教育信息化2.0背景下STEAM教育生态系统构建研究

    徐颖红

    摘? 要 教育信息化2.0时代教育理念的变革，促进教育规模化与个性化。steam教育聚焦学生综合能力培养，平衡我国教育资源。分析STEAM教育存在的困境及发展现状，提出从整个教育大环境（课程标准制作、教材建设、教师培训、教学资源、教学方式等）出发，建设一个由政府、企业、学校、研究所和高校共同协作的教育生态系统。

    关键词 互联网+教育;STEAM教育;教育信息化2.0;教育生态系统;创客教育;教育资源;电子教材;智慧校园;教材

    中图分类号：G434? ? 文献标识码：B

    文章编号：1671-489X（2020）09-0036-04

    1 教育信息化促进STEAM教育发展

    我国教育信息化从1.0走向2.0? 我国近几年越来越重视教育信息化发展，《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》指出，信息技术对教育具有革命性的影响，要用信息化带动教育的现代化[1]。2011—2015年，主要是将信息技术应用到教育实践中，这属于信息技术在教育中的应用阶段;2016—2020年，主要是将信息技术与教育融合为一体，这属于信息技术与教育的全面融合阶段，此阶段信息技术在教育中的职能发生转变，信息技术不再被当作单纯的教育工具，而是成为教育的重要组成部分，很自然地应用于教育的方方面面，教学方法、教学理念、教学环节、教学评价都因教育信息化变得更加高效，更有益于教师备课、学生学习。从“三通两平台”，到今天形成的网络化、数字化、个性化、终身化的教育体系，建设“人人皆学、处处能学、时时可学”的学习型社会。

    2018年4月，教育部出台《教育信息化2.0行动计划》，明确提出坚持信息技术与教学深化融合，以智能技术等新兴技术推动“互联网+教育”[2]。教育信息化的发展，从起步阶段到应用阶段、融合阶段，再到创新阶段，路径一直都是动态的、延续的。随着教育信息化的一步步深入，近年来更多地提到一个新名词——教育生态系统。笔者认为，教育生态系统应该是由政府统筹规划、学校实践、企业支持的，多方合作共建共享的一个教育治理体系。从教学环境、教学内容、教学方法、教学评价等方面进行教育改革是教育信息化发展的必然趋势。

    从STEM教育走向STEAM教育? STEAM教育最早起源于美国，其发展经历了三个主要阶段。1986年，美国国家科学委员会提出SMET（科学、数学、工程、技术）;2001年，STEM逐渐取代SMET;2011年，美国格雷特教授及其团队提出STEAM，将Arts（艺术）加入原来的STEM教育[3]。艺术的加入丰富了学生素养的培养。

    很多专家学者对艺术范围的理解有所不同，大致有精致艺术、人文艺术、语言艺术、肢体艺术：精致艺术，又称美术，包括音乐、戏剧、雕塑、建筑、摄影等;人文艺术指使用历史、哲学、逻辑的方式思考并解决问题，进而有效地发展学生的推理、反思和判断能力;语言艺术，包括书面语言、口头语言的理解与应用;肢体艺术和手工艺

    术，包括舞蹈、杂技、武术等，培养学生对材料、工具、表达形式的掌控能力[4]。

    在多学科融合的STEAM教育中，最有效的整合方法是跨学科整合，情境与内容的整合有助于学生看见某一门知识与其他学科知识间的联结，打破传统有明显分科教学限制的弊端，有利于将学科理论应用到实践生活、学习、工作中去。

    教育信息化2.0为STEAM教育发展带来红利? 2002年发布的《教育信息化“十五”发展规划（纲要）》、2010年发布的《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》、2012年发布的《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》、2016年发布的《教育信息化“十三五”规划》以及2018年教育部出台的《教育信息化2.0行动计划》，这一系列的政策随着教育信息化在我国的发展相继出台。教育信息化2.0时代的到来，对传统教育带来巨大挑战，与此同时为STEAM教育带来更多的机遇。

    相较于传统教育而言，利用信息技术支撑开展的课堂教学更加丰富多彩，可以利用人工智能、大数据平台，通过对学生课前预习、课中表现、课后复习，以及对教师课前备课、课中授课形式、课后表现等进行数据收集、数据清洗、数据处理、数据分析，对每一位学生的学习能力、学习情况进行分析对比，根据具体学情开展个性化学习、差异化学习，为学生、教师、家长提供服务。

    STEAM教育是整合多学科课程资源创设的教学模式，教育信息化的发展为STEAM教育提供了资源整合平台。信息化教学环境为课程开展提供了情境化基础，无论课程是以项目式为基础，还是以问题式为基础，学生都可以在真實或与虚拟相结合的情境里解决真实问题。在此过程中，学生将原本传统的、分散的、独立的分科课程中的知识与技能进行应用与迁移[5]。STEAM教育在信息化2.0的推动下，将会向学生的学习更加高效、教师的授课拥有更多可利用的信息化资源的方向发展。

    2 STEAM教育所遇困境及发展现状

    STEAM教育理念进入我国以来，学校的相关教育是较为混乱的，没有统一的标准体系，没有标准化的教材支撑，没有系统化的师资培养，缺乏具体的保障机制，缺乏相关的教学资源。

    缺乏STEAM教育系列课程，急需教育部引领教材建设? 我国中小学的教学课程标准多数是统一发布的，也有很多校本课程。STEAM教育由于进入我国比较晚，面对今天我国的STEAM教育，很多学者专家提出“将STEAM教育与创客教育融合”。这是一条不错的教学途径。从美国兴起的STEAM

    教育的教育思想被各个国家引进以后，使其具有了各国的特色，各国在教学实践时的侧重点也不一样，有的以项目式展开，有的以问题式展开。在我国，STEAM教育没有得到全面推广的一个重要原因是缺乏教材支撑。

    2018年5月，陶西平和北京师范大学的多位教授、学者针对小学STEAM教学，共同编著了全国首套STEAM科创教育系列丛书《科创教育实验教材》[6]。这套教材吸收优化STEAM教育与创客教育的理念和做法，符合我国教育的实际情况。创客教育强调的是学生面对真实的问题情境去解决它，在这个过程中培养学生的实践能力、创新能力等。STEAM教育与创客教育结合，打破了原来创客教育的学科界限，充分发挥STEAM多学科教学理念下综合应用知识的优势。

    华东师范大学将STEAM与乐高教育融合教学，2019年3月出版了适合少儿阅读的《乐高教育STEAM基础教程》，该教材由任友群教授担任主编，是面向我国校本课程体系的乐高STEAM解决方案。通过吸引、探究、解释、迁移、评价等学习环节覆盖科学、艺术、数学、工程、技术多个学科，培养学生多方面的综合能力。

    随着越来越多的出版社出版STEAM教材，STEAM教育引发教育领域的新热潮，但是也存在一个很大的问题：不同版本的教材的教学内容、教学目标较为混乱，学生阶段性学习缺乏统筹规划。也就是STEAM教材的编写缺乏标准，缺乏好的评价机制。此时就需要教育部制定统一的教材建设标准，引领教材建设，发挥顶层设计作用。

    STEAM教育相关师资严重短缺，迫切需要从数量和质量上提高? 一直以来，我国的传统教育都是以教师为中心，教师讲授灌输，学生被动接收。这种教育方式近20年来遭到各界的质疑。新的教育理念应转变教师和学生的角色关系，学校教育应该以学生为中心，教师起辅导、促进作用，使教师讲得更少，学生学得更多。在新的教育理念下，看似教师的课堂工作量减少了，实则是对教师的要求更高了，教师需要具备更高的综合素质。

    由于STEAM教育是一个需要整合多学科的信息技术与学科融合的新的教育方式，在教师培训方面需要更新教师的教育观念，培养教师跨学科整合的能力与意识，学习基于真实问题解决的STEAM教学模式，并且要对STEAM教师的实验和动手能力进行针对性培训[5]。教师的培训是多元化的，不仅体现在数量上，还体现在质量上。首先，由于STEAM教育在我国兴起的时间并不是很长，这方面的师资匮乏;其次，教师的质量是需要着重要考虑的，作为STEAM课程的教师，必须具有开阔的学科视野、多学科的知识储备，能够进行教学方法、教学模式的创新，并且能够将先进的理念融合到教学实践中去。这些都是STEAM教师应该具备的能力，需要进行针对性培训。国内目前这方面的培训资源较为缺乏。

    STEAM教育资源匮乏，需要整合社会力量，共建共享资源? 长期以来，中小学教育学科界限明顯，学科之间的教学资源相对分散。随着教育信息化的发展，教学过程中对教育资源的要求越来越高。从目前的情况来看，STEAM教育相关教学资源是相对匮乏的，缺乏创新;一些好的有效的创新资源应用在教学实践中较为分散，缺乏一个整合管理的机制。针对STEAM教育教学内容的学科特点，相关教育资源的来源和形式需要更加多样化，所以在资源方面的教学需求远远大于资源供给。

    解决STEAM教育面临的资源匮乏问题，单靠教育领域的努力是远远不够的，必须整合整个社会的力量，如学校、企业以及高校研究机构等，共同创建相关教育资源。

    3 建设一个完整的STEAM教育生态系统

    STEAM教育的教学涉及多个方面，课程标准制定、教材建设、专业教师培训、教学环节设计、教学资源建设以及教学方式选择等。对于STEAM教学来说，利用结构化思维从宏观到微观来开展这些工作是很重要的，这些方面构成了一个完整的生态系统。教育信息化的发展促进了STEAM教育的教学环境建设。可以利用信息技术开展STEAM课堂教学，开展个性化学习、差异化教学、精细化管理以及智能化服务，在整个教学环境的帮助下，促进学生从最初的知识传播被动接受型向能力培养自主型转变[2]。

    STEAM教育生态系统的建设需要各方切合实际需求勇于创新、共同协作。教育信息化2.0时代的到来为STEAM教育带来新的契机，教育部作为统揽全局的顶层设计部门，担负着政策制定，学籍库、教师数据库、国家数字教育公共资源平台等公共服务体系建设的职责;学校作为学生学习的直接环境，必须做好数字化管理平台建设和运营工作;区域教育现代化建设需要对教研平台、教师培训机制、教学评估等方面制定标准化评价体系;新兴企业要帮助学校进行教学工具、同步课堂等的创设，做好学习平台、教学平台的开发等[7]。这些方面需要政府、企业、学校、社会共同协作，进一步提高科学技术与教育的融合水平，以更高视角对STEAM教育生态系统进行统筹规划。

    课程标准制定? STEAM教育的课程标准目前是没有的，需要教育部结合我国实际情况制定标准化的课程标准。STEAM教育是一门知识综合性教育和跨界思维能力培养的综合性学科，首先要明确学科教学的目标：既要提高学生的学习兴趣，针对个体差异进行个性化教学，又要体现思维发展、个性发展，提升综合能力。课程标准的制定直接影响教材建设。21世纪对人才的核心素养要求包括学习与创新素养、数字化素养、职业与生活技能。教育部作为我国教育最高的顶层设计部门，规划着我国未来人才的培养方向，必须承担起规划我国未来STEAM教育的责任。

    教材建设? 教育信息化2.0的发展带动了教材形态和内容的改变，教材形态的改变直接影响了我国教育形态的变革。当前各科电子教材不断涌现，这是教育资源的新形态、新载体、新学习环境，有利于教育的改革，也有利于促进教育均衡发展，构建学习型社会与终身学习体系[8]。由于STEAM教育涉及多门学科知识，单一纸质文稿难以满足教学要求，因此，教材建设应包括两个方面：纸质教材和电子教材（数字化教材）。电子教材由音频、视频以及具有交互性功能的、搜索功能的数字化平台资源组成。教材建设必须找准课程培养的出发点，分析学生通过学习这门课程总的能力培养目标是什么，阶段性目标是什么，以及落实到每节课、每个环节的目标是什么。

    2018年5月，首套小学STEAM教材《科创教育实验教材（小学版）》正式发布，配套的相关学习工具已经在企业投入生产，但是中学教材目前还是空缺的。因此，需要按照相关课程标准，建立多阶段的、系统的教材体系。

    教师培训? STEAM系列教育未来会覆盖中小学的每一个年级，社会将需要大量的STEAM专职教师，而目前看，不管是师资质量还是数量，都是远远不够的。增加相关专业教师培训是解决教师匮乏的有效途径，可以由教育部统筹规划，学校配合，相关培训企业提供资源，协作攻克师资匮乏的难题。数量上，注重多元培养;质量上，对教师的多学科视野、知识储备、教学模式、实践创新能力以及实验动手能力等要全面培养，既要注重规模化，又要注重个性化，同时要从教育观念、教学方法、学习环节、专业发展、创新实践等多方面考虑。创设新的教育培训体系，多方协同，开展网络研修、校本研修、线上学习与课堂教学、教师工作坊、名师工作室等混合式培训模式探索[2]。

    教学资源? 教育信息化支撑下的STEAM教育教学资源的来源和形式更加多样化。教育从课程分科走向多学科融合，掌握知识成为发展能力的基础和手段。以智慧校园建设、在线教育发展、智能助理与大数据和学习分析技术为代表的技术革新将为教育内容的重组提供有力支撑，进而带动整个教育体系的变革[9]。在线课堂、移动学习设备、电子教科书等数字化资源在中小学的推广反响非常好，但还需要继续创新性地推进。“共建”“共享”是建立优质教育资源的关键所在：共建体现在资源的供给，优质数字化资源应该建立审查与评估机制，把握质量与创新性;教育资源共享是在促进教育公平与发展的大前提下，通过大数据分析技术对用户进行分析，根据教学实际需求主动推送个性化资源[10]。

    教学方式? 教育改革强调新型教学方法要以学生为中心，教师作为学生学习的辅导者，应以综合素质发展为重点，以问题为导向开展教学。我国是人口大国，需要规模化教学，国家的发展需要各式人才，又需要个性化教学。彭敏认为，精准化“教”、个性化“学”将传统面授课堂与在线学习相结合，充分发挥了二者的优势[5]。传统面授在我国已经延续了几千年，虽然发现了它的劣势所在，但是不能因为现代技术的发展而忽略它原本所具有的优势，应将传统面授与信息化教学相结合形成有效的混合式教学，将线上教学与线下教学相结合、实体教学与虚拟教學相结合、正式学习方式与非正式学习方式相结合、课内教学与课外实践相结合、知识教学与能力培养和素质发展相结合，尝试多种教学方式在课堂上的有效创新应用。

    评价体系? 信息技术时代，评价趋向于数字化，应以学生的个性发展为根本出发点，以能力培养为立足点。STEAM教育的评价体系应该包括三个部分：教师、学生、教学资源供给。教师评价包括课前备课、课中授课、课后反思修订;学生评价包括课前学习、课中表现、课后知识获得反馈情况;由于STEAM教育融合了科学、技术、艺术、数学、工程等多个学科，在以问题式或项目式出发开设的STEAM教育，在课堂教学中需要学生处在真实情境中，需要配套的实践工具，这就需要完备的物理环境和软环境，各个环节都应该实行实时监测。

    4 结语

    我国STEAM教育在内涵定位、实践原则、教学目标、教学评价、学习评价、实施特色上定义不清晰，需要专家学者给出明确的定位，否则很容易在实际教学过程中出现不同的教师教学目标不同。STEAM教育的国家统编教材已经在逐步推出，但是覆盖面比较窄，现阶段推出的教材主要是围绕儿童（幼儿和小学）。在未来，我国应重点关注STEAM教育教材的编写标准、教材及其资源的建立以及规范相关专业教师的培训。教育信息化2.0时代，不仅要看到STEAM教育目前存在的问题，更要由现在所看到的问题思考未来STEAM教育中可能出现的新的问题，以建立有效的风控体系。

    参考文献

    [1]杨宗凯.中国教育信息化十年：2011—2020[J].中国教育信息化：高教职教，2016（1）：3-4，28.

    [2]杨宗凯，吴砥，陈敏.新兴技术助力教育生态重构[J].中国电化教育，2019（2）：1-5.

    [3]李彤彤.创客式教学：面向核心素养培养的STEAM课程教学新范式[J].中国电化教育，2018（9）：40-47.

    [4]李刚，吕立杰.从STEM教育走向STEAM教育：艺术（Arts）的角色分析[J].中国电化教，2018（9）：31-39，47.

    [5]彭敏，郭梦娇.STEAM教育的基本内涵与发展路径研究[J].教育理论与实践，2018（25）：14-18.

    [6]陶西平.借鉴STEAM教育理念的中国科创教材[J].中小学管理，2018（9）：59.

    [7]任友群，万昆，赵健.推进教育信息化2.0需要处理好十个关系[J].现代远程教育研究，2018（6）：3-11.

    [8]靳玉乐，张铭凯，孟宪云.信息技术时代的课程论发展[J].华东师范大学学报：教育科学版，2019（4）：47-56.

    [9]杨宗凯.以信息化全面推动教育现代化：教育技术学专业的历史担当[J].电化教育研究，2018（1）：5-11，35.

    [10]杨宗凯.推进信息技术与教育的深度融合[J].中国教育学刊.2016（11）：1.