基于STEAM理念的深度学习活动设计与实践Word文档格式.docx

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实践结果显示学习者对模型中的“真实场景”和“自我目标设定”给予了极高的评价，期望能给研究深度学习领域的学者提供一定的理论支撑。

关键词：

STEAM教育;

深度学习;

活动理论;

学习活动

中图分类号：

G421;

;

文献标志码：

A;

文章编号：

1673-8454（2020）04-0001-06

一、引言

北京师范大学智慧学习研究院与NMC联合发布的专门针对中国高等教育新兴技术应用状况的报告《2017新媒体联盟中国高等教育技术展望：

地平线项目区域报告》提出推动教育技术应用的长期趋势是转向深度学习的方法[1]。

李克强总理在两会上也提出，提高高校人才培养的效率，逐渐引导学习者进入深度学习[2]。

由美国“21世纪技能合作组织（PartnershipFor21stCenturySkills）”制定的《21世纪技能框架》指出，21世纪技能主要包括三大类：

①学习和创新能力（批判性思维能力和解决问题的能力、沟通和协作能力，创造力和创新能力）;

②信息化技能（信息素养、传媒素养和ICT素养），即学习者能够有效运用通讯、网络工具等数字技术获取、管理、整合、评估和创作信息;

③职业和生活技能（灵活性和适应性、主动性和自我导向、社会和跨文化互动的技能），最终目的是促使他们在生活的各个方面都获得成功[3]。

由此可见，如何促使学习者深度学习是当今国际上教育教学改革的趋势，学习深度由浅层向深层转化是改革的重要内容，教育大数据的不断发展和学习分析技术的日益精准，改变的不止是表象的学习方式和学习行为，学习者内在的学习动机和思维的进阶也有待提高[4]。

文章基于笔者多年高校工作经验总结和实践，试图从学习活动设计的角度出发，解决以下两个问题：

在STEAM理念指导下，设计怎样的学习活动模型能促进高校学习者进入深度学习;

如何以“自我目标的设定”为中心实现个性化深度学习，并科学有效地评价学习结果。

二、STEAM与深度学习

1.STEAM

STEAM的雏形是STEM，美国国家科学委员会1986年发布《本科科学、数学和工程教育》报告中提出“科学（Science）、数学（Mathematics）、工程（Engineering）和技术（Technology）教育集成”的建议[5]。

随后逐渐从政府领域扩展到教育领域，自2007年开始迅速在美国教育领域蔓延。

STEAM是在STEM教育模式的基础上，又加上ART（艺术）的综合性教育方式。

在我国，STEAM是刚引进不久的一个新兴概念，不同专家和研究者对此观点也各不相同。

大致分为以下三类：

①STEAM教育是一种教育实践。

学习者应用科学、数学、工程、艺术和技术等学科的知识进行重组和整合的实践课、动手课和操作课。

这个概念类似于创客教育[6]。

②STEAM是一种跨学科教育的理念，不涉及具体的课程，而是指导我们进行教学的一种思路[7]。

③STEAM是以数学为基础，从工程和艺术的角度解读科学和技术，以跨学科的理念整合不同类科目，成为一种人力资源教育模式[8]。

综合以上的观点，STEAM是一种基于真实环境下融合多门学科的教育手段和理念的综合，其教育目的是以多学科整合的教学形式，强调在实践的过程中解决真实问题，在问题解决的过程中，强调从知识的层面向能力层面的过渡，培养创新与创造力以及跨学科的高阶思维能力。

STEAM教育具有跨学科、趣味性、体验性、情境性、协作性、设计性、艺术性、实证性、技术增强性等特征[9]。

2.深度学习

深度学习是由机器学习演化而来，最初是计算机领域的专业术语。

随着信息化教育的进一步推广和应用，深度学习在教育领域也开始普及和应用。

国内黎加厚教授率先界定了深度学习的概念，他提出深度学习是学习者基于对知识深度理解的基础上能够辩证地认识新的事物和观点，并重组和整合自己已有的认知结构，能够在众多思维之间迁移并进行联系，能够将已有的知识迁移到新的情境中，做出决策和解决问题的学习[10]。

也就是说，深度学习是一个主动探索、具有批判性思维的高阶学习过程，以问题解决、高阶思维、自主学习、知识创新等高阶能力为目标，从而培养具有中国核心素养的“全面发展的人”。

“全面发展的人”包括自主发展、社会参与和文化基础三个维度，其中自主发展包括学会学习和健康生活，社会参与包括责任担当和实践创新，文化基础包括人文底蕴和科学精神[11]。

3.STEAM与深度学习的融合

STEAM是一种新型的教育理念，倡导给学习者提供一个真实的环境，在各学科知识的理解和整合的基礎上，通过解决真实的问题来提高学习者创新能力。

深度学习是一个主动探索、具有批判性思维的高阶学习过程，以问题解决、高阶思维、自主学习、知识创新等高阶能力为目标。

这一点与深度学习的目标不谋而合。

深度学习最终也是以促进学习者创新创造能力作为学习目标的衡量标准。

那么，深度学习与STEAM教育理念的融合会产生一种怎样的化学反应？

文章基于活动理论，在STEAM教育理念的指导下，构建深度学习活动的设计框架，并在教学中展开应用，来验证引言中两个问题是否得到解决。

三、STEAM教育理念下的深度学习活动设计

1.“互联网+教育”背景下学习活动设计梳理

在数字资源社会化、在线学习大众化的信息时代，学习活动设计的好坏直接影响学习者沉浸学习的程度。

李青提出的以活动为中心的学习模型中，学习主要涉及到活动、目标、资源、学习者和环境五个要素[12]。

吴军其利用LAMS进行的学习活动设计包括课堂教学设计、作业的设计和在线学习的设计三个板块，并给出了相应的设计案例[13]。

黄荣怀通过对30余个国际移动学习项目或活动的分析，得出了移动学习活动设计模型（MLADM模型），包括需求分析、聚焦学习者、學习场景设计、提供必要的技术环境、约束条件分析和学习支持服务设计六个板块[14]。

刘清堂教授从活动理论视角，基于MOOC的学习特点和学习活动设计的一般过程，构建了以学习目标为中心，由内向外进行学习准备（学习任务、学习共同体以及学习任务分工）和实施阶段（学习过程设计，包括教学媒体、交互工具、在线答疑、在线讨论以及学习者的行为监测和新的学习任务的生成）两个部分[15]。

王楠从在线学习活动的本质、理论基础及其构成要素出发，构建的在线学习活动设计模型由五部分组成，分别是背景分析、任务设计、场景设计、辅导支持设计和评价设计，每一部分又包含相应的具体内容[16]。

赵呈领等借鉴学习生态思想描述翻转课堂结构及其要素，基于翻转课堂生态体系具有的特征，构建翻转课堂生态学习活动设计模型，并将该模型应用到《现代教育技术》课程学习活动的设计中[17]。

王朋娇等利用微信的功能和特点，并结合开放教育学习者的认知学习特征，构建“微信功能包”以及“微信功能包”支持下的移动学习活动设计模式[18]。

上述研究者从技术的层面或教育学的角度提出了学习活动设计的过程、要素和模型，并通过具体教学展开实践，取得了一定的成绩。

但大多仍然是在传统教学的基础上设计网络学习活动，并没有在新的教育理念的指导下完善学习活动过程，不能完全接轨互联网时代学习者的认知方式和学习特征。

2.构建深度学习活动设计框架

“互联网+”时代的学习者认知结构不再是呈线性，而是网状结构。

他们从小接触网络环境的熏陶，接收各个学科的知识，具备良好的跨学科基础。

然而现阶段主要以独立课程进行教学的方式已不适合学习者已有的认知结构。

我们在进行学习活动设计的过程中，要考虑到学科与学科之间的联系，要倾注跨学科的教学观念。

而活动理论是一个交叉学科理论，认为人类活动是多向的、结构化的交互系统。

活动理论还认为，学习活动要借助一定的工具，学习者在使用工具的同时，可以反过来将工具作为客体学习。

活动理论将学习活动划分为心理和行为两个维度，在一定条件下两者可以相互转化[16]。

文章基于活动理论提出以“STEAM”为基本理念、以“真实场景”为学习环境、以“自我目标的设定”为中心、以“学习过程”为核心和以“评价方法”为手段，构建面向STEAM教育的深度学习活动设计框架（见图1）。

（1）基本理念

深度学习是一种高阶学习过程，在认知重组和加工的基础上进行创新。

任何创新都不可能是单一学科知识的应用，而需要综合使用其他学科的知识和理论。

如，当一名体育教师在进行技能训练教学时，除了专业知识，还必须有心理学、教与学、营养学、审美学等知识的储备。

我们也不可能把每一门学科独立进行教学和应用。

加之大学生通过中小学阶段的学习，已经有了科学、数学、工程、艺术和技术的认知基础，STEAM教育理念正好吻合了大学生学习基础的特点，也可以对已学的知识加以应用和重组，为解决问题找到更多的解决方案。

所以，STEAM教育理念作为学习活动设计的基础来指导后续活动的设计过程是行之有效的。

（2）真实场景

真实场景是对现在教学环境的一种突破，对传统教室的一种颠覆。

真实场景从教育学的角度满足了杜威“从做中学”的条件。

给学习者提供真实存在的学习环境，包括学习过程需要应用到的软硬件、设备和氛围。

这种设计来源于校企合作的真实场景。

笔者通过调查问卷了解到，大学生在工厂或者公司实习一个月学到的知识比在学校一学年还要多，而且更实用。

因为企业给了他们一个竞争的环境，这种环境能促进内在动机的形成，也更容易产生新的想法。

因此，真实场景作为学习活动设计的前提，是给学习者提供一个可靠真实的环境，来解决真实的问题或者任务，更像是在工作岗位上，给学习者责任感、竞争力，从而促进深度学习的过程。

（3）学习目标

任何的教学行为都是以目标为导向，任何的教学效果也是以是否达到目标为标准，可见目标的设定在教学过程中是非常重要的。

学习目标的确定大多数是从布卢姆的三维目标进行扩展和补充，也确实达到了一定的教学效果。

但信息化环境下我们越来越强调个性化学习，把个性化学习解读为独立的学习资源和环境，却忽略了学习目标也是个性化学习的内容，甚至是至关重要的内容。

学习基础不一样而要达到同样的目标，难免会使能力强者没有兴趣，能力弱者失去信心。

本文提出的学习目标是以个性化学习为起点，学习者通过自我设定目标来定制专属的“量身定制”个性化学习过程，更能从本质上完成个性化学习。

因此，本文的学习活动框架是以自我设定学习目标为中心来展开学习活动的。

（4）学习过程

学习过程是学习活动的核心，是学习者学习行为的具体体现。

学习过程包括以下几个层次：

①提供真实任务。

第一个环节是提供给学习者真实的任务，以真实问题为问题，社会中真实的问题并不是某一门课程知识就能够独立完成解决的，而需要知识的综合应用，如：

以参加大学生全国性比赛为某一门课的学习任务，以