間的有效聯(lián)結(jié)，獲得綜合性知識，樹立對于世界的整體認(rèn)識和全息觀念;深度學(xué)習(xí)的教學(xué)邏輯面向復(fù)雜概念或知識的理解與認(rèn)知，需要學(xué)習(xí)者對所學(xué)信息進(jìn)行深度加工與意義闡釋。深度學(xué)習(xí)作為一種教學(xué)改進(jìn)的理念和實踐模型，是促進(jìn)學(xué)科融合的有利條件與工具。其次，STEAM教育理念下的“真問題解決”旨在發(fā)展學(xué)生深刻理解和靈活運用知識解決現(xiàn)實問題的能力，深度學(xué)習(xí)可以采取任務(wù)驅(qū)動的方式，為學(xué)生提供真實的學(xué)習(xí)情境和問題場域，將現(xiàn)實生活中的知識融入問題的理解與解答過程中，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為學(xué)生的綜合能力。最后，STEAM教育理念下的“新技術(shù)賦能”主張借助智慧環(huán)境下的課堂教學(xué)和現(xiàn)代化信息技術(shù)手段，提高學(xué)生的課堂參與度，而深度學(xué)習(xí)力求凸顯學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的參與、體驗和理解，兩者結(jié)合能幫助學(xué)生更好地儲存、維持與運用所學(xué)內(nèi)容，進(jìn)而拓展認(rèn)知結(jié)構(gòu)，發(fā)展高階思維。

第二，深度學(xué)習(xí)是實踐STEAM教育的重要課堂教學(xué)范式。深度學(xué)習(xí)遵循“學(xué)習(xí)理解—學(xué)科活動—結(jié)構(gòu)拓展”的發(fā)生機制，使學(xué)習(xí)者在初步理解的基礎(chǔ)上，重新認(rèn)識由新內(nèi)容帶來的認(rèn)知沖突，在分析與創(chuàng)造的同時加深對新內(nèi)容的理解。具體來講，學(xué)生僅通過有意義接受的方式記住某個概念是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還要通過能動地參與學(xué)科活動，深度理解概念的價值、本質(zhì)及其所處的知識結(jié)構(gòu)。學(xué)科活動涵蓋學(xué)生的外顯活動與內(nèi)隱活動，分別指向教學(xué)過程中學(xué)生的“做”與“思”。學(xué)生要通過學(xué)科活動參與到學(xué)習(xí)過程中，經(jīng)歷從感性認(rèn)知到理性認(rèn)知的升華過程，進(jìn)而深刻把握所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。在此過程中，學(xué)生要借助操作與思考，通過建構(gòu)同一學(xué)科不同知識或不同學(xué)科知識的結(jié)構(gòu)體系，將新知整合到原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，使認(rèn)知結(jié)構(gòu)得以整合和拓展。上述深度學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計理念，是教師引導(dǎo)學(xué)生在STEAM課程學(xué)習(xí)中生成核心素養(yǎng)、培養(yǎng)高階思維、提升問題解決能力的實際抓手。

三、深度學(xué)習(xí)助力STEAM教育理念落實的路徑

1.以主題教學(xué)實現(xiàn)跨學(xué)科融合

深度學(xué)習(xí)下的主題教學(xué)能融合相關(guān)或相近學(xué)科的核心內(nèi)容，使學(xué)生在主題任務(wù)的引領(lǐng)下，建構(gòu)連貫、穩(wěn)定、系統(tǒng)、整合的知識結(jié)構(gòu)。借助深度學(xué)習(xí)主題教學(xué)，教師可以更好地對跨學(xué)科內(nèi)容進(jìn)行改造、拓展、重構(gòu)、整合和遷移。以深度學(xué)習(xí)主題教學(xué)形式實施STEAM教育，有助于規(guī)避學(xué)生對孤立、分散的知識點的學(xué)習(xí)。這個過程需要關(guān)注“知識點”的分布，借助“主題線”的貫穿，形成“層次面”的支撐，促進(jìn)“結(jié)構(gòu)體”的建構(gòu)。

從縱向上看，深度學(xué)習(xí)的教學(xué)主題，要注重STEAM教育中學(xué)生全面發(fā)展水平、跨學(xué)科融合水平、學(xué)科滲透水平、具體學(xué)科水平、學(xué)科課程水平五個層級水平的有效銜接與過渡。雖然跨學(xué)科整合是STEAM教育的典型特點，但在實際落實過程中，需要兼具技術(shù)整合與內(nèi)容整合兩方面。在內(nèi)容整合方面，可以采取以某個學(xué)科為主、以其他相關(guān)學(xué)科為輔的方式進(jìn)行，凸顯內(nèi)容整合的層次性與梯度，同時以核心素養(yǎng)培養(yǎng)為暗線，制訂具體課程內(nèi)容，厘清新知和舊知之間的關(guān)系，促進(jìn)學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的深化與拓展。從橫向上看，深度學(xué)習(xí)的教學(xué)主題要注重相互分離、各成系統(tǒng)的學(xué)科之間的聯(lián)系與統(tǒng)整，通過對相關(guān)內(nèi)容的重構(gòu)及整合形成學(xué)習(xí)主題。筆者以STEAM教育理念在語文學(xué)科教學(xué)中的落實加以說明。如在教學(xué)與“月”相關(guān)的古詩詞時，教師除了解讀詩詞本身，還可以進(jìn)行拓展教學(xué)。從“嫦娥奔月”的傳說到“嫦娥號”月球探測衛(wèi)星發(fā)射成功，這是從理想到現(xiàn)實的一種轉(zhuǎn)變，抓住這個轉(zhuǎn)變并整合教學(xué)內(nèi)容，能培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感與愛國熱情，實現(xiàn)語文與歷史、藝術(shù)、科技、政治等學(xué)科內(nèi)容的自然融合。

2.以任務(wù)實踐促進(jìn)真問題解決

STEAM教育所強調(diào)的真實問題解決，旨在幫助學(xué)生批判性地獲得新知，深度理解新知，并實現(xiàn)知識的遷移運用。這里的真實問題要具備兩個基本條件：第一，包含與生活相聯(lián)系的真實情境，能幫助學(xué)生在問題背景中提取大量信息;第二，能促進(jìn)學(xué)生實踐能力的提升。深度學(xué)習(xí)下的任務(wù)實踐，以實際問題解決為驅(qū)動，引導(dǎo)學(xué)生將學(xué)習(xí)內(nèi)容納入原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)已有知識在新問題情境中的合理遷移和提升，注重培養(yǎng)學(xué)生將在特定情境中學(xué)到的新知運用于新情境、解決新問題的能力。實施路徑上的統(tǒng)合，決定了STEAM教育真問題的解決過程就是深度學(xué)習(xí)任務(wù)的實踐過程，兩者相輔相成，相互促進(jìn)。由于STEAM教育中的真問題強調(diào)實踐性與創(chuàng)新性，所以教師可以依據(jù)深度學(xué)習(xí)的主題內(nèi)容，采取項目學(xué)習(xí)的方式組織教學(xué)。例如，數(shù)學(xué)學(xué)科中有關(guān)數(shù)據(jù)收集內(nèi)容的教學(xué)，教師可以開辟一個小型農(nóng)作物田地，讓學(xué)生建立一個屬于自己的植物園，引導(dǎo)學(xué)生通過觀察植物的成長過程，記錄其生長周期，發(fā)現(xiàn)其生長規(guī)律，在踐行勞動教育的過程中完成收集數(shù)據(jù)的任務(wù)，達(dá)到數(shù)學(xué)教學(xué)目的，實現(xiàn)數(shù)學(xué)與生物學(xué)及科學(xué)技術(shù)的整合。

3.以活動體驗承載新技術(shù)賦能

這里的“新技術(shù)賦能”指智能技術(shù)與課堂教學(xué)的深度融合，即利用教育信息化手段對學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行解構(gòu)與重構(gòu)，促進(jìn)教學(xué)活動的開展，以此提高教學(xué)質(zhì)量與水平。STEAM教育所倡導(dǎo)的新技術(shù)賦能可以為學(xué)生深度學(xué)習(xí)提供新的學(xué)習(xí)環(huán)境，如利用基于智慧課堂的學(xué)習(xí)體驗，凸顯教育信息化。具體來說，在教學(xué)評價中，教師借助STEAM教育技術(shù)可以采集學(xué)生的學(xué)習(xí)信息，形成評價大數(shù)據(jù)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)結(jié)果以及在學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出來的情感、態(tài)度與價值觀可視化，進(jìn)而建構(gòu)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中思維變化的精準(zhǔn)“畫像”，從動態(tài)追蹤的視角監(jiān)測學(xué)生的學(xué)習(xí)。這樣不僅可以幫助學(xué)生認(rèn)識自我，而且能為教師選取教學(xué)策略提供數(shù)據(jù)支撐與經(jīng)驗借鑒，充分發(fā)揮評價的診斷功能。

深度學(xué)習(xí)強調(diào)活動體驗，其體驗過程需要STEAM教育新技術(shù)賦能。STEAM教育的智能技術(shù)手段可以引導(dǎo)學(xué)生積極探索、發(fā)現(xiàn)難以用實物或直觀方式呈現(xiàn)的知識形成過程，以親身體驗促進(jìn)學(xué)生與學(xué)習(xí)內(nèi)容之間建立緊密聯(lián)系，為學(xué)生高階思維的培養(yǎng)與評價提供技術(shù)支持，使學(xué)生在體驗中獲得認(rèn)知、情感等多方面的發(fā)展。STEAM教育新技術(shù)還能實現(xiàn)教學(xué)過程的重現(xiàn)，成為學(xué)生反思學(xué)習(xí)的技術(shù)載體，使學(xué)生通過反思獲得對事物的理性認(rèn)識，在自我改進(jìn)的過程中提升高階思維能力。

（作者單位：唐山師范學(xué)院教育學(xué)院）

[本文系河北省社會科學(xué)基金一般項目“促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的線上線下融合教學(xué)模式構(gòu)建研究”的階段性成果。項目批準(zhǔn)號：HB21JY037]