【STEAM教学活动设计实践应用案例分析8400字】

VIISTEAM教学活动设计实践应用案例分析目录TOC\o"1-3"\h\u25966STEAM教学活动设计实践应用案例分析 125834（一）教学活动设计 1281711.前期实践研究 1124402.活动主题设计 112562（二）教学活动实施 429043（三）教学活动评价 7236391.分析工具 78382.数据处理 8216573.实施效果分析 10（一）教学活动设计1.前期实践研究2019——2020年秋季学期，团队开展了四期STEAM课程，主题分别为《七彩音乐瓶》《有趣的泡泡》《光与影》《星空》。前期研究中的课程主题选择是基于市场上已经成熟的STEAM产品。在实践过程中发现，虽然产品可以帮助学习者准确的完成教师预设其实现的作品，但也由于产品的结构化程度较高，每一步骤都被设定得很详细，学习者在既定的教学活动中难以发挥其想象力和创造性，教学活动以作品是否呈现为结果导向，忽视了学习者在过程中的思考和创新，这与STEAM教育的初衷相违背。该前期研究为后期实验提供了一些经验，摈弃市场上成熟的教学用品，回归真实生活情境，从学习者生活中易得的物品出发开发课程、设计教学活动。教学活动的设计必须联系学生的客观世界，在真实情境中解决真实的问题，重视探究过程，把握也是STEAM教育的核心。2.活动主题设计小学一年级学生校内开设有科学课，国内STEAM教育在与学校的学科融合基础上发展，小学一年级的STEAM教学活动设计主题选择首先应该参照《义务教育小学科学课程标准》，《义务教育小学科学课程标准》[[]中华人民共和国教育部.《义务教育小学科学课程标准》[EB/OL][2017-02-06]/srcsite/A26/s8001/201702/t20170215_296305.html[]中华人民共和国教育部.《义务教育小学科学课程标准》[EB/OL][2017-02-06]/srcsite/A26/s8001/201702/t20170215_296305.html表2《义务教育小学科学课程标准》物质科学生命科学地球与宇宙科学技术与工程通过观察，描述物体的轻重、薄厚、颜色、表面粗糙程度、形状等特征。根据物体的外部特征对物体进行简单分类。知道动物和植物都是生物。描述太阳每天在天空中东升西落的位置变化；描述怎样利用太阳的位置辨认方向。知道植物、动物、河流、山脉、海洋等构成了自然世界，而建筑物、纺织产品、交通工具、家用电器、通信工具等构成了人工世界。知道我们周围的人工世界是由人设计并制造出来的。辨别生活中常见的材料。说出生活中常见的动物的名称及特征。说出动物的某些共同特征。描述一年中季节变化的现象，举例说出季节变化对动植物和人类生活的影响。体会生活中的科技产品给人们带来的便利、快捷和舒适。观察并描述水的颜色、状态、气味等特征。说出周围常见植物的名称及其特征。描述月相的变化现象。认识周围简单科技产品的结构和功能。知道有些物质能够溶解在一定量的水里，如食盐和白糖等；有些物质很难溶解在水里，如沙和食用油等。说出植物需要水和阳光以维持生存和生长。知道太阳能够发光发热，描述太阳对动植物和人类生活有着重要影响。认识常见工具，了解其功能。使用工具对材料进行简单加工。描述肉眼观察和简单仪器观察的不同。观察并描述空气的颜色、状态、气味等特征。举例说出动物可以通过眼、耳、鼻等感知环境。知道有阴、晴、雨、雪、风等天气现象。利用提供的材料和工具，通过口述、图示等方式表达自己的设计与想法，并完成任务。使用前后左右、东南西北、远近等描述物体所处位置和方向。识别眼、耳、鼻、舌、皮肤等器官描述天气变化对动植物和人类生活的影响。对自己和他人的作品提出改进建议。知道推力和拉力是常见的力。知道力可以使物体的形状发生改变。观察并描述周围的土壤上生长着的植物和生活着的动物。列举生活中常用的不同外形的磁铁。描述磁铁可以直接或隔着一段距离对铁、镍等材料产生吸引作用。知道指南针中的小磁针是磁铁，可以用来指示南北。说出人类生活离不开动植物的一些实例，初步树立珍惜动植物资源的意识。说出磁铁总是同时存在着两个不同的磁极。知道相同的磁极相斥，不同的磁极相吸。《义务教育小学科学课程标准》只包含了STEAM教育中“科学（S）”的相关内容，进行STEAM主题设计时仅作为部分参照，主题设计应综合考虑兼顾到其他各学科，在《义务教育小学科学课程标准》中挑选适和融入技术、工程、人文、数学等学科的内容进行设计。从教学对象上设计STEAM主题，教学对象是身处G省的一年级小学生，中国传统文化在教学对象的日常生活比较常见，学习者会产生更多的熟悉感和认同感。故从G省日常生活中会涉及到的衣、食、住、行等大方向进行STEAM主题筛选，这样STEAM主题才能联系教学对象的真实生活，STEAM教学活动中贯彻STEAM理念，使学习者将生活和学习联系起来，通过学习在真实世界中提出问题并提出解决策略。由于课程教师为教学技术学专业研究生，以往经历中未对传统文化有深入了解，所以在教学活动设计之前教师团队需要先找文化传承人深入了解文化和工艺，对课程内容学习了解，才能后续通过主题内容进行教学活动设计，图4即为教师团队去寻访夹染、扎染文化传承人的现场实况。图4寻访文化传承人（二）教学活动实施STEAM教学活动在2020——2021学年秋季学期的每周六进行，教学对象在符合年龄学段的小学生中随机选择，每次课的学生数为7、8人左右，不同课时因个别学生的特殊情况可能会有一两人人数的波动，基本上每个课时能保证男生3人，女生4人。每堂课的时间设计为40分钟，时间安排在下午15:00——16:00。一堂课通常有一位主讲教师，三或四位助教，均为教育技术学学术型博士研究生或硕士研究生，博士研究生组织课程的备课、磨课，协商制定教学计划和开发课程资源。由于该课程的这几位教学对象均参与了STEAM课程的前期实践研究，教师对学生的认知水平和性格特征有了基本的了解。课程的授课场所将课桌椅以圆桌的形式摆放，利于学生的小组合作和交流。在教学过程中，教师使用触摸式一体机辅助授课，教师既担当教学设计者和课程的实施者，又担当教学研究者进行数据收集和分析。表3课堂实施实况时间项目内容课堂实况2020年10月25日&11月1日《风车》2020年11月15日《剪纸》2020年11月29日《扎染》2020年12月5日《夹染》2020年12月19日《铜鼓》2020年12月26日《立体剪纸》2021年1月10日《风雨桥》（三）教学活动评价1.分析工具国内外有很多用于课堂视频分析的工具，例如现代化学课堂的互动分析系统（3C-FIAS）、基于教学活动的课堂教学行为分析系统（TBAS）、弗兰德互动分析系统（FIAS）、言语互动分析系统（VICS）、基于信息技术的互动分析系统（ITIAS）等，这些工具各自有不同的分析维度和采样方法，但大多数都先从“教师”和“学生”的维度进行划分。采样方法多以3秒为频率对课堂实录进行采样，进行矩阵分析，缺点是以3秒为间隔对课堂实录进行定时采样，但这样也会造成教学行为分析的不连续性，有代表性的非语言行为可能在分析中被忽略。Nvivo是1981年LynRichards教授开发的一个质性分析工具，[[]RichardsLYN.UsingNvivoinQualitativeResearch[M].London:SAGEPublicationsLtd,1999:55-56.][]RichardsLYN.UsingNvivoinQualitativeResearch[M].London:SAGEPublicationsLtd,1999:55-56.本研究利用Nvivo对课堂实录进行质性研究以评价教学活动的效果，利用Nvivo进行分析的研究过程主要包括转录课堂视频文本、设置节点、统计分析数据及将数据结果可视化等。2.数据处理本研究通过视频分析技术来评测教学活动设计环节是否合理，参照的编码体系是来自于顾小清教授的《基于信息技术的互动分析编码系统ITLAS》，该编码系统以目前国外较具有代表性的编码体系——弗兰德提出的互动分析系统FIAS[[]顾小清,王炜.支持教师专业发展的课堂分析技术新探索[J].中国电化教育,2004(07):18-21.[]顾小清,王炜.支持教师专业发展的课堂分析技术新探索[J].中国电化教育,2004(07):18-21.本研究评价的对象是小学低年级STEAM教学活动的有效性。教学活动包括教师的“教”与学生的“学”两方面，故评价内容也应该包括教师和学生。教师和学生分别包括了“语言”和“行为”维度。在上述章节中基于活动理论构建了教学活动设计的框架，并实际进行了7堂STEAM课程。从教学活动设计框架出发，结合STEAM教育的内涵和特点，根据小学低年级STEAM教育的特点及本研究的研究目的对ITLAS编码系统做些许更改。经过修改后的编码系统如下表所示：表4小学低年级STEAM教学活动设计编码系统分类编码表述内容教师语言1教师接受情感以一种不具威胁性的方式，接纳学生的态度或情感的语气2教师鼓励表扬称赞或鼓励学生的动作或行为3采纳意见承认学生的说法；修饰或重述学生的说法；应用它去解决问题；与其他学生的说法相比较；总结学生所说的4提问开放性问题以教师的意见或想法为基础，询问学生问题，教师可以预设答案的方向，但学生的答案是不确定的5提问封闭性问题以教师的意见或想法为基础，询问学生问题，但答案是确定的6讲授就内容或步骤提供事实或见解；教师表达自己的观念，提出自己的解释，或者引述某位权威者（而非学生）的看法7指示指令或命令学生做某件事情，此类行为具有期望学生服从的功能8批评以严厉命令的语气纠正学生行为规范控制课堂正常秩序学生语言9应答（被动反应）（对编码4的反应）学生为了回应教师所讲的话。教师指定学生回答问题，或是引发学生回答，或是建构对话情境学生自由表达自己的想法是受到限制的10应答（主动反应）学生的回答超出了问题的答案，表达自己的想法；引发新的话题；自由地表达自己的见解和思路，如提出具有思考性的问题、开放性的架构11主动提问主动提出问题，自由地表达自己的的见解12与同伴谈论讨论、交流看法沉寂13无助于教学的混乱暂时停顿、短时间的安静或混乱，以致于观察者无法了解师生之间的沟通14思考问题学生思考问题学生行为15动手操作学生动手进行实际操作16暂停学习过程在学习过程中碰到困难或是别人同学已经完成，学生选择不继续进行作品制作17协作学习同伴之间在教师指令或者主动情况下进行协作或者互助的行为18学生展示作品并进行语言或操作性描述在阶段性操作或者总结性操作之后学生针对自己的作品或者操作过程进行演示以及语言描述的行为教师行为19教师操纵技术教师使用技术来呈现教学内容和观点20教师操作示范教师在讲授过程中加以行为操作示范21教师指导在学生实践中给予一定的帮助与支持，包括主讲教师和助教针对上表根据ITLAS做出的更改和补充做如下说明：（1）将“语言”和“行为”区分开来，STEAM教学活动中教师和学生都有很多动手实际操作的部分，教师示范，学生模仿创造，都需要通过动手去将最后的产品呈现。并不同于传统课堂中“语言”为主的教学方式，为了将教学活动的特点更好的表现，在ITLAS中加入“教师行为”和“学生行为”编码指标。（2）对开放性问题和封闭性问题做明确的界定。问题设计在STEAM教学活动设计中十分关键。开放性问题和封闭性问题在一堂课中需要搭配使用，本研究中将开放性问题定义为“以教师的意见或想法为基础，询问学生问题，教师可以预设答案的方向，但学生的答案是不确定的”，将封闭性问题定义为“以教师的意见或想法为基础，询问学生问题，但答案是确定的。”如“风雨桥的主要结构包括什么呢？”“桥、亭、塔。”这就是一个封闭性问题。封闭性问题主要运用在与科学原理、概念和客观事实情况等相关部分。（3）删除ITLAS中“做练习”“学生操纵技术”“技术作用学生”等三个二级指标。“做练习”在小学低年级STEAM课堂上几乎没有，小学低年级学生还不能完全识字，尽量毕竟以文字的呈现方式去面对学生。“学生操纵技术”也一样，小学低年级学生在STEAM教学活动中几乎没有运用技术的环节。“技术作用于学生”和“教师操纵技术”是同一时间在不同对象上发生的动作，教师操纵技术时，技术就作用于学生，且教师操纵技术在整个STEAM教学活动设计中并不是重要的部分，故删除“技术作用于学生”这一二级指标。（4）在“教师行为”中加入了“教师操作示范”、“教师指导”两个二级指标；在“学生行为”中加入了“学生动手操作”“暂停学习过程”“协作学习”“学生展示作品并进行语言或操作性描述”等四个二级指标。“教师操作示范”“学生动手操作”是每一个STEAM教学活动的初始环节，小学低年级学生主观意识上并不会刻意要求自己进入教学活动，必须通过教师的示范，学生模仿开始逐步进入教学活动中。所以“教师操作示范”和“学生动手操作”是每一个教学活动都会存在的。“教师指导”主要指学生在进行制作时，对学生碰到的困难给予帮助和支持。“暂停学习过程”是指学生放弃继续制作作品的行为，小学低年级学生主观上克服困难的意识比较弱，STEAM课堂在周末也以一种较为轻松的方式进行，学生在学习过程中碰到困难，或者发现班上已经有同学将成品完成，就容易放弃继续制作，这是教师应该及时关注并给予鼓励和支持。“协作学习”是STEAM教学活动设计中的一个重要评价指标，STEAM教学活动设计强调在情境中学习，情境学习强调学习不是个体发生的行为，是在群体的交互中产生的行为。“学生展示作品并进行语言或操作性描述”主要指学生最后的展示交流环节，学生作品完成，在其他同学面前分享并进行语言或者操作上的分享与讲解，可以看出学生对作品的了解程度及制作思路，这是评价学生学习过程的一个重要指标。3.实施效果分析根据4.3.2的编码系统从教师语言、学生语言、学生行为、教师行为、沉寂五个维度对7个样本课堂视频进行编码数据分析，统计了每一行为编码次数和其占总次数的比，在同一时间，教师和学生都在产生着语言和行为，所以同一时间可能不止产生一个编码节点。得出以下结果，如表5、表6。表5小学低年级STEAM教学活动设计分析结果编码表述课程名称《风车》《剪纸》《扎染》次数占比次数占比次数占比1教师接受情感323.65%678.31%546.20%2教师鼓励表扬252.85%293.59%323.68%3采纳意见283.19%253.10%222.53%4提问开放性问题30.34%101.24%80.92%5提问封闭性问题738.32%577.07%667.59%6讲授13215.05%11414.14%11813.56%7指示11212.77%8210.17%9811.26%8批评10.11%0010.11%9应答（被动反应）10111.52%809.93%556.32%10应答（主动反应）60.68%101.24%70.80%11主动提问10.11%20.24%20.23%12与同伴谈论70.80%101.24%192.18%13无助于教学的混乱111.25%232.85%293.33%14思考问题20.23%40.50%131.49%15动手操作13014.82%11213.90%10011.49%16暂停学习过程353.99%141.74%131.49%17协作学习70.80%101.24%80.92%18学生展示作品并进行语言或操作性描述262.96%323.97%617.01%19教师操纵技术161.82%121.49%80.92%20教师操作示范687.75%607.44%9010.34%21教师指导616.95%536.58%667.59%总计806187019201表6小学低年级STEAM教学活动设计分析结果编码表述课程名称《夹染》《立体剪纸》《铜鼓》《风雨桥》次数占比次数占比次数占比次数占比1教师接受情感616.63%445.55%313.26%161.82%2教师鼓励表扬454.89%263.28%576.00%323.64%3采纳意见293.15%283.53%414.32%293.30%4提问开放性问题222.39%182.27%171.79%283.18%5提问封闭性问题535.76%465.80%596.21%718.07%6讲授12213.26%11114.00%14014.74%12514.20%7指示11512.5%9712.23%677.05%14916.93%8批评000000009应答（被动反应）495.33%567.06%10010.53%9110.34%10应答（主动反应）222.39%50.63%101.05%161.82%11主动提问20.22%30.37%20.21%30.34%12与同伴谈论252.71%121.51%80.84%101.14%13无助于教学的混乱657.07%192.40%282.95%121.36%14思考问题80.87%111.39%20.21%50.57%15动手操作11912.93%9311.73%13113.79%10511.93%16暂停学习过程80.87%111.39%70.74%50.57%17协作学习111.19%81.01%50.53%111.25%18学生展示作品并进行语言或操作性描述242.61%384.79%555.79%283.18%19教师操纵技术111.20%222.77%272.84%192.16%20教师操作示范869.35%789.84%10811.37%718.07%21教师指导434.67%678.45%555.79%546.14%总计9201793195018801（1）教师语言分析从7个课例中教师语言的总占比来看，教师语言依然在课堂占有很大的比重，主要还是依靠教师通过语言来组织课堂，7堂课《风车》、《剪纸》、《扎染》、《夹染》、《立体剪纸》、《铜鼓》、《风雨桥》中教师语言分别占比46.28%、47.62%、45.85%、48.58%、46.66%、43.37%、51.14%，均在50%左右。虽然STEAM教学在尽量弱化教师的位置，发挥学生的主体性地位，但是仍然需要教师通过语言进行课堂组织，尤其对象是小学低年级学生，在课堂上教师不停地用语言去提醒他们课堂任务和流程。STEAM教学活动设计中尽量避免讲授式教学，但是教学场地仍然是学生坐在桌子前听教师讲的方式，一些科学知识概念的传递中只能使用讲授式教学，受限于这些因素，所以教师语言在整堂课中还是比重较大。从表5、表6中可以看出，“批评”在7堂课中几乎都是没有的。在开放性问题和封闭性问题的占比中，封闭性问题的比率在7堂课中都远远大于开放性问题的占比，这是值得改进的。优秀的教学视频中教师行为多集中在教师提出开放性问题并与学生交流沟通，做出展示几个方面，虽然这并不意味着整堂课的问题都需要是开放性问题，教师语言在于在适当的时候提出有效的问题，有时需要开放性问题，有时需要封闭性问题，开放性问题和封闭式问题需要在课堂中均占有一定的比例。“讲授”在7堂课中均占比15%左右，该编码系统中的“讲授”包括了教师使用引导性语言去带领学生思考问题、解决问题。“教师接受情感”“教师鼓励表扬”“采纳意见”等三个二级指标在每堂课中的占比波动比较大，这是和每堂课主讲教师的教学风格紧密相关的，总体来看，女教师更倾向于回应学生的任何想法，男教师更倾向于按照教学流程继续下去。（2）学生语言分析7堂课中学生语言均占比10%左右，《风车》、《剪纸》、《扎染》、《夹染》、《立体剪纸》、《铜鼓》、《风雨桥》中学生语言分别占比13.11%、12.65%、9.53%、10.65%、9.57%、12.63%、13.64%，学生展示交流分享作品的那部分学生语言归类到了“学生行为”中。学生语言在于能够清楚表达出自己的想法与思考，并将其传达给同伴。在学生语言中，通过观察课堂视频发现，小学低年级学生充满想象力，他们的语言往往会不在预设中，这些不在预设中的语言有时对推进课堂教学有帮助，而有些是无效的。学生的主动反应比例远远低于被动反应，主动提问的比例也很低，产生这一问题的原因是多方面的。一是学生在学校授课中更习惯于“教师问学生答”的方式，每周仅仅40分钟的STEAM教学要改变这一习惯是不容易的；二是教师的STEAM教学经验欠缺，尤其是针对小学低年级学生的教学经验不足，不容易激发起学生主动反应的愿望。虽然教师团队在每一次课前都希望激发学生更多的主动反应，但是在实际课堂教学中，学生是否主动反应和当下的环境、学生性格、教室气氛等很多不可控因素相关，需要教师有更强的教学把握能力才能实现。“与同伴谈论”这一指标的占比和教学活动的内容有关，在《风车》《剪纸》》《铜鼓》等课程中，“与同伴谈论”的比例较低，因为这些教学活动都是可以个体完成的，而在《扎染》《夹染》等不能通过个体完成需要合作完成的课程中，“与同伴讨论”的比例就稍高一些。（3）教师行为分析教师行为包括了“教师操纵技术”“教师操作示范”“教师指导”，7堂课《风车》、《剪纸》、《扎染》、《夹染》、《立体剪纸》、《铜鼓》、《风雨桥》中教师行为分别占比16.52%、15.51%、18.85%、15.22%、21.06%、20.00%、16.37%。“教师操作示范”是每堂课都有的，对于小学低年级教学对象来说，教师的示范是关键的，不然学生根本不知道如何开始入手，所以“教师操作示范”是“教师行为”中占比最大的一个指标。“教师操纵技术”是引用了ITLAS中的说法，其实主要指教师利用触摸式一体机对课堂流程的导入和提示。“教师指导”出现在学生制作作品时，当学生由于年纪太小而无法独自完成某些技术要求时，教师需要指导。比如在《风雨桥》教学活动设计中，刻度尺的