STEAM教育理念下立体化教学研究

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摘要：通过分析steam教育与传统教育的异同，总结STEAM教育立体化教学特点，以产品设计专业课为例，从课程内容、教学方法、教学实施与评价等方面开展了STEAM理念下的立体化教学改革与实践活动，有利于培养学生独立探索的科学精神与素养。

关键词：立体化教学；STEAM教育；产品设计；陶瓷新技术与应用

世界各国大学教育实践中，培养全面发展且具有综合素质的专业人才成为基本取向和价值追求。2013年，美国提出STEAM教育理念，与传统单分科教学不同，它是一种全新的注重多科综合、强调独立探索、主动式学习过程的教育理念。科学（Science）、工程（Engineering）、技术（Technology）、艺术（Arts）与数学（Mathematics）是STEAM教育的五个方面内容，它有效地提升了学生的知识学习与应用能力。

1STEAM教育与传统教育的异同

系统的分科教育（SubjectEducation）于19世纪确立，中国借鉴了前苏联教育模式，对数理化等课程进行单独授课，这种教育模式有助于基础知识的学习。20世纪以来，STEAM教育理念兴起，它与分科教育理念不同，主要培养学生的知识应用能力，是从学科教育（DisciplineEducation）角度实施的综合教育，注重构建学生的科学素养、技术素养、工程素养、艺术与数学素养，注重塑造实践能力与知识运用能力。由此可见，STEAM教育过程，不仅是跨多学科的“发现—解决问题”式教育，而且为学生提供了STEAM所含多学科交叉场景及项目式的全方位教学的过程，进而使其具有鲜明的立体化教学特点。

2STEAM教育的立体化教学特点

2.1立体化教学资源

立体化教学资源是指包括立体化教材在内的多种与STEAM教育相配套的出版物的集合。立体化教材是STEAM教育开展的前提，它是基于多媒体与信息网络技术，以纸质教材为基础，面向学习过程与研究实践，它是一种结合了多种教学资源和服务的综合资源库，是对纸质教材的有益补充，是实现信息化、网络化教育的关键要素。立体化教材是STEAM课程实施立体化教学的基础，是以多种教学资源开发为前提的一体化教学解决方案。它不但满足了教师和学生的教育学习需要，而且建立了师生交流平台，整合了优秀的教育资源，例如多媒体课件、电子教案、电子习题、设计素材库与工具资源库等。

2.2STEAM教育师资队伍

高素质的教师是实施STEAM教育理念改革的中坚力量，他们不但是教学活动的组织者，还是科学技术的引领者，直接决定着教学改革的深度和高度。根据中国教育科学研究院的《中国STEM教育2029创新行动计划》（下简称“行动计划”），国家在培养STEAM教育生态系统中，特别重视师资力量，通过建设师资培养平台帮助教师累积STEAM学习经验，提高关于STEAM教育的本质认识和科学素养，提倡教师们突破学科之间的界线，主动地将STEAM教育融入课堂教学中。STEAM教育教师使用跨学科的方法解决现实世界的问题，培养学生应用多学科知识解决实际问题能力。STEAM教育教学团队应由不同专业知识背景的教师构成，多学科师资力量的交叉是创新教育的源泉，这将有利于培养学生的创造性思维能力、创新能力和动手实践能力。

2.3立体化教学手段

开放式课程是一种立体化教学手段，学堂在线、中国大学MOOC、爱课程、超星等开放式课程与国家精品课程平台面向公众开放，这为社会教育提供了广阔的资源空间，是高等教育的有效延展。大量的教学视频、电子图书、电子教案等多媒体技术的应用是对传统教学手段的有益补充，不但能够促进知识传播与社会实践，而且优化了教育资源，提高了教学质量与教育资源利用率，促进了教学改革。翻转课堂、讨论式教学是STEAM教育的特色，学生利用课程资源，线下完成自主学习，发现问题，并在课堂上通过有效地讨论获得启发，课下针对教师同学反馈，研究出问题的解决方案。

3本系STEAM教育的立体化教学改革实践

“陶瓷新技术与应用”课程是产品设计专业课，在第六学期开设。它的实践性强，授课教师课程资源累积丰富，具有开展STEAM教学改革的客观条件，这将有利于研究STEAM教育的新思想、新经验，进一步提升设计教学质量。

3.1课程特点

“陶瓷新技术与应用”课程注重实践，所开展的立体化教学是以课程内容与理论体系为基础。通过课程的学习，学生应掌握陶瓷产品的设计方法与打样制作方法，自觉应用设计理论指导实践过程。课程强调想象力与创造力结合，应用陶瓷3D打印技术，经过计算机辅助设计、切片处理、陶瓷3D打印机坯体成型、干燥、施釉、烧成等阶段，完成陶瓷产品打样。

3.2授课团队与课堂教学

“陶瓷新技术与应用”课程教学团队由美籍专家与本校专家组成，外籍专家主要负责STEAM教育理念与前沿概述，指导设计实践过程；本校专任教师负责实施立体化教学，组织学生课堂讨论。学生在课程学习过程中，会涉及到设计学、社会学、色彩学、心理学、形态学、机械工程学、经济学、材料学等多学科知识，教师采用启发式教学、开设专题知识讲座、组织分享讨论等形式开展教学，淡化权威意识，使学生从被动地接受知识，变为主动地探索发现知识。美国佛罗里达大学艺术学院安娜教授讲解如图1所示。

3.3实践性教学

课程的展开面向实际问题，一些问题来源于设计竞赛，这种实践性教学环节强化了学生的动手能力，是将已掌握的理论用于设计创作的实操过程。课程要求学生的学习从概念设计做起，经过不断修正、改良，确定最终方案，在这漫长的学习与设计过程中，依靠教师的立体化教学，通过多种形式的启发与互动，应用已掌握设计调查的方法，独立地发现问题，分析问题，创造性地解决问题。从课程内容及教学实施情况来看，学生设计综合能力的提升，显现出教师立体化教学的有效性，这与STEAM教育理念完美契合。

3.4评价

课程教学是以设计学学科教育为目标的改革实践，课程的组织形式与传统分科教学不同，它强调对陶瓷3D打印知识的理解与应用，强调技术、工艺与设计、艺术之间的多科关联。在具体立体化教学实践过程中，STEAM教育以基于现实的设计课题或竞赛课题为评价目标，学生在教学过程中，不断地发现设计研究热点，评估自身设计研究兴趣与课题作业之间的关系，拓展自身经验并学习新技能，无论从课题设计研究的深度和所涉及学科的广度，都更加深入细致地针对跨学科知识和技能进行综合评价。设计竞赛等虚拟课题有效锻炼了学生的创新创业能力，实际课题则会调动学生设计积极性。在评价学生作品时，与传统考试等结果方式不同，教师评价转为探索研究的设计过程评价方式。总之，“陶瓷3D打印技术与应用”课程教学是STEAM教育理念引导下的立体化教学实践，中外导师构成的课程教学团队扩增了人文交流，具有丰富实践经验与技术的教师是课程改革的有力保障，学生与教师、学生与学生之间的教学互动过程有助于培养学生面对挫折的分析力、解决实际问题能力、创新创业能力、团队协作能力与批判性思维。

4结论

分数不是中国教育的终点。培养学生健康成熟的人格、善于独立思考的品质，既有科学素养，又有人文精神，这才是教育所肩负的一项重要使命。STEAM教育作为对传统分科教育的有益补充，它使得学生从“基础”走向“综合”，从“动脑”走向“动手”，从“理论”积累走向“实践”评价。STEAM教育理念下的立体化教学改革实现了从“教师授课为主”向“学生实践为主”的教学方式转变。它注重学生个性化发展，不但有利于学生将晦涩难懂的纯理论知识主动地转化为贴合实际的实践类过程知识，而且对实现现代化教学、整合教学内容、优化教材质量、提高学生学习兴趣和自主学习能力意义重大。

作者：张明春 杨玲 孟金磊 张蕊 单位：景德镇陶瓷大学设计艺术学院