信息技术支持下中小学STEAM学习资源库的建设研究*

张秋月 王 淼 于江涛

（通化师范学院 传媒学院，吉林 通化134002）

一、中小学STEAM学习资源库建设的意义

STEAM 教育是一门集科学、技术、工程、艺术和数学于一体的综合性教育[1]。2014年，格雷特·亚克门教授到我国发表教育主题演讲，将STEAM 教育向中国推广，为我国基础教育改革与发展提供了新的方向。目前，我国部分中小学开展了STEAM 教育，但没有将STEAM 教育纳入正规的常态教学，STEAM 课程通常以社团和选修课的形式出现。多学科深度融合的STEAM 教学需要跨学科的、多元化的综合型学习资源支持，但我国中小学开展的STEAM 教学所需的教学资源主要依赖于校外培训机构或者互联网中的免费资源，没有完善的学习资源库支持的STEAM 教育必然会发展缓慢。在此背景下，如何有效地构建、管理和发展中小学STEAM 学习资源库，最大限度地发挥学习资源的有效性来满足STEAM教学的需求，提升其教学质量与效率，具有重要的研究意义。

二、信息技术环境下建设中小学STEAM 学习资源库的优势

随着云计算、大数据、3D 打印、VR、人工智能等现代信息技术在教育教学中的广泛应用，使得中小学STEAM 学习资源库的建设向数字化、智能化、共享化、多元化的方向发展。

1.虚拟现实、3D打印等技术丰富了学习资源的呈现方式

传统学习资源大多以纸质媒介为主，信息呈现方式较为单一。在信息技术支持下开发的数字化学习资源不仅有文本、图片等静态的内容呈现方式，还有音频、视频、动画、3D 打印等视听刺激上的动态内容呈现，以及虚拟现实技术带来的沉浸式学习体验，在信息技术的支持下，学习资源能够以数字化、多元化、多样化的形式呈现出来。

2.网络技术实现了优质学习资源的跨时空共享

网络技术将教育资源连成了信息海洋，学生可以利用网络的搜索功能，根据自己的需求收集与STEAM 学习相关的信息。同时，移动互联网的接入使学习资源的获取在一定程度上摆脱了时间和空间的限制，智能手机、平板电脑等移动终端也成为获取学习资源库信息的便捷工具，大大提高了优质资源的共享性。

3.大数据技术提供了高效的数据处理方式

大数据技术是指在有限的时间期限中运用计算机软件进行信息的获取、分析与处理的系统性过程[2]。中小学STEAM 学习资源库的建设及后期维护管理等工作都需要进行用户数据分析与处理，大数据技术可以提供更高效、准确的数据处理方式，用户在使用学习资源库时也可以利用大数据技术进行信息的检索与加工。

4.超文本结构组织学习资源有利于培养学生的信息素养

信息技术作为建设STEAM 学习资源库的支撑环境，可以将资源库的信息内容采用超文本结构进行组织，有利于学生进行自主探索，培养其发散思维和创新思维。同时，学生接触到丰富信息资源的同时开阔了视野，对所获取信息进行分析处理和评价，在根据学习需要加以利用的过程中，锻炼和发展了学生信息获取与处理的能力，学生的信息素养得到了充分的提升。

三、中小学STEAM学习资源库的开发原则

1.注重多学科的交叉融合

STEAM 教育最突出的特点就是跨学科性，中小学STEAM 学习资源库的建设应注意相关课程学习资源的横向和纵向维度的交叉融合，建立起多学科之间的联系。同时，教师也应加强对学生跨学科素养的教学，积极组织涉及多学科知识的综合型学习活动，鼓励学生从多学科角度解决问题，培养跨界思维。

2.支持创新创造学习

创新素养是学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的创新品格和创新能力[3]，在中小学教育中，STEAM 教育是一条重要而有效的途径，可以支持创新创造的学习以培养学生的创新素养。因此，学习资源库的建设要考虑资源的内容、类型能够支持学生开展创新创造学习。学生可以通过对资源的有效利用，整合科学、技术、工程、艺术和数学等多学科知识，经由实践解决现实问题、进行创新设计，不断培养和提升创新素养。

3.满足高阶思维的培养

学习者在学习活动中表现出来的问题解决能力、创造性思维和批判性思维即为高阶思维[4]。在信息技术环境下，设计满足高阶思维培养的中小学STEAM 学习资源应该注重案例资源的重要性，涉及多学科知识的综合型案例可以为学生设计问题和解决问题方案提供有价值的参考，学生通过对比、模仿和迁移，最后习得学习经验。同时，资源的组织形式要符合中小学学生的思维特征，并且围绕STEAM 教学活动主题提供学习支架，让学生可以利用丰富的学习资源，通过搜索、分析、筛选、整理和评价等方式从中找到解决问题的方法。

四、中小学STEAM 学习资源库建设的主要内容与途径

1.学科基础知识资源库

中小学生在开展STEAM 学习时，需要整合科学、技术、工程、艺术、数学等多学科的知识来解决问题，学科基础知识资源库包括五个学科的基础知识，并将不同学科间的关联知识用思维导图的方式呈现出来，避免学生局限于单一学科知识的学习。这类资源库的建设途径可以由校内优秀的学科教师自主研发，或者多校共同研发，即多个学校的同学科教师共同研发，并共享研究成果。

2.创客产品资源库

创客教育，是为解决中小学教育体制中创新能力培养不足等问题而将创客理念引入中小学教育体系中，实施一系列关于创新动手技能训练的综合课程[5]。创客教育与STEAM 教育的融合，使得学生在教师的引导与帮助下，充分发挥自己的创新创造思维，自己动手设计制作出具有创意的学习作品。创客产品资源库主要集中一些典型创客产品实例及其创意制作过程，为中小学生提供创意产品的来源与设计思路、制作过程等。这类资源库的建设途径可以采用多元引进开发模式，在最大范围内引进校外优秀的创客产品以供学生学习参考。

3.主题项目资源库

建构主义提倡为学习者创设真实的问题情境，基于主题项目的学习是为了解决生活中真实存在的问题，中小学生可以利用主题项目资源库搜索类似问题的相关信息，通过对比分析设计出可行的解决方案，方案再经过实施与评价，得出最优的解决方法。多元引进模式最适合这类资源库的建设。

4.Scratch创意编程资源库

编程教育作为培养信息时代社会个体基本素养的重要途径，在全球范围内得到了高度重视与广泛普及[6]。以STEAM 教育理念为指导，开发面向STEAM 教学的Scratch 创意编程资源库，可以为中小学生提供简单易学的图形化编程工具，进一步运用各学科知识进行创新创造学习。这类资源库可以采用“公建众享”开发模式，即由政府通过国家财政拨款提供建设资金主导组织建设，建设后的资源库原则上不加限定地供人民广为享用[7]。这一模式有两大明显特征使其区别于其他开发模式，也优于其他开发模式，一是可以在更大范围内选择最优秀、最合适的研发人员，从建设团队的专业性上确保资源建设的质量；二是开发的资源可以供全国、乃至世界各地的人使用与分享，实现真正意义上的众享，大大提高了资源库的建设与应用绩效。

5.虚拟仿真资源库

虚拟仿真资源库的建立，主要为学生提供STEAM实验课的学习资源，创设模拟日常生活中真实情境的虚拟场景，如化工实验室、人体解剖结构、太空舱环境、远古恐龙时代等，为师生提供真实生活情境下的学习体验。资源库的建设可以利用VR（虚拟现实）技术来实现，也可以利用Flash、3ds Max 等软件创建相应的虚拟学习资源。这类资源库的建设可以采用校企合作研发，技术层面工作由校外企业负责，学校则负责提供资源库建设的具体要求以及教学方面的支持。

五、小结

在信息化浪潮下，中小学STEAM 学习资源库的建设与开发要能够充分运用信息技术的优势，依托移动互联网及各种移动工具，将云计算、大数据、VR、人工智能等技术结合在一起，开发出能满足STEAM 教学的综合型系统化资源，为中小学师生获取优质资源提供多元化的途径，保证师生们能够公平、公正地享受优质教育资源。