核心素养下课堂教学变革分析

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摘要：STEAM教育与我国深化教育改革的方向具有高度一致性，核心素养的养成与STEAM教育的出发点是完全吻合的，都是为了在社会转型期培养未来全面发展的人才。该文在分析核心素养体系的基础上，分析了STEAM教育在教学目标上由学科素养向核心素养转变、教学内容由单一性项目向专题性项目转变、教学方式由特定方式到多样化转变、学习结果由问题解决向内涵理解转变、教学评价从过程评价向动态评价五个方面的课堂教学变革，期望通过课堂变革得以提升学生核心素养和综合实践能力，加速学生全面发展的进程，培育更多的21世纪创新型复合人才。

关键词：核心素养；STEAM教育；课堂教学；教学方式

2013年，德国举办汉诺威工业博览会，会议期间“工业4.0”概念受到关注，开始了人类“第四次工业革命”。2015年1月，日本政府紧跟步伐，推出了《机器人新战略》。我国也在2015年出台了《中国制造2025》十年战略规划。科学技术作为生产工具的核心要素催生了第四次工业革命，改变了人类的生存方式和发展方式，也改变了对未来人才的需求。人才需求的转型直接导致人才培养模式的变化，世界各国将人才培养的关注点集中在核心素养的培养上。国际经合组织、欧盟、美国都相继推出了符合自身要求的核心素养体系。我国学者也在2016年提出了中国学生发展核心素养的指标体系，深入探究了“培养什么人、怎样培养人”的深刻问题，旨在培养能够促进学生自我实现和推动社会发展的高素质人才[1]。虽然现阶段我国的传统教育理念、教学模式及教学方法等为开展STEAM教育带来多方面阻碍，但依旧抵挡不住STEAM教育发展的潮流，整合课程和项目学习所固有的探索性特质依然激发了学生们的学习兴趣和热情。在对近期我国STEAM教育开展状况的文献调查发现，STEAM教育在我国的发展主要集中在国内外对于STEAM教育的政策解读、模型设计、案例分析、国外教材分析的理论研究层面以及学校的实践层面。在实践领域，一些实践者和研究者主张将其运用到实际教学实践中，STEAM教育整合了数学、科学、技术、工程、计算机等学科知识，在这种教学模式下，学生学习兴趣、动手实践能力得到很大提升；也有一些学者指出学生在人文素养、身心健康等方面发展薄弱，不利于学生的全面发展[2]。因此，如何培养新型社会环境下、符合核心素养要求、全面发展的人才已成为STEAM教育发展的关键问题。核心素养是对教育终极目标的追求，体现在课程开发和教学实践之中。STEAM教育就成了联系核心素养培养和教育目标实现的重要桥梁。学生发展核心素养从本质上讲就是为培养学生在面对复杂问题时，能从容运用课程整合知识应对并解决问题的品格和能力。而STEAM教育的本质就是要培养学生解决复杂问题时综合地运用各学科知识的能力。由此看来，STEAM教育与学生发展核心素养培养在目标上是一致的。可以说，学生发展核心素养为开展STEAM教育提供了目标基础，对STEAM教育具有指导作用[3]。同时，学生发展核心素养包含文化基础、自主参与和社会实践三个层面，全面覆盖了学生发展的所有素养，弥补了STEAM教育过程中对人文素养、身体健康等多方面的不足。因此，从学生发展核心素养视域对K-12阶段的STEAM教育进行改革，可以指导STEAM教育不断丰富设计课程和教学的目标、教学项目与学习活动内容及教学实践方式。由此，可以促进STEAM教学效果的最大化，促进学生全面发展。

一、教学目标的变革：从学科素养到核心素养

教学目标是教师进行教学设计的起点，不仅对学生学习起指导作用，而且对教学结果起导向作用。我国基础教育中一般采用布鲁姆的教学目标分类法，即认知领域、动作技能领域和情感领域。每一领域被划分为不同层级，较高层级对应学科内复杂的知识。布鲁姆的教学目标遵循知识循环渐进的原理，要求学生掌握、运用、分析知识的能力，并能熟练运用动作技能，形成正确的态度价值观。此类教学目标下难以提升学生的创新能力和问题实践能力，与STEAM教育理念所要达到的教学效果相差甚远，故将布鲁姆的教学目标直接运用在STEAM教学时难以发展。而STEAM教育教学目标的设计更倾向于对学生技能的培养，注重学生的信息运用与不同课程之间知识的整合，这是STEAM教育值得称道的一面。值得注意的是，现阶段的STEAM教育忽视了学生内在精神的发展以及与社会实践活动之间的紧密联系，导致学生社会责任感不强，带有一定的社会功利性[4]。素养是一个公民为人处世的基本要求，它既包含公民的内在素养，也包含公民的外在表现和专业技能素养等多方面。随着社会发展对人才需求的变革，我国根据教育国情提出了“学生发展核心素养”一词，它强调培养学生的人文修养情怀、社会责任意识，注重培养学生自主发展能力、团队协作、分享以及创新思维意识、实践能力，关注学生在学习过程中的体悟，这一个概念带有鲜明的时代性、科学性和民族性[5]。K-12阶段是学生身心全面迅速发展的时期，特别需要重视的是这一阶段是学生心理素质形成的重要时期。因此，如何帮助学生树立正确的价值观、良好的心理素质和正确参与社会的态度，使学生能够顺利地融入社会并适应社会的发展，是教师工作的一个重要组成部分。如今，在核心素养发展背景下，结合我国K-12阶段学生的基本情况，重新审视STEAM教育的目标，力图将学生培养为全面发展的人，就必须立足于原有教育目标的基础上进行变革，不但要重视科学、技术、工程、数学的核心素养的教育，还要加强我国传统文化与人文情怀的培养与教育。故将核心素养视域下STEAM教育的目标分为内化性教学目标、表现性教学目标和实践性教学目标，这三个教学目标全面涵盖了学生文化基础、自主发展和社会参与三个不同的层级，有利于学生的全面发展，促进学生的核心素养的培养[6]。内化性教学目标是STEAM教育教学目标的丰富与提升，侧重于培养学生人文修养，帮助学生认识学习与生活之间的联系，建立良好的人际关系与他人合作能力，树立明确的未来职业观念。K-12阶段学生的认知能力、思辨能力不断提升并走向成熟，学生对生活、社会有了自我的认知，态度、价值观逐渐稳定。这为教师进行教学目标设计指明了新的方向，教师要充分考虑学生与自身、他人乃至社会之间的对话关系。核心素养视域目标要求学生具备强烈的社会责任心，对此教师需要不断引导学生与他人和社会建立和谐友爱的关系，促使学生在进行问题解决的过程中不断优化解决方案，使学习成果带有利他性。同时，在教学目标的内容选择上，教师根据学生的学习特点和认知特点，拓展学生人文底蕴，丰富学生家国情怀的感悟，力争潜移默化的对学生正确的对人、对事的态度产生深刻的影响，形成乐观的心态，促使学生健康生活[7]。表现性教学目标主要体现在学生在学习社会实践过程中，包括学生稳定地心理素质、高品格的审美能力、流畅地艺术表达、精准地信息意识、敏锐地创新意识、积极地合作分享等多方面的表现[8]。在以往的教学目标设计过程中，教师从知识与技能维度、过程与方法维度和情感态度价值维度进行设计，虽然有意注重学生情感价值观的培养，但是在实际教学中学生的表现性行为往往被忽视。但是核心素养目标下，教师在进行STEAM教育教学目标设计应调动学生的感知器官，培养学生学习的兴趣和对生活爱好，督促学生养成善于发现与表达的习惯，促使学生具备高品质的艺术鉴赏和准确评估的能力以及高效获取、鉴别和运用信息的能力，适应“互联网+”、大数据、云计算等时展趋势。实践性教学目标主要体现在学生在实践中将理论知识与实际生活问题相结合的过程，体现在学生遇到问题时能灵活整合所学知识解决难题并不断深入探究问题的本质，着重培养学生的动手实践能力。在我国基础教育中，教学活动主要以课堂知识讲授为主，实践性教学活动较少，因此教师在教学目标设计过程中很少涉及实践性教学目标的设计，并且学生很难将其在课堂学习过程中直接体现。STEAM教育理念下教学目标的设计注重学生实践能力的培养，主要侧重于学生的动手能力。而核心素养视域下，教师在进行STEAM教育教学目标设计时应该不断培养学生自主学习的能力、深入探究问题本质的能力和综合性解决复杂问题的能力。内化性、表现性和实践性教学目标之间层层递进，内化性教学目标是教学目标的基础，表现性教学目标是教学目标的核心，实践性教学目标则是教学目标的主体，内化性和表现性教学目标是实践性教学目标得以实施的条件。学生通过前期内化性情感升华，项目问题发现与信息整合，最终将借助数字化学习工具进行问题解决。教师根据学生生活经验创造真实的项目情景，推动学生进行多学科知识整合，并有效处理人、自然和社会三者之间相互的和谐关系。学生在学习过程中不是单个的个体，而是需要合作与分享，通过团队集体智慧进行问题剖析、思维辩证与创新，借助信息化工具依据现实条件进行问题解决方案的设计，在设计过程中学生不断进行模型实践，通过实践效果不断优化解决方案和模型[9]。值得特别注意的是，在项目实践过程中除培养学生创新思维能力和实践技能外，还要培养学生的强烈的社会责任感，使学生认识到任何问题的解决都是有利于社会与自然的发展，而不是以牺牲社会、自然环境为代价。核心素养要求学生参与社会实践、勇于探索与创新、善于技术运用，因此核心素养背景下STEAM教学实践教学目标的设计要鼓励学生通过问题解决可以主动参与到家庭、学校、社会生产、公益活动等劳动实践过程中去，具有改进劳动方式和提升劳动效率的创新意识和能力[10]。

二、教学内容的变革：从单一性项目到专题性项目

目前，很多K-12阶段的STEAM教学课堂都以项目问题为基础，以科学、技术、工程、计算机等学科知识为支撑，引导学生发现问题并解决问题，但是项目问题与问题之间缺乏紧密联系，导致学生无法进行深入的学习与探究。而基于核心素养的STEAM教育注重学生对项目问题的深度理解，要求学生综合能力全面提升，这就要求教师在选择教学内容上要丰富文史类课程知识，为学生创建更为饱满的问题情境，提升学生的情感体悟，帮助学生实现对知识的重组与改造，而不是使学生一味追求结论性知识，最终实现学生核心素养的提升。STEAM教学内容的选取来源于生活中的真实问题，就我国目前教育发展现状来看，STEAM教学课堂都是由教师自主选择教学内容、准备教学资源素材，甚至从教师角度发现问题并用凝练的语言告知学生，这样反而抑制了学生发现问题的能力。在整个K-12阶段，学生的生活经验、认知能力、思辨能力、时间分配等各不相同，教师在选择教学内容时要注意项目问题层层深化以及专题性内容的衔接，以使不同阶段的学生都能实现“最近发展区”的学习效果。这就要求教育工作者在选择与设计教学内容时，要注意教学内容的容量，提升学生的学习质量，引发学生进行深入的探究兴趣，提升自我效能感。从设计策略上讲，STEAM教学主题要以专题为单位，继而划分为不同子专题，这样不但有利于学生进行深入探究，学以致用，学会对比分析，还有利于学生探究时间的分配。为丰富教学内容，教师还需在每个专题模块增添人文、政治、历史、艺术等软文化知识，刺激学生的发散思维，了解国家人文历史，对国家发展产生认同感，同时艺术情感的升华有利提升学生审美情趣，鼓励学生参与到真实的社会实践过程，拉近学生与生活、社会之间的距离感，促使学生多元智能的发展。需要强调的是，核心素养背景下STEAM教育教学的课堂变革是开放性的，教师为学生创设良好的项目情境，允许学生发散思维的存在、提出质疑，而不是随时向学生抛出预设的问题，促使学生沿教师的思路进行问题探究，这样反而使学习失去了意义，导致学生学习兴趣降低和综合能力无法提升。相反发散、质疑思维下的学生想法奇特，问题千奇百怪，虽然与教师预设的教学结果相差甚远，但是却可以激发学生深入探究的兴趣，使学生经历思维质疑、发现和确定问题、解决问题的全过程，从而引发学生学习情绪高涨，问题解决方案花样百出，提升学生解决问题的能力和自我效能感。在合作学习过程中为完成共同的项目活动，学生之间需要进行多次的合作与分享甚至辩论，这就促使学生需全面了解问题，善于倾听和反思，从而产生新的思考，形成共同的见识，收获友谊。

三、教学方式的变革：从特定方式到多样化

教学方式的运用就是为达到预设教学目的，实现教学设计内容，运用恰当的教学手段而进行的[11]。无论是STEAM教育理念还是核心素养下的教育理念都强调学生的自主实践和教师的引导作用。从教学过程上来看，STEAM学习过程是一个循环的过程，即确定研究主题、发现问题、开发可能解决问题的解决方案、选择最佳方案、设计模型、测试评估、反馈优化解决方案。在这个学习过程中学生需要不断地进行信息提取与整合、产生质疑、提出问题、创新实践、反馈优化、发现新的问题。这需要教师在整个教学过程中充当引导者而不是决策者，教师为学生问题发现提供问题情境和数字化工具，及时了解学生项目解决的进程，而不是约束学生的思维，鼓励大家进行头脑风暴，适时为学生指正方向。因此，在STEAM教学过程中教师一般采用实践活动教学方式和任务驱动式教学方式。实践活动需要相应的教学情景，学生借助自身的生活经验、文化背景、信息资源进行分析问题和解决问题。在创新实践过程中学生可以根据对项目问题的理解，自主选择学习方法，与团队其他成员根据自身学习时间进行自主学习，并与他人分享经验，优化实践活动方案。而任务驱动式教学方式必须以实践活动为基础，学生必须确定问题，才能明确任务。在团队合作过程中，不同学生根据各自特征接受不同的任务类型，进而通过实践活动完成任务。核心素养背景下，要求学生在文化基础知识、自主发展和社会参与三方面综合发展，显然实践活动教学方式和任务驱动式教学方式无法全面提升学生的综合能力和核心素养。教师给学生提供情景化学习环境，为扩展学生知识贮备，正确认识问题本质，培养学生科学严谨的态度，养成健康的生活方式，在教学活动过程中教师会组织学生观看相关影视资料，参观博物馆、工厂车间，甚至邀请相关专业领域专家来学校讲座，帮助学生充分理解问题并丰富学生学习、生活经验，借助名人、专家的事迹，为学生树立榜样作用，激发学生的学习兴趣和深入探究的耐性[12]。STEAM学习过程是一个不断循环的过程，需要学生自主依据核心素养基本内涵不断进行方案优化和模型测试与评估，这就对学生的反思内省能力提出的高要求。反思内省是学生对自身、团队以及项目问题进行深度思考和认知的过程，在这一过程中往往会产生智慧的火花。学生根据社会文化知识在项目问题确定后，团队之间需要依据科学原理和人文情怀设想多种解决方案，通过论证选出最佳解决方案。确定解决方案后，学生根据方案进行模型设计与实施，在实施活动中学生会遇到各种问题，需要学生结合实际问题进一步查阅资料、确定问题的原因、优化设计方案。学生经历完整的学习过程，不仅是学习技能的提升，还有助于学生反思自身在学习活动过程中的优势和不足，积累学习与生活经验。

四、学习结果呈现形式的变革：从问题解决到内涵理解

美国教育心理学家加涅将学习结果分为言语信息、智慧技能、认知策略、动作技能和态度五大类。这五类学习结果互不影响，在任何科目都适用，并在我国教育中广泛使用。然而在我国传统教育中，学生的学习结果最终体现在书本知识和考试分数；21世纪初，教育理念发生极大变化，学生的学习结果不再仅局限于书本知识，还注重学生德智体美劳全面发展。信息化时代的到来，对人才培养提出了更高的要求的，学生学习过程中逐渐侧重于创新实践能力和合作能力的培养，以使学生适应社会发展的脚步。而STEAM教育注重学生的学习过程，学习结果主要体现在合作小组能否顺利解决问题，制作项目产品。在项目完成之后，教师组织学生进行小组汇报和检验工作。学生在学习过程中首先需要有步骤、清晰的设计问题方案和说明，以便同伴和教师理解；其次，学生根据解决方案通过与同伴的探讨和修订选出最佳方案，并进行模型绘制，对于模型重点部分需进行单独绘制；最终通过测试与评估优化解决方案和模型，将学习结果逐一向教师和同伴展示。简言之，STEAM教育下的学习结果必须是有形的、看的见的，主要检测学生之间的合作能力、创新实践能力以及发现、解决问题的能力。这将导致学生在整个学习过程中一味关注问题是否被解决，而忽视问题产生的背景以及项目产品的产生对社会与自然的影响。学习结果从表现形式来看，可以分为有形的和无形的两种。有形学习结果是无形学习结果的外在表现，无形学习结果是有形学习结果的根源，两者相互依存。核心素养背景下，既注重有形的学习结果，也注重无形的学习结果。学生通过对文化知识的学习，将课程整合知识巧妙地用于解决复杂问题，这需要学生具备良好的应对问题的心理素质和灵活的思维能力，进而将品格与能力体现在社会实践中，具备适应社会生存的能力，拥有健康的体魄。因此，核心素养背景下STEAM教育的学习结果要丰富有形的学习结果，扩充无形的学习结果。学习过程中，每个学生各有所长、项目主题不同，因此在学习结果展现形式可实现学生的个性化展示，例如：写作、海报、汇报演出、社会公益活动、项目产品等。为提升学生的社会责任感、国家情怀和人文修养，可以鼓励学生将学习中的体悟用写作的形式表选出来，从而帮助学生内化和反省，提高学生的表达能力；在学习兴趣的动力下，学生可以自由组合进行话剧演出，充分体验项目问题的情景，实现情感升华，提升学生组织、设计能力和艺术表达能力；项目产品的产生最终都将运用与生活中，教师引导学生参与家庭劳动、社会公益活动。五、教学评价的变革：从过程评价到发展性评价教学评价是检验教学目标、学生学习效果的重要指标，对整个教学过程起到诊断、调节和激励的作用，带有客观性、科学性、指导性和整体性。就我国目前基础教育课堂来看，教师一般采用统一的教学评价方式和标准对学生的学习过程和结果进行过程性评价和总结性评价，忽视了学生之间的个性差异，容易挫败学生的学习积极性和兴趣，评价结果无法准确起到反馈作用。随着STEAM教育理念在我国基础教育中的传播与实施，教学评价内容和方式都有所改善。在STEAM教育的教学评价过程中，STEAM教育注重过程性评价，而非结果性评价，评价结果由自我评价、组间评价、组内评价和教师评价四部分构成。值得注意的是，在进行教学评价时，教师会提前制定统一的评价量表，从学生问题识别、团队合作、创新意识与想象力、策略设计与论证、信息获取与运用能力五个模块进行评价设计，评价内容比较模糊笼统，无法评价学生的情感态度。而核心素养是关于学生知识、技能、情感、态度、价值观等多方面的结合体，在教学评价上指向过程，而非结果导向。因此，核心素养背景下STEAM教学评价需要在教学评价内容和方式上进行合理的变革，以促进学生的个性化发展，改善教学评价的反馈作用，最大的体现教学效能。在教学评价内容上，教师要关注学生的个性化成长，依据不同年龄阶段、不能层次的学生制定不同的教学评价内容，教学内容涉及学生问题发现、团队合作与分享、创新意识与能力、策略设计与实施、信息获取与运用、情感价值观和态度等多方面。对于量化性的评价目标切勿用模棱两可的词汇进行表述，需用量词进行表示。而对于像学生的态度、价值观等表现性教学评价，教师需要进行长期的观察，切勿通过一堂课、一件事就妄下结论。教师在教学过程中，可以为学生建立电子档案袋，将学生在每一个项目活动中的表现都进行记录、收集和整理，不仅可以记录学生存在的问题并加以改正，还可以在学期末对学生的变化进行系统性评价和反馈，尤其是学生在态度、情感价值观、人文素养等方面的评价会更为科学[13]。在教学评价方式上，依旧采用过程性评价和总结性评价相结合的方式进行评价。无论是核心素养还是STEAM教育理念都要求学生个性化发展，因此教师根据学生的特点选择合适的教学评价方式，例如访谈、写作等，通过恰当的评价方式了解学生思辨变化和整体发展状况。以往的STEAM教学评价都是将评价过程放在项目活动结束后进行，为促进学生的学习效果，可以在学习过程的不同阶段对学生进行评价，促进学生进行反思，反馈学习过程中存在的差异，学生通过与他人的对比与交流，更容易产生新的创新思维和优异的解决方案，激发学生学习动力。再者，学生的学习过程是动态发展的过程，教师为学生建立评价档案可以追踪学生学习行为变化，为学生核心素养发展提供客观依据，了解学生在学习过程中的问题并及时有针对性的提出建设性意见，提升学生的核心素养。

六、结语

课堂教学是教师与学生进行交流的主要场所，教师教学理念、教学方式、教学内容、教学目标等方面的变革都会对学生的成长起决定性作用。STEAM教育在我国K-12阶段的发展已成为必然趋势，但其终究是“外来”理念，无法实现与我国基础教育发展的无缝对接，我们需要对其教学课堂进行本土化改革。而核心素养就是针对我国教育国情而提出的新型教育理念，且核心素养与STEAM教育在本质上都是通过促进课程来提升学生解决问题的品格与能力，因此将STEAM教育依托核心素养为基础，可以有效促进STEAM教育在我国的发展，丰富STEAM教育理念，提升学生的核心素养，为国家发展提供综合型创新人才。

作者:袁磊 单位:广西师范大学