STEAM教育理念下翻转课堂教学模式研究与实践

摘  要：“互联网+”、人工智能时代对高职人才的培养提出了更高的要求，尤其是复合型和创新人才的培养。STEAM教育正是培养综合型和创新型人才的教育。文章首先阐述了STEAM教育的内涵，然后从课前、课中、课后三个阶段构建了基于STEAM教育的翻转课堂教学模式，最后将STEAM教育理念融入到动画设计与制作课程翻转课堂进行实践教学。

关键词：STEAM教育;翻转课堂;教学模式

中图分类号：G434      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）05-0173-03

Research and Practice of Flipped Classroom Teaching Mode

under STEAM Education Concept

——Taking the Design and Production of 2D Animation in Higher Vocational Education as an Example

GONG Yunfei

（School of Electronics and Information Engineering，Heyuan Polytechnic，Heyuan  517000，China）

Abstract：The “internet plus” and AI era raise higher requirements for the cultivation of higher vocational talents，especially the cultivation of compound and innovative talents. STEAM education is the education of training comprehensive and innovative talents. This paper first expounds the connotation of STEAM education，and then constructs the flipped classroom teaching mode based on STEAM education from three stages before，during and after class. Finally，the STEAM education concept is integrated into the flipped classroom of animation design and production for practical teaching.

Keywords：STEAM education;flipped classroom;teaching mode

0  引  言

人工智时代对教育人才的培养提出了更高的要求，每个行业和职业前景都需要创新型和综合型人才。而STEAM教育理念契合了“互联网+”和人工智能时代的教育培养目标。它提倡跨学科整合的综合教育，以培养创新人才为目标，基于此将STEAM教育融入翻转课堂教学中，改革高职教学模式，促进创新人才的培养。

1  STEAM教育的内涵

STEAM教育是将科学、技术、工程、艺术和数学多学科融合为一体进行的综合教育，注重将多个学科的知识进行融合，使学生能够综合运用各学科知识来解决实际问题。STEAM教育通过项目导向学习、问题导向学习、设计导向学习以及翻转课堂等其他教学模式的融合，围绕具体的教学任务实施跨学科教学的整合，学生以解决项目或问题展开教学，通过小组合作、项目探究、交流成果等来培养学生的综合创新能力。

2  基于STEAM教育理念的翻转课堂教学模式构建

STEAM教育理念指导翻转课堂教学模式，使学生在真实的问题情境中进行自主学习与合作探究，由于STEAM教育的趣味性特征，可以解决翻转课堂课前学生自主学习效果不佳的问题。利用STEAM教育的创新性特征，在学生完成具体项目的过程中培养学生的创新创造能力。基于STEAM教育理念的翻转课堂教学模式分为课前、课中和课后三个阶段，具体过程如图1所示。

2.1  课前线上学习阶段

上课之前，教师要进行学习者特性分析，根据学习者特性分析制定跨学科的教学目标。由于STEAM教育具有跨学科的特征，因此，教师在教学分析时要对教学目标和教学内容进行多角度的分析，明確所教学科知识与其他学科知识之间的关联，根据STEAM教育的理念将教学目标具体化，为在翻转课堂中实施STEAM教育打下良好的基础。在翻转课堂教学模式中，学生课前需要在线自主学习，所以教师进行学习资源的设计时，学习的资源主要以微视频为主。STEAM教育具有趣味性特征，因此，教师在设计微视频时，要做到新颖、有趣、形象生动，这样才能够有效吸引学生的注意力，以保证学生在课前自主学习的质量。学生线上自主学习微视频，并讨论和完成学习单卡。学生在讨论的过程中也是相互学习和沟通的过程。

2.2  线下课中学习阶段

2.2.1  创设情境

STEAM教育具有情境性特征，强调在教学过程中把知识还原于生活中真实的问题或项目中，通过问题的解决或项目的完成来促进有意义学习的发生。因此，教师在课上阶段首先创设一个真实的问题情境，把学习任务置于问题情境中，学生利用多学科的知识内容合作解决情境中的真实问题，培养学生利用多学科知识解决问题的能力。

2.2.2  线上问题讲解

教师根据学生在观看教学视频过程中讨论的问题以及学习单卡的完成情况，分析学生线上学习存在的问题，针对存在问题重点讲解，一些个别问题可以小组内解决，让小组内的优秀学生带动暂时落后的同学，以此得到共同提升，缩小小组之间的差异。

2.2.3  项目设计

STEAM项目的构建由教师根据此次选定主题，结合跨学科的教学目标进行项目设计。STEAM项目学习注重学生的自主创设生成，学生可以基于教师创设的问题情境自主创设计项目。经过小组讨论形成一个项目的初步设计方案。这有利于学生主动完成知识的建构，培养学生自己解决问题的能力和对作品进行综合规划设计的能力。

2.2.4  小组合作探究

这个环节学生要把之前的项目设计方案转换成真正的成果。基于STEAM教育协作性的特征，学生在完成富有挑战的项目时需要小组合作探究完成，通过小组内学生相互交流和合作，还有小组之间的竞争，培养学生的沟通能力和协作能力。在学生的合作探究中，教师要提供完善的资源和必要的帮助，以保证项目的顺利开展。

2.2.5  成果分享展示

创新意识的培养是STEAM教育的目标。学生完成项目后展示和分享自己的作品，并且阐述作品的设计思路、制作过程以及作品的创新点，在这个过程中，学生体验到成功的成就感和分享的快乐，认识到自己的作品的不足，便于以后对作品进行再创作。

2.2.6  多元评价

STEAM教育理念提倡多元化评价方式，评价方式有自评、小组互评和教师评价。作品评价从艺术性、创新性、技术性等多个角度评价。STEAM教育重视学习过程，在STEAM教育理念下的翻转课堂中，不能仅以学生提交的作品来判断学生对知识的掌握情况，还要进行过程性评价。评价要从学生的项目设计书、协作能力、分享能力等方面评价。教师要点评所有小组的作品并做总结。

2.3  课后阶段

课后学生可以在线上针对课堂中的疑惑发起提问和讨论，其他学生和教师也可以参与到问题的讨论和解答中，达到师生共同讨论的目的。教师还要根据教学过程和课后的线上讨论进行反思，以提升下一次STEAM教学效果。

3  基于STEAM教育理念的翻转课堂教学模式的教学实践

本研究选取河源职业技术学院数字媒体专业的“二维动画设计与制作”这门课程，据调查，学生对这门课程有学习的欲望，但是主动学习和探究能力不足，设计的作品缺乏创意。基于此，将STEAM教育理念用于指导翻转课堂，改革教学模式，可以提高学生学习的参与度，培养学生的创新能力和探究能力。

3.1  学习者特征分析

高职院校二年级的学生，作为“数字土著居民”一代，信息接收频率、思维特征、交流语言、交流模式等，都非常符合STEAM理念下学生进行项目学习的特质。但是他们对作品的整体规划能力不强，缺乏对项目的探究能力和小组合作解决问题的能力。STEAM教育理念加入翻转课堂学习，可以有效地解决这些问题。

3.2  教学内容分析

“行星运动轨迹大探秘”是第二单元的第五次课。这次课学生学完了补间动画、逐帧动画、引导动画、基本动画。这次课是一次综合实践课程，让学生综合运用所学动画知识和技能设计作品，培养学生作品综合构思能力和创新能力。

3.3  教学目标分析

知識与技能：掌握遮罩动画的概念和原理;理解引导动画的工作原理;理解地月系位置关系及运动轨迹。

过程与方法：与其他学科进行融合，培养学生跨学科知识学习的能力。

情感态度与价值观：通过小组合作，培养学生的团队协作能力;了解行星的运动轨迹，激发学生对自然的探索精神;通过综合作品的设计与制作，培养学生的综合构思和创新创造能力。

3.4  教学过程

3.4.1  课前阶段

这里选择智慧树在线平台展开翻转教学，课前我上传太阳系行星探秘微视频，以及高级遮罩动画的微视频到教学平台，学生观看微视频，完成学习单卡。

太阳系行星探秘微视频具有一定的神秘色彩，可以激起学生主动学习的兴趣，保证课前线上自主学习的质量。

3.4.2  课堂阶段

3.4.2.1  创设情境

教师播放太空之银河系科幻电影片段，使学生沉浸在太空漫游的状态中，然后播放月球围绕地球公转的片段，在这种真实情景中提出问题“月球绕地球运动的轨迹是怎样的？方向是怎样的？还有哪些行星围绕地球旋转呢？”学生经由头脑风暴，展开讨论交流。接着教师提出今天的任务——制作太空之旅的主题动画。

3.4.2.2  项目设计

学生以小组为单位，上网搜索关于太空的资料，制定自己的主题项目，并用思维导图画出自己项目的组成元素，制作出初步的项目规划书。在这个过程中培养学生的综合规划能力和解决问题的能力。学生在搜索月球、地球和太空的资料时，可以感知宇宙的浩瀚，感知到地球以及各个行星和地球的外貌和形态美。使学生感受美、欣赏美，培养学生发现美和创造美的意识，这和STEAM中的A（艺术）是相融通的，体现了STEAM教育的跨学科整合学习理念。

3.4.2.3  小组合作探究

学生根据小组确定的项目完成自己的作品，小组分工合作，相互交流。大家在制作行星的运动轨迹时，综合运用遮罩动画、引导动画、补间动画等来完成。在制作项目的过程中，需要知道行星的轨迹，以及行星和地球的比例大小，以及它们的相对旋转速度，这些都涉及到数学和科学的知识，也就是STEAM里面的M（数学）和S（科学），也体现了跨学科的学习。而且小组共同探究的过程也体现了STEAM的协作性特征。

3.4.2.4  成果展示

学生完成项目之后上传到智慧树平台，小组之间可以看到各自的作品，并且发表自己的评论。学生在评论其他小组的作品时，也会感受到自己的不足和优势，营造全班同学共同讨论的氛围，激起学生再创造的欲望，培养学生的创新意识和创造能力，这也是STEAM教育的目标。

3.4.2.5  作品评价

首先每个小组对照自评表自己打分;然后小组之间通过智慧树平台进行打分和评价，教师在智慧树平台发起投票，学生投票选出最佳创意作品和最和谐的合作团队;最后教师对所有作品进行总结和反馈。

4  结  论

随着智能时代的到来，STEAM教育已经成为21世纪教育发展的趋势，但是STEAM教育高职教学中的研究处于起步阶段，本文将STEAM教育理念融入高职翻转课堂中，进行跨学科知识的整合。培养学生的小组合作能力和创新创作能力，为区域经济发展提供复合型和创新型人才。

参考文献：

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作者简介：巩云飞（1982-），女，汉族，山东淄博人，高级工程师，硕士研究生，研究方向：现代教育技术。