STEAM教育支持下 深度学习实现的机制与路径

摘要：深度学习的研究应时代变革之需而生，与之价值取向相一致的STEAM教育为促进深度学习实现的机制与路径提供了新的思考。STEAM教育通过问题驱动促进学习者深层动机的激发，通过问题解决过程中的切身体验促进学习者深度理解，通过表现性任务支持深度学习的表现性评价。作者提出，通过创设学习问题、建构多元学习共同体以及探究以核心素养为指向的评价指标体系路径来促进深度学习真正实现。

关键词：深度学习;STEAM教育;学习者

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2022）06-0000-04

深度学习是来源于神经网络领域的概念，1976年弗伦斯·马顿和罗杰·萨尔乔在《学习的本质区别：结果和过程》一文中将深度学习这一概念引入到教育学领域，阐述了深度学习具有注重理解、兴趣和意义等的特征。[1]近年来，随着人工智能的发展及核心素养理念的提出，我国深度学习研究进入到迅发期，研究范围从理念拓展、策略检验、模式构建，到机制探究、评估研制，再到学科应用，涵盖面宽广，可见深度学习已进入全面的研究阶段。[2]但国内外已有研究均将深度学习视为某种稳定活动进程结构导向的学习，而忽视了灵活性问题。然而，关注深度学习灵活性的本质就是改变其实施方式，探究其实现机制，落实有利于促进深度学习实现的条件，使深度学习真正实现。如何运用一套具体可行的科学实践模式，将深度学习的理念渗透到课堂教学中去，是当前深度学习研究所遇到的瓶颈，也是当前深度学习研究的要义所在。与此同时，被称为“当今最具基础性、综合性、创造性和经济性教育”的STEAM教育，其教学理念与深度学习不谋而合，也因此，STEAM教育模式的探究与发展，为深度学习的实现提供了可行的路径。

● STEAM教育与深度学习的内在联系

1.二者价值取向的一致性

深度学习将学科知识的综合性、批判性思维以及学习者切身参与的实践性放在首要位置，注重引发学习者的学习兴趣，培养学习者的综合素质与创新能力，这与STEAM教育理念不谋而合。STEAM教育旨在改变从前固有的分科教学模式，提倡立足于现实，通过跨学科学习的方式，解决实际问题。从基本立场上看，深度学习与STEAM教育都是数字信息时代下为促进个人与社会发展需求的现实产物，“培养学生的问题解决能力、生活能力和创造能力”是它们的共同内核。从知识观角度来看，STEAM教育与深度学习共同关注知识的综合性、生成性与实践性。从学习方式来看，“合作探究、自觉自主”是STEAM教育与深度学习共同倡导的主要学习方式。

2.STEAM教育指向深度学习

STEAM教育，具有“综合性”的本质属性，能够促进学习者在认知、能力和价值观等方面的整体发展，其在助力学生全面发展过程中，凸显了“跨学科思维、问题解决式学习、核心素养的培育”三大特征，充分证明了深度学习是STEAM教育所追求的目标。问题解决式学习将STEAM教育阐释为一种学习者真实参与、切身体验，知识发现、理解与迁移的多向交互的意义建构过程，指向深度学习过程的体验与反思建构特征。学习者核心素养的习得是STEAM教育的追求目标，它要求学习者能够“像艺术家一样想象，像科学家一样思考，像工程师一样行动，像正常人一样生活”，这与深度学习所追求的“核心素养培育”的终极目标相一致。[3]

● STEAM教育促进深度学习实现的机制

1.问题驱动，一种激发深层动机的条件机制

深层动机的激发是深度学习实现的必要条件。深度学习的发生并非一个自然而然的过程，其先决条件是学习者的自主、自觉地能动参与，即触发学习者深层学习动机。问题的“疑惑不解”促进学习者深度思考，深度思考的过程就是个体内部认知结构对话的过程，是针对提出的问题给予回答的过程;问题的存在致使学习者“直觉的不确定”，鞭策其借助“动作”和“表象”不断地改变与建构，直至问题圆满解决。[5]由此可见，以问题为导向是激发学生深层动机的有效路径。另外，“学习”被看作是一种“社会认知行为”，学习是个体在与社会环境不断交互的过程中实现自我改变与成长;同时，知识的产生根植于特定社会情境，不存在脱离社会情境的知识与学习。[5]因此，深度学习必然依赖于个体与社会的交互，依赖于具体的社会问题情境。

STEAM教育以现实问题为驱动，激发学习者深层学习动机。在STEAM教育支持下，以现实生活问题为驱动，唤醒学习者主体能动性，促使学习者获得更多服务于问题解决的“活”性知识，从而成为获取、加工和转化知识的主宰者。通过解决社会实际问题，使学习者认知到学习成果（复杂问题解决方案）的适用性和实用性。除此以外，这也将加强学习者学习和迁移运用知识的好奇心与愿望，使学习动机得到进一步深化。以现实问题为驱动发生的深度学习，不仅强调了学习者的自主能动性，而且伴随着学习者的自我身份认同及个人、社会价值的实现。

2.切身参与，一种促进深度理解的过程机制

深度理解是深度學习过程的要义所在。索耶在对比传统的教授式学习的基础上，揭示深度学习的基本特征是：深度学习必须是将新、旧知识与先前经验进行链接，关注知识间联系，形成系统，构成学习基础;深度学习必须是基于对话的因果关系论证，而且能对新观念进行批判性评价;深度学习必须是学习者对自身理解与学习过程的反思。[6]梅洛-庞蒂强调“身体知觉是理解的基础”，身体知觉参与下的知识是可感知的、生动化的，利用身体知觉建构与传递知识促进学习者真正认识事物本质，获取自身理解的知识。[7]由此可见，深度体验在深度学习中具有基础性的地位。学习者在亲身体验中对事物、对他人与自我发生兴趣，情感、思维和创造得到全面激发，从而展开由外而内、由浅至深的理解之路，是深度学习实现过程的关键。

STEAM教育立足于具身认知理论，使学习者切身参与到问题解决方案的情境中，将探究过程还给学习者，主张在切身体验中实现深度理解。为了问题得到完满的解决，学习者必须主动树立学习目标，搜寻学习资源，建构实践方案，解决实际问题。学习者在利用跨学科知识应对现实性问题的过程中，会自觉意识到各门科目知识的重要性及其之间的相通性，更加注重知识间的关联，从而习得超越学科本身的综合化知识。在参与探索、解释与澄清、反馈与评价的过程中，学习者不仅能够掌握结构统整的跨学科知识，形成高阶的信息处理能力、反省思维能力等，还能在人际交往（沟通合作能力）、自我实现（学习方法、学习毅力）等方面获得成长。[8]以解决实际问题的方式开展深度学习，还意味着知识与生活、理论与实践、科学与艺术在同一时空共同发展。

3.聚焦于表现性任务，一种深度学习的评价机制

深度学习评价是一种基于理解的表现性评价。深度理解是深度学习的关键，学习者是否能够将所学知识应用于解决实际问题是评价深度学习是否得以实现的标准，这是一种基于“理解水准”的评价。[9]传统的纸笔测验只能在固定的时机采用有限的方法进行评价，忽略了学习过程，很难将学习者的真实学习成就数值化。正如Ray Pecheone教授所说：“如果你想要评价，如批判性思维、协同工作、沟通、学会学习等技能，你不得不使用某种形式的表现性评价。”[10]表现性评价是指以特定学习情境中学习者的行为与表现（作品）为依据，评价学习者对概念理解的深度和对知识技能的综合运用。[11]表现性评价需要学习者就自己给出的观点给予反复思考与论证，给予了学习者充分解释、澄清自我思维的机会，能够显示学习者将知识运用于解决现实问题的水平。

STEAM教育支持下的深度学习评价围绕问题解决（表现性任务的完成）过程展开，使深度学习成效的评价得以实现。此种评价方式着力于学习者的思维过程，对学习者在进行问题澄清过程中的表现情况进行记录与评估，从多视点、多层次把握深度学习发生的过程。

● STEAM教育支持下深度学习的实践路径探索

STEAM教育支持下的深度学习实践模式如下图所示，该模式由问题驱动下的深度学习条件、学习共同体支持下的深度学习过程、三维素养框架下的深度学习结果评价三个部分构成。

图中，STEAM整合的跨学科知识和“搜集—设计—调整”的关系可以解释为寻求问题解决方案的需求所链接的关于知识与行动的不同活动。[12]因此，笔者认为要促进学习者深度理解STEAM教育支持下深度学习实现过程，需要明晰学习问题，准确理解与掌握每个学科独特的视角和思维方式，根据探究的问题在“需要知道”和“需要为问题解决所做”的背景中实现知识的生成、能力的发展以及价值的形成。STEAM教育的综合方法可以帮助学习者通过应用跨学科概念及批判性思维、协作和创造力来解决现实世界的问题。

1.创设学习问题，激发深层动机

学习问题的确立与明晰是深度学习实现的前提，确立充分激发学习者学习动机的问题应注意如下几点：第一，问题具有现实感与生成性;第二，问题要遵循“低下限、高上限”原则;第三，问题须有价值。因而，该问题一定是基于科学、工程、技术、数学和艺术的活动，同时也是考虑社会正义的议题。

2.建构多元学习共同体，促进深度理解

STEAM教育支持下的深度学习实现过程，是学习者就来自现实世界真实问题提供解决方案的过程，是学习者深度理解的过程。因此，必须建构异质性的学习共同体，进行多视点、多标准的分析，在对话交流中寻求解释和赞同，最终通过验证，辩证地做出判断、形成决策。STEAM教育支持下为促进深度学习实现所构建的学习共同体遵循如下的多元性原则：第一，学科多元体现在跨学科性的知识组织;第二，学习主体多元体现在多元主体间的多向对话互动关系。

3.探究以核心素养为指向的评价指标体系

STEAM教育支持下的深度学习需要通过表现性评价及时地对深度学习成就做出价值评判，为学习者提供描述性反馈结果，以便为参与者的学习方案（问题选定与探究过程）提供反思和更新。因此，基于STEAM教育和深度学习评价理论建构STEAM教育支持下的深度学习质量评价指标体系势在必行。本研究借鉴我国核心素养概念的框架、深度学习的能力框架以及STEAM素养的表现形式，建立由基础认知、关键能力和价值实现构成的STEAM教育支持下的深度学习质量评价指标体系。基础认知层要求掌握核心学科知识，包括语言学科知识、人文科学与艺术学科，着重强调跨学科间的联系;关键能力层要求习得信息处理能力、模型思维能力、反省思维能力、团队协作能力、有效沟通能力以及学会学习能力，同时强调学习者的自我兴趣、自我表现与自我调节能力;价值实现层要求学习者学会尊重，懂得情感共通，诚实守信以及具备社会责任感。

STEAM教育支持下的深度学习实践路径始终以确立的问题为导向，在多元主体的参与下，综合利用跨学科知识，凸显学习者的调查探究、合作交流以及验证反思环节，不断促进学生跨学科思维能力、批判思维能力和合作交流能力等的提升，最终实现以核心素养为导向的STEAM教育培养目标和深度学习能力维度的要求。

参考文献：

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[12]Yata C，Ohtani T，Isobe M.Conceptual framework of STEM based on Japanese subject principles[J].International Journal of STEM Education，2020，7（01）：1-10.

作者简介：贺艳丽（1996—），女，重庆巫山人，浙江师范大学教师教育学院硕士研究生，主要从事课程与教学论研究。