張秋月 王 淼 于江濤

（通化師范學(xué)院 傳媒學(xué)院，吉林 通化134002）

一、中小學(xué)STEAM學(xué)習(xí)資源庫建設(shè)的意義

STEAM 教育是一門集科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)于一體的綜合性教育[1]。2014年，格雷特·亞克門教授到我國發(fā)表教育主題演講，將STEAM 教育向中國推廣，為我國基礎(chǔ)教育改革與發(fā)展提供了新的方向。目前，我國部分中小學(xué)開展了STEAM 教育，但沒有將STEAM 教育納入正規(guī)的常態(tài)教學(xué)，STEAM 課程通常以社團(tuán)和選修課的形式出現(xiàn)。多學(xué)科深度融合的STEAM 教學(xué)需要跨學(xué)科的、多元化的綜合型學(xué)習(xí)資源支持，但我國中小學(xué)開展的STEAM 教學(xué)所需的教學(xué)資源主要依賴于校外培訓(xùn)機(jī)構(gòu)或者互聯(lián)網(wǎng)中的免費(fèi)資源，沒有完善的學(xué)習(xí)資源庫支持的STEAM 教育必然會(huì)發(fā)展緩慢。在此背景下，如何有效地構(gòu)建、管理和發(fā)展中小學(xué)STEAM 學(xué)習(xí)資源庫，最大限度地發(fā)揮學(xué)習(xí)資源的有效性來滿足STEAM教學(xué)的需求，提升其教學(xué)質(zhì)量與效率，具有重要的研究意義。

二、信息技術(shù)環(huán)境下建設(shè)中小學(xué)STEAM 學(xué)習(xí)資源庫的優(yōu)勢

隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、3D 打印、VR、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)在教育教學(xué)中的廣泛應(yīng)用，使得中小學(xué)STEAM 學(xué)習(xí)資源庫的建設(shè)向數(shù)字化、智能化、共享化、多元化的方向發(fā)展。

1.虛擬現(xiàn)實(shí)、3D打印等技術(shù)豐富了學(xué)習(xí)資源的呈現(xiàn)方式

傳統(tǒng)學(xué)習(xí)資源大多以紙質(zhì)媒介為主，信息呈現(xiàn)方式較為單一。在信息技術(shù)支持下開發(fā)的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源不僅有文本、圖片等靜態(tài)的內(nèi)容呈現(xiàn)方式，還有音頻、視頻、動(dòng)畫、3D 打印等視聽刺激上的動(dòng)態(tài)內(nèi)容呈現(xiàn)，以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)帶來的沉浸式學(xué)習(xí)體驗(yàn)，在信息技術(shù)的支持下，學(xué)習(xí)資源能夠以數(shù)字化、多元化、多樣化的形式呈現(xiàn)出來。

2.網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源的跨時(shí)空共享

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將教育資源連成了信息海洋，學(xué)生可以利用網(wǎng)絡(luò)的搜索功能，根據(jù)自己的需求收集與STEAM 學(xué)習(xí)相關(guān)的信息。同時(shí)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的接入使學(xué)習(xí)資源的獲取在一定程度上擺脫了時(shí)間和空間的限制，智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端也成為獲取學(xué)習(xí)資源庫信息的便捷工具，大大提高了優(yōu)質(zhì)資源的共享性。

3.大數(shù)據(jù)技術(shù)提供了高效的數(shù)據(jù)處理方式

大數(shù)據(jù)技術(shù)是指在有限的時(shí)間期限中運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行信息的獲取、分析與處理的系統(tǒng)性過程[2]。中小學(xué)STEAM 學(xué)習(xí)資源庫的建設(shè)及后期維護(hù)管理等工作都需要進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)分析與處理，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以提供更高效、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)處理方式，用戶在使用學(xué)習(xí)資源庫時(shí)也可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行信息的檢索與加工。

4.超文本結(jié)構(gòu)組織學(xué)習(xí)資源有利于培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)

信息技術(shù)作為建設(shè)STEAM 學(xué)習(xí)資源庫的支撐環(huán)境，可以將資源庫的信息內(nèi)容采用超文本結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織，有利于學(xué)生進(jìn)行自主探索，培養(yǎng)其發(fā)散思維和創(chuàng)新思維。同時(shí)，學(xué)生接觸到豐富信息資源的同時(shí)開闊了視野，對所獲取信息進(jìn)行分析處理和評價(jià)，在根據(jù)學(xué)習(xí)需要加以利用的過程中，鍛煉和發(fā)展了學(xué)生信息獲取與處理的能力，學(xué)生的信息素養(yǎng)得到了充分的提升。

三、中小學(xué)STEAM學(xué)習(xí)資源庫的開發(fā)原則

1.注重多學(xué)科的交叉融合

STEAM 教育最突出的特點(diǎn)就是跨學(xué)科性，中小學(xué)STEAM 學(xué)習(xí)資源庫的建設(shè)應(yīng)注意相關(guān)課程學(xué)習(xí)資源的橫向和縱向維度的交叉融合，建立起多學(xué)科之間的聯(lián)系。同時(shí)，教師也應(yīng)加強(qiáng)對學(xué)生跨學(xué)科素養(yǎng)的教學(xué)，積極組織涉及多學(xué)科知識(shí)的綜合型學(xué)習(xí)活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生從多學(xué)科角度解決問題，培養(yǎng)跨界思維。

2.支持創(chuàng)新創(chuàng)造學(xué)習(xí)

創(chuàng)新素養(yǎng)是學(xué)生應(yīng)具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的創(chuàng)新品格和創(chuàng)新能力[3]，在中小學(xué)教育中，STEAM 教育是一條重要而有效的途徑，可以支持創(chuàng)新創(chuàng)造的學(xué)習(xí)以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)。因此，學(xué)習(xí)資源庫的建設(shè)要考慮資源的內(nèi)容、類型能夠支持學(xué)生開展創(chuàng)新創(chuàng)造學(xué)習(xí)。學(xué)生可以通過對資源的有效利用，整合科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)等多學(xué)科知識(shí)，經(jīng)由實(shí)踐解決現(xiàn)實(shí)問題、進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，不斷培養(yǎng)和提升創(chuàng)新素養(yǎng)。

3.滿足高階思維的培養(yǎng)

學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)活動(dòng)中表現(xiàn)出來的問題解決能力、創(chuàng)造性思維和批判性思維即為高階思維[4]。在信息技術(shù)環(huán)境下，設(shè)計(jì)滿足高階思維培養(yǎng)的中小學(xué)STEAM 學(xué)習(xí)資源應(yīng)該注重案例資源的重要性，涉及多學(xué)科知識(shí)的綜合型案例可以為學(xué)生設(shè)計(jì)問題和解決問題方案提供有價(jià)值的參考，學(xué)生通過對比、模仿和遷移，最后習(xí)得學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，資源的組織形式要符合中小學(xué)學(xué)生的思維特征，并且圍繞STEAM 教學(xué)活動(dòng)主題提供學(xué)習(xí)支架，讓學(xué)生可以利用豐富的學(xué)習(xí)資源，通過搜索、分析、篩選、整理和評價(jià)等方式從中找到解決問題的方法。

四、中小學(xué)STEAM 學(xué)習(xí)資源庫建設(shè)的主要內(nèi)容與途徑

1.學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)資源庫

中小學(xué)生在開展STEAM 學(xué)習(xí)時(shí)，需要整合科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等多學(xué)科的知識(shí)來解決問題，學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)資源庫包括五個(gè)學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)，并將不同學(xué)科間的關(guān)聯(lián)知識(shí)用思維導(dǎo)圖的方式呈現(xiàn)出來，避免學(xué)生局限于單一學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)。這類資源庫的建設(shè)途徑可以由校內(nèi)優(yōu)秀的學(xué)科教師自主研發(fā)，或者多校共同研發(fā)，即多個(gè)學(xué)校的同學(xué)科教師共同研發(fā)，并共享研究成果。

2.創(chuàng)客產(chǎn)品資源庫

創(chuàng)客教育，是為解決中小學(xué)教育體制中創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足等問題而將創(chuàng)客理念引入中小學(xué)教育體系中，實(shí)施一系列關(guān)于創(chuàng)新動(dòng)手技能訓(xùn)練的綜合課程[5]。創(chuàng)客教育與STEAM 教育的融合，使得學(xué)生在教師的引導(dǎo)與幫助下，充分發(fā)揮自己的創(chuàng)新創(chuàng)造思維，自己動(dòng)手設(shè)計(jì)制作出具有創(chuàng)意的學(xué)習(xí)作品。創(chuàng)客產(chǎn)品資源庫主要集中一些典型創(chuàng)客產(chǎn)品實(shí)例及其創(chuàng)意制作過程，為中小學(xué)生提供創(chuàng)意產(chǎn)品的來源與設(shè)計(jì)思路、制作過程等。這類資源庫的建設(shè)途徑可以采用多元引進(jìn)開發(fā)模式，在最大范圍內(nèi)引進(jìn)校外優(yōu)秀的創(chuàng)客產(chǎn)品以供學(xué)生學(xué)習(xí)參考。

3.主題項(xiàng)目資源庫

建構(gòu)主義提倡為學(xué)習(xí)者創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境，基于主題項(xiàng)目的學(xué)習(xí)是為了解決生活中真實(shí)存在的問題，中小學(xué)生可以利用主題項(xiàng)目資源庫搜索類似問題的相關(guān)信息，通過對比分析設(shè)計(jì)出可行的解決方案，方案再經(jīng)過實(shí)施與評價(jià)，得出最優(yōu)的解決方法。多元引進(jìn)模式最適合這類資源庫的建設(shè)。

4.Scratch創(chuàng)意編程資源庫

編程教育作為培養(yǎng)信息時(shí)代社會(huì)個(gè)體基本素養(yǎng)的重要途徑，在全球范圍內(nèi)得到了高度重視與廣泛普及[6]。以STEAM 教育理念為指導(dǎo)，開發(fā)面向STEAM 教學(xué)的Scratch 創(chuàng)意編程資源庫，可以為中小學(xué)生提供簡單易學(xué)的圖形化編程工具，進(jìn)一步運(yùn)用各學(xué)科知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)造學(xué)習(xí)。這類資源庫可以采用“公建眾享”開發(fā)模式，即由政府通過國家財(cái)政撥款提供建設(shè)資金主導(dǎo)組織建設(shè)，建設(shè)后的資源庫原則上不加限定地供人民廣為享用[7]。這一模式有兩大明顯特征使其區(qū)別于其他開發(fā)模式，也優(yōu)于其他開發(fā)模式，一是可以在更大范圍內(nèi)選擇最優(yōu)秀、最合適的研發(fā)人員，從建設(shè)團(tuán)隊(duì)的專業(yè)性上確保資源建設(shè)的質(zhì)量；二是開發(fā)的資源可以供全國、乃至世界各地的人使用與分享，實(shí)現(xiàn)真正意義上的眾享，大大提高了資源庫的建設(shè)與應(yīng)用績效。

5.虛擬仿真資源庫

虛擬仿真資源庫的建立，主要為學(xué)生提供STEAM實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)資源，創(chuàng)設(shè)模擬日常生活中真實(shí)情境的虛擬場景，如化工實(shí)驗(yàn)室、人體解剖結(jié)構(gòu)、太空艙環(huán)境、遠(yuǎn)古恐龍時(shí)代等，為師生提供真實(shí)生活情境下的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。資源庫的建設(shè)可以利用VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，也可以利用Flash、3ds Max 等軟件創(chuàng)建相應(yīng)的虛擬學(xué)習(xí)資源。這類資源庫的建設(shè)可以采用校企合作研發(fā)，技術(shù)層面工作由校外企業(yè)負(fù)責(zé)，學(xué)校則負(fù)責(zé)提供資源庫建設(shè)的具體要求以及教學(xué)方面的支持。

五、小結(jié)

在信息化浪潮下，中小學(xué)STEAM 學(xué)習(xí)資源庫的建設(shè)與開發(fā)要能夠充分運(yùn)用信息技術(shù)的優(yōu)勢，依托移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)及各種移動(dòng)工具，將云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、VR、人工智能等技術(shù)結(jié)合在一起，開發(fā)出能滿足STEAM 教學(xué)的綜合型系統(tǒng)化資源，為中小學(xué)師生獲取優(yōu)質(zhì)資源提供多元化的途徑，保證師生們能夠公平、公正地享受優(yōu)質(zhì)教育資源。