【STEAM教學活動設計實踐應用案例分析8400字】

VIISTEAM教學活動設計實踐應用案例分析目錄TOC\o"1-3"\h\u25966STEAM教學活動設計實踐應用案例分析 125834（一）教學活動設計 1281711.前期實踐研究 1124402.活動主題設計 112562（二）教學活動實施 429043（三）教學活動評價 7236391.分析工具 78382.數據處理 8216573.實施效果分析 10（一）教學活動設計1.前期實踐研究2019——2020年秋季學期，團隊開展了四期STEAM課程，主題分別為《七彩音樂瓶》《有趣的泡泡》《光與影》《星空》。前期研究中的課程主題選擇是基于市場上已經成熟的STEAM產品。在實踐過程中發現，雖然產品可以幫助學習者準確的完成教師預設其實現的作品，但也由于產品的結構化程度較高，每一步驟都被設定得很詳細，學習者在既定的教學活動中難以發揮其想象力和創造性，教學活動以作品是否呈現為結果導向，忽視了學習者在過程中的思考和創新，這與STEAM教育的初衷相違背。該前期研究為后期實驗提供了一些經驗，擯棄市場上成熟的教學用品，回歸真實生活情境，從學習者生活中易得的物品出發開發課程、設計教學活動。教學活動的設計必須聯系學生的客觀世界，在真實情境中解決真實的問題，重視探究過程，把握也是STEAM教育的核心。2.活動主題設計小學一年級學生校內開設有科學課，國內STEAM教育在與學校的學科融合基礎上發展，小學一年級的STEAM教學活動設計主題選擇首先應該參照《義務教育小學科學課程標準》，《義務教育小學科學課程標準》[[]中華人民共和國教育部.《義務教育小學科學課程標準》[EB/OL][2017-02-06]/srcsite/A26/s8001/201702/t20170215_296305.html[]中華人民共和國教育部.《義務教育小學科學課程標準》[EB/OL][2017-02-06]/srcsite/A26/s8001/201702/t20170215_296305.html表2《義務教育小學科學課程標準》物質科學生命科學地球與宇宙科學技術與工程通過觀察，描述物體的輕重、薄厚、顏色、表面粗糙程度、形狀等特征。根據物體的外部特征對物體進行簡單分類。知道動物和植物都是生物。描述太陽每天在天空中東升西落的位置變化；描述怎樣利用太陽的位置辨認方向。知道植物、動物、河流、山脈、海洋等構成了自然世界，而建筑物、紡織產品、交通工具、家用電器、通信工具等構成了人工世界。知道我們周圍的人工世界是由人設計并制造出來的。辨別生活中常見的材料。說出生活中常見的動物的名稱及特征。說出動物的某些共同特征。描述一年中季節變化的現象，舉例說出季節變化對動植物和人類生活的影響。體會生活中的科技產品給人們帶來的便利、快捷和舒適。觀察并描述水的顏色、狀態、氣味等特征。說出周圍常見植物的名稱及其特征。描述月相的變化現象。認識周圍簡單科技產品的結構和功能。知道有些物質能夠溶解在一定量的水里，如食鹽和白糖等；有些物質很難溶解在水里，如沙和食用油等。說出植物需要水和陽光以維持生存和生長。知道太陽能夠發光發熱，描述太陽對動植物和人類生活有著重要影響。認識常見工具，了解其功能。使用工具對材料進行簡單加工。描述肉眼觀察和簡單儀器觀察的不同。觀察并描述空氣的顏色、狀態、氣味等特征。舉例說出動物可以通過眼、耳、鼻等感知環境。知道有陰、晴、雨、雪、風等天氣現象。利用提供的材料和工具，通過口述、圖示等方式表達自己的設計與想法，并完成任務。使用前后左右、東南西北、遠近等描述物體所處位置和方向。識別眼、耳、鼻、舌、皮膚等器官描述天氣變化對動植物和人類生活的影響。對自己和他人的作品提出改進建議。知道推力和拉力是常見的力。知道力可以使物體的形狀發生改變。觀察并描述周圍的土壤上生長著的植物和生活著的動物。列舉生活中常用的不同外形的磁鐵。描述磁鐵可以直接或隔著一段距離對鐵、鎳等材料產生吸引作用。知道指南針中的小磁針是磁鐵，可以用來指示南北。說出人類生活離不開動植物的一些實例，初步樹立珍惜動植物資源的意識。說出磁鐵總是同時存在著兩個不同的磁極。知道相同的磁極相斥，不同的磁極相吸。《義務教育小學科學課程標準》只包含了STEAM教育中“科學（S）”的相關內容，進行STEAM主題設計時僅作為部分參照，主題設計應綜合考慮兼顧到其他各學科，在《義務教育小學科學課程標準》中挑選適和融入技術、工程、人文、數學等學科的內容進行設計。從教學對象上設計STEAM主題，教學對象是身處G省的一年級小學生，中國傳統文化在教學對象的日常生活比較常見，學習者會產生更多的熟悉感和認同感。故從G省日常生活中會涉及到的衣、食、住、行等大方向進行STEAM主題篩選，這樣STEAM主題才能聯系教學對象的真實生活，STEAM教學活動中貫徹STEAM理念，使學習者將生活和學習聯系起來，通過學習在真實世界中提出問題并提出解決策略。由于課程教師為教學技術學專業研究生，以往經歷中未對傳統文化有深入了解，所以在教學活動設計之前教師團隊需要先找文化傳承人深入了解文化和工藝，對課程內容學習了解，才能后續通過主題內容進行教學活動設計，圖4即為教師團隊去尋訪夾染、扎染文化傳承人的現場實況。圖4尋訪文化傳承人（二）教學活動實施STEAM教學活動在2020——2021學年秋季學期的每周六進行，教學對象在符合年齡學段的小學生中隨機選擇，每次課的學生數為7、8人左右，不同課時因個別學生的特殊情況可能會有一兩人人數的波動，基本上每個課時能保證男生3人，女生4人。每堂課的時間設計為40分鐘，時間安排在下午15:00——16:00。一堂課通常有一位主講教師，三或四位助教，均為教育技術學學術型博士研究生或碩士研究生，博士研究生組織課程的備課、磨課，協商制定教學計劃和開發課程資源。由于該課程的這幾位教學對象均參與了STEAM課程的前期實踐研究，教師對學生的認知水平和性格特征有了基本的了解。課程的授課場所將課桌椅以圓桌的形式擺放，利于學生的小組合作和交流。在教學過程中，教師使用觸摸式一體機輔助授課，教師既擔當教學設計者和課程的實施者，又擔當教學研究者進行數據收集和分析。表3課堂實施實況時間項目內容課堂實況2020年10月25日&11月1日《風車》2020年11月15日《剪紙》2020年11月29日《扎染》2020年12月5日《夾染》2020年12月19日《銅鼓》2020年12月26日《立體剪紙》2021年1月10日《風雨橋》（三）教學活動評價1.分析工具國內外有很多用于課堂視頻分析的工具，例如現代化學課堂的互動分析系統（3C-FIAS）、基于教學活動的課堂教學行為分析系統（TBAS）、弗蘭德互動分析系統（FIAS）、言語互動分析系統（VICS）、基于信息技術的互動分析系統（ITIAS）等，這些工具各自有不同的分析維度和采樣方法，但大多數都先從“教師”和“學生”的維度進行劃分。采樣方法多以3秒為頻率對課堂實錄進行采樣，進行矩陣分析，缺點是以3秒為間隔對課堂實錄進行定時采樣，但這樣也會造成教學行為分析的不連續性，有代表性的非語言行為可能在分析中被忽略。Nvivo是1981年LynRichards教授開發的一個質性分析工具，[[]RichardsLYN.UsingNvivoinQualitativeResearch[M].London:SAGEPublicationsLtd,1999:55-56.][]RichardsLYN.UsingNvivoinQualitativeResearch[M].London:SAGEPublicationsLtd,1999:55-56.本研究利用Nvivo對課堂實錄進行質性研究以評價教學活動的效果，利用Nvivo進行分析的研究過程主要包括轉錄課堂視頻文本、設置節點、統計分析數據及將數據結果可視化等。2.數據處理本研究通過視頻分析技術來評測教學活動設計環節是否合理，參照的編碼體系是來自于顧小清教授的《基于信息技術的互動分析編碼系統ITLAS》，該編碼系統以目前國外較具有代表性的編碼體系——弗蘭德提出的互動分析系統FIAS[[]顧小清,王煒.支持教師專業發展的課堂分析技術新探索[J].中國電化教育,2004(07):18-21.[]顧小清,王煒.支持教師專業發展的課堂分析技術新探索[J].中國電化教育,2004(07):18-21.本研究評價的對象是小學低年級STEAM教學活動的有效性。教學活動包括教師的“教”與學生的“學”兩方面，故評價內容也應該包括教師和學生。教師和學生分別包括了“語言”和“行為”維度。在上述章節中基于活動理論構建了教學活動設計的框架，并實際進行了7堂STEAM課程。從教學活動設計框架出發，結合STEAM教育的內涵和特點，根據小學低年級STEAM教育的特點及本研究的研究目的對ITLAS編碼系統做些許更改。經過修改后的編碼系統如下表所示：表4小學低年級STEAM教學活動設計編碼系統分類編碼表述內容教師語言1教師接受情感以一種不具威脅性的方式，接納學生的態度或情感的語氣2教師鼓勵表揚稱贊或鼓勵學生的動作或行為3采納意見承認學生的說法；修飾或重述學生的說法；應用它去解決問題；與其他學生的說法相比較；總結學生所說的4提問開放性問題以教師的意見或想法為基礎，詢問學生問題，教師可以預設答案的方向，但學生的答案是不確定的5提問封閉性問題以教師的意見或想法為基礎，詢問學生問題，但答案是確定的6講授就內容或步驟提供事實或見解；教師表達自己的觀念，提出自己的解釋，或者引述某位權威者（而非學生）的看法7指示指令或命令學生做某件事情，此類行為具有期望學生服從的功能8批評以嚴厲命令的語氣糾正學生行為規范控制課堂正常秩序學生語言9應答（被動反應）（對編碼4的反應）學生為了回應教師所講的話。教師指定學生回答問題，或是引發學生回答，或是建構對話情境學生自由表達自己的想法是受到限制的10應答（主動反應）學生的回答超出了問題的答案，表達自己的想法；引發新的話題；自由地表達自己的見解和思路，如提出具有思考性的問題、開放性的架構11主動提問主動提出問題，自由地表達自己的的見解12與同伴談論討論、交流看法沉寂13無助于教學的混亂暫時停頓、短時間的安靜或混亂，以致于觀察者無法了解師生之間的溝通14思考問題學生思考問題學生行為15動手操作學生動手進行實際操作16暫停學習過程在學習過程中碰到困難或是別人同學已經完成，學生選擇不繼續進行作品制作17協作學習同伴之間在教師指令或者主動情況下進行協作或者互助的行為18學生展示作品并進行語言或操作性描述在階段性操作或者總結性操作之后學生針對自己的作品或者操作過程進行演示以及語言描述的行為教師行為19教師操縱技術教師使用技術來呈現教學內容和觀點20教師操作示范教師在講授過程中加以行為操作示范21教師指導在學生實踐中給予一定的幫助與支持，包括主講教師和助教針對上表根據ITLAS做出的更改和補充做如下說明：（1）將“語言”和“行為”區分開來，STEAM教學活動中教師和學生都有很多動手實際操作的部分，教師示范，學生模仿創造，都需要通過動手去將最后的產品呈現。并不同于傳統課堂中“語言”為主的教學方式，為了將教學活動的特點更好的表現，在ITLAS中加入“教師行為”和“學生行為”編碼指標。（2）對開放性問題和封閉性問題做明確的界定。問題設計在STEAM教學活動設計中十分關鍵。開放性問題和封閉性問題在一堂課中需要搭配使用，本研究中將開放性問題定義為“以教師的意見或想法為基礎，詢問學生問題，教師可以預設答案的方向，但學生的答案是不確定的”，將封閉性問題定義為“以教師的意見或想法為基礎，詢問學生問題，但答案是確定的。”如“風雨橋的主要結構包括什么呢？”“橋、亭、塔。”這就是一個封閉性問題。封閉性問題主要運用在與科學原理、概念和客觀事實情況等相關部分。（3）刪除ITLAS中“做練習”“學生操縱技術”“技術作用學生”等三個二級指標。“做練習”在小學低年級STEAM課堂上幾乎沒有，小學低年級學生還不能完全識字，盡量畢竟以文字的呈現方式去面對學生。“學生操縱技術”也一樣，小學低年級學生在STEAM教學活動中幾乎沒有運用技術的環節。“技術作用于學生”和“教師操縱技術”是同一時間在不同對象上發生的動作，教師操縱技術時，技術就作用于學生，且教師操縱技術在整個STEAM教學活動設計中并不是重要的部分，故刪除“技術作用于學生”這一二級指標。（4）在“教師行為”中加入了“教師操作示范”、“教師指導”兩個二級指標；在“學生行為”中加入了“學生動手操作”“暫停學習過程”“協作學習”“學生展示作品并進行語言或操作性描述”等四個二級指標。“教師操作示范”“學生動手操作”是每一個STEAM教學活動的初始環節，小學低年級學生主觀意識上并不會刻意要求自己進入教學活動，必須通過教師的示范，學生模仿開始逐步進入教學活動中。所以“教師操作示范”和“學生動手操作”是每一個教學活動都會存在的。“教師指導”主要指學生在進行制作時，對學生碰到的困難給予幫助和支持。“暫停學習過程”是指學生放棄繼續制作作品的行為，小學低年級學生主觀上克服困難的意識比較弱，STEAM課堂在周末也以一種較為輕松的方式進行，學生在學習過程中碰到困難，或者發現班上已經有同學將成品完成，就容易放棄繼續制作，這是教師應該及時關注并給予鼓勵和支持。“協作學習”是STEAM教學活動設計中的一個重要評價指標，STEAM教學活動設計強調在情境中學習，情境學習強調學習不是個體發生的行為，是在群體的交互中產生的行為。“學生展示作品并進行語言或操作性描述”主要指學生最后的展示交流環節，學生作品完成，在其他同學面前分享并進行語言或者操作上的分享與講解，可以看出學生對作品的了解程度及制作思路，這是評價學生學習過程的一個重要指標。3.實施效果分析根據4.3.2的編碼系統從教師語言、學生語言、學生行為、教師行為、沉寂五個維度對7個樣本課堂視頻進行編碼數據分析，統計了每一行為編碼次數和其占總次數的比，在同一時間，教師和學生都在產生著語言和行為，所以同一時間可能不止產生一個編碼節點。得出以下結果，如表5、表6。表5小學低年級STEAM教學活動設計分析結果編碼表述課程名稱《風車》《剪紙》《扎染》次數占比次數占比次數占比1教師接受情感323.65%678.31%546.20%2教師鼓勵表揚252.85%293.59%323.68%3采納意見283.19%253.10%222.53%4提問開放性問題30.34%101.24%80.92%5提問封閉性問題738.32%577.07%667.59%6講授13215.05%11414.14%11813.56%7指示11212.77%8210.17%9811.26%8批評10.11%0010.11%9應答（被動反應）10111.52%809.93%556.32%10應答（主動反應）60.68%101.24%70.80%11主動提問10.11%20.24%20.23%12與同伴談論70.80%101.24%192.18%13無助于教學的混亂111.25%232.85%293.33%14思考問題20.23%40.50%131.49%15動手操作13014.82%11213.90%10011.49%16暫停學習過程353.99%141.74%131.49%17協作學習70.80%101.24%80.92%18學生展示作品并進行語言或操作性描述262.96%323.97%617.01%19教師操縱技術161.82%121.49%80.92%20教師操作示范687.75%607.44%9010.34%21教師指導616.95%536.58%667.59%總計806187019201表6小學低年級STEAM教學活動設計分析結果編碼表述課程名稱《夾染》《立體剪紙》《銅鼓》《風雨橋》次數占比次數占比次數占比次數占比1教師接受情感616.63%445.55%313.26%161.82%2教師鼓勵表揚454.89%263.28%576.00%323.64%3采納意見293.15%283.53%414.32%293.30%4提問開放性問題222.39%182.27%171.79%283.18%5提問封閉性問題535.76%465.80%596.21%718.07%6講授12213.26%11114.00%14014.74%12514.20%7指示11512.5%9712.23%677.05%14916.93%8批評000000009應答（被動反應）495.33%567.06%10010.53%9110.34%10應答（主動反應）222.39%50.63%101.05%161.82%11主動提問20.22%30.37%20.21%30.34%12與同伴談論252.71%121.51%80.84%101.14%13無助于教學的混亂657.07%192.40%282.95%121.36%14思考問題80.87%111.39%20.21%50.57%15動手操作11912.93%9311.73%13113.79%10511.93%16暫停學習過程80.87%111.39%70.74%50.57%17協作學習111.19%81.01%50.53%111.25%18學生展示作品并進行語言或操作性描述242.61%384.79%555.79%283.18%19教師操縱技術111.20%222.77%272.84%192.16%20教師操作示范869.35%789.84%10811.37%718.07%21教師指導434.67%678.45%555.79%546.14%總計9201793195018801（1）教師語言分析從7個課例中教師語言的總占比來看，教師語言依然在課堂占有很大的比重，主要還是依靠教師通過語言來組織課堂，7堂課《風車》、《剪紙》、《扎染》、《夾染》、《立體剪紙》、《銅鼓》、《風雨橋》中教師語言分別占比46.28%、47.62%、45.85%、48.58%、46.66%、43.37%、51.14%，均在50%左右。雖然STEAM教學在盡量弱化教師的位置，發揮學生的主體性地位，但是仍然需要教師通過語言進行課堂組織，尤其對象是小學低年級學生，在課堂上教師不停地用語言去提醒他們課堂任務和流程。STEAM教學活動設計中盡量避免講授式教學，但是教學場地仍然是學生坐在桌子前聽教師講的方式，一些科學知識概念的傳遞中只能使用講授式教學，受限于這些因素，所以教師語言在整堂課中還是比重較大。從表5、表6中可以看出，“批評”在7堂課中幾乎都是沒有的。在開放性問題和封閉性問題的占比中，封閉性問題的比率在7堂課中都遠遠大于開放性問題的占比，這是值得改進的。優秀的教學視頻中教師行為多集中在教師提出開放性問題并與學生交流溝通，做出展示幾個方面，雖然這并不意味著整堂課的問題都需要是開放性問題，教師語言在于在適當的時候提出有效的問題，有時需要開放性問題，有時需要封閉性問題，開放性問題和封閉式問題需要在課堂中均占有一定的比例。“講授”在7堂課中均占比15%左右，該編碼系統中的“講授”包括了教師使用引導性語言去帶領學生思考問題、解決問題。“教師接受情感”“教師鼓勵表揚”“采納意見”等三個二級指標在每堂課中的占比波動比較大，這是和每堂課主講教師的教學風格緊密相關的，總體來看，女教師更傾向于回應學生的任何想法，男教師更傾向于按照教學流程繼續下去。（2）學生語言分析7堂課中學生語言均占比10%左右，《風車》、《剪紙》、《扎染》、《夾染》、《立體剪紙》、《銅鼓》、《風雨橋》中學生語言分別占比13.11%、12.65%、9.53%、10.65%、9.57%、12.63%、13.64%，學生展示交流分享作品的那部分學生語言歸類到了“學生行為”中。學生語言在于能夠清楚表達出自己的想法與思考，并將其傳達給同伴。在學生語言中，通過觀察課堂視頻發現，小學低年級學生充滿想象力，他們的語言往往會不在預設中，這些不在預設中的語言有時對推進課堂教學有幫助，而有些是無效的。學生的主動反應比例遠遠低于被動反應，主動提問的比例也很低，產生這一問題的原因是多方面的。一是學生在學校授課中更習慣于“教師問學生答”的方式，每周僅僅40分鐘的STEAM教學要改變這一習慣是不容易的；二是教師的STEAM教學經驗欠缺，尤其是針對小學低年級學生的教學經驗不足，不容易激發起學生主動反應的愿望。雖然教師團隊在每一次課前都希望激發學生更多的主動反應，但是在實際課堂教學中，學生是否主動反應和當下的環境、學生性格、教室氣氛等很多不可控因素相關，需要教師有更強的教學把握能力才能實現。“與同伴談論”這一指標的占比和教學活動的內容有關，在《風車》《剪紙》》《銅鼓》等課程中，“與同伴談論”的比例較低，因為這些教學活動都是可以個體完成的，而在《扎染》《夾染》等不能通過個體完成需要合作完成的課程中，“與同伴討論”的比例就稍高一些。（3）教師行為分析教師行為包括了“教師操縱技術”“教師操作示范”“教師指導”，7堂課《風車》、《剪紙》、《扎染》、《夾染》、《立體剪紙》、《銅鼓》、《風雨橋》中教師行為分別占比16.52%、15.51%、18.85%、15.22%、21.06%、20.00%、16.37%。“教師操作示范”是每堂課都有的，對于小學低年級教學對象來說，教師的示范是關鍵的，不然學生根本不知道如何開始入手，所以“教師操作示范”是“教師行為”中占比最大的一個指標。“教師操縱技術”是引用了ITLAS中的說法，其實主要指教師利用觸摸式一體機對課堂流程的導入和提示。“教師指導”出現在學生制作作品時，當學生由于年紀太小而無法獨自完成某些技術要求時，教師需要指導。比如在《風雨橋》教學活動設計中，刻度尺的