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本文發(fā)表于《數(shù)字教育》2023年第2期（總第50期）實(shí)踐案例欄目，頁碼：78-84。轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。 摘 要：智慧課堂教學(xué)是順應(yīng)教育信息化的熱點(diǎn)產(chǎn)物，也是智慧教育落實(shí)到課堂的有力依據(jù),對(duì)未來智慧教育融入校園十分有意義。STEAM理論強(qiáng)調(diào)的跨學(xué)科思維，為未來智慧課堂發(fā)展提供了新方向。本研究從分析STEAM理念與智慧課堂的內(nèi)在聯(lián)系出發(fā)，通過查閱文獻(xiàn)以及結(jié)合調(diào)研，分析了基于STEAM理論的智慧課堂教學(xué)現(xiàn)狀。最后，從情境與問題、探究與數(shù)學(xué)、工程與制作、創(chuàng)意與擴(kuò)展以及評(píng)價(jià)與反思五個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)建出基于STEAM理論的智慧課堂教學(xué)模式，并針對(duì)七年級(jí)信息技術(shù)3D打印內(nèi)容“制作水杯”進(jìn)行了教學(xué)設(shè)計(jì)，旨在教學(xué)過程中有機(jī)融合STEAM理論與智慧課堂技術(shù)，最終提高智慧課堂教學(xué)效率。 關(guān)鍵詞：智慧課堂；STEAM教育；教學(xué)模式；人工智能| 全文共7709字，建議閱讀時(shí)長8分鐘 |智慧課堂是在“互聯(lián)網(wǎng) ”背景下，將技術(shù)與教育相融合且對(duì)教育教學(xué)有著理念創(chuàng)新、實(shí)踐革命的智能新產(chǎn)物。2019年2月，中共中央、國務(wù)院發(fā)布了《中國教育現(xiàn)代化2035》，為我國教育信息化的未來發(fā)展方向提出了新指標(biāo)與新方案?！吨袊逃F(xiàn)代化2035》提出要加速智慧化校園的發(fā)展，而智慧課堂就是建設(shè)智慧校園的典型成果，其在教學(xué)中的應(yīng)用越來越受到關(guān)注。STEAM理論指將科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)多個(gè)學(xué)科知識(shí)有機(jī)結(jié)合和運(yùn)用的跨學(xué)科實(shí)踐理論[1]。在教育部頒布的《教育信息化“十三五”規(guī)劃》中，鼓勵(lì)采取跨學(xué)科教育、創(chuàng)客教育等新型創(chuàng)新實(shí)踐的教學(xué)模式。為了培養(yǎng)能夠適應(yīng)現(xiàn)代化信息社會(huì)的人才，需要總體提升學(xué)生的跨學(xué)科綜合能力和創(chuàng)新能力。智慧課堂和STEAM理論分別在教育界得到了初步應(yīng)用，但目前也出現(xiàn)了一些需要改進(jìn)的地方。學(xué)者大多從單一的角度來分析智慧課堂或者 STEAM 教育存在的問題，對(duì)于兩者的結(jié)合的研究極少，處于初級(jí)階段[2]。因此，本研究將STEAM核心理論引入到智慧課堂教學(xué)中，以期為后續(xù)STEAM理論與智慧課堂的深度融合貢獻(xiàn)一份力量。二、STEAM理論與智慧課堂的內(nèi)在耦合性 以學(xué)科整合為特點(diǎn)的STEAM理論是面向未來復(fù)合型人才培養(yǎng)的創(chuàng)客教育范式[3]。它強(qiáng)調(diào)真實(shí)場景的建構(gòu)，教師通常拋出實(shí)際的問題，并設(shè)計(jì)靈活的項(xiàng)目式探究過程以及采用多學(xué)科的思維方式來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有計(jì)劃、有目的的學(xué)習(xí)。STEAM教學(xué)理念倡導(dǎo)跨學(xué)科知識(shí)、綜合性知識(shí)以及強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力，順應(yīng)了時(shí)代的發(fā)展需要，與當(dāng)今社會(huì)倡導(dǎo)核心素養(yǎng)的知識(shí)觀、人才觀和創(chuàng)新觀高度契合。智慧課堂是智慧教育將技術(shù)與教育結(jié)合的焦點(diǎn)轉(zhuǎn)移到教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”的過程中的必然產(chǎn)物，也是智慧教育的核心。它可以通過“云—臺(tái)—端”的技術(shù)支撐，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與教學(xué)課堂有機(jī)融合，構(gòu)建智能、高效、個(gè)性化的課堂，且全程跟蹤記錄學(xué)習(xí)過程，以此來促進(jìn)學(xué)生智慧成長。智慧課堂教學(xué)的靈活性、及時(shí)性和交互性等特點(diǎn)，可以使教學(xué)資源充分融入教學(xué)情境。隨著新興產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)生與發(fā)展，新興技術(shù)對(duì)教育行業(yè)的影響是不可忽視的，其特點(diǎn)從一定程度上推動(dòng)了教育的改革。但是在教學(xué)過程中，新生技術(shù)的使用是要與教育教學(xué)不斷磨合、改進(jìn)的。智慧課堂基于數(shù)據(jù)分析的教學(xué)課堂可以對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況精準(zhǔn)了解、學(xué)習(xí)興趣個(gè)性把握、學(xué)習(xí)趨勢準(zhǔn)確判斷。相對(duì)于傳統(tǒng)課堂，智慧課堂更加順應(yīng)了素質(zhì)教育的要求。STEAM理論的核心包括的STEAM素養(yǎng)、問題解決能力和創(chuàng)造性思維培養(yǎng)[4]，對(duì)學(xué)生在未來的智慧發(fā)展、價(jià)值取向、思維培養(yǎng)方面有著積極作用，這也與當(dāng)今所推崇的素質(zhì)教育理念相一致。將STEAM理論應(yīng)用于智慧課堂中，從一定程度上講，就是把科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等跨學(xué)科知識(shí)有機(jī)結(jié)合到智慧課堂的課前、課中、課后的各個(gè)環(huán)節(jié)中，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和綜合性有著積極的作用。雖說現(xiàn)在一部分學(xué)校已經(jīng)開展了智慧課堂，但是在課堂體驗(yàn)、課程環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)上依然存在較大的提升空間，因此將STEAM理論融入智慧課堂教學(xué)的普遍應(yīng)用是值得研究的，未來這樣的教學(xué)方式必將是大勢所趨。三、基于STEAM理論的智慧課堂教學(xué)現(xiàn)狀調(diào)研設(shè)計(jì)與實(shí)施 （一）調(diào)研方法、調(diào)研內(nèi)容與調(diào)研過程為切實(shí)了解中學(xué)生對(duì)目前智慧課堂的學(xué)習(xí)感想，以及基于STEAM理論的智慧課堂開展情況，發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的問題，為后續(xù)開展基于STEAM理論的智慧課堂教學(xué)提供數(shù)據(jù)支撐，本課題進(jìn)行了基于STEAM理論的智慧課堂教學(xué)現(xiàn)狀調(diào)研設(shè)計(jì)，主要是針對(duì)已經(jīng)參與智慧課堂教學(xué)實(shí)踐的學(xué)生進(jìn)行調(diào)查。本次研究隨機(jī)抽選了某區(qū)A中學(xué)七、八、九3個(gè)年級(jí)的學(xué)生，共207名。據(jù)了解，該中學(xué)七年級(jí)、八年級(jí)的教學(xué)方式為智慧課堂教學(xué)，九年級(jí)曾進(jìn)行過智慧課堂教學(xué)，因?yàn)樯龑W(xué)壓力而轉(zhuǎn)換成傳統(tǒng)授課方式，但不影響調(diào)研。問卷設(shè)置了基本信息情況、智慧課堂參與情況、智慧課堂學(xué)習(xí)態(tài)度、智慧課堂學(xué)習(xí)興趣、智慧課堂開展協(xié)作學(xué)習(xí)情況、智慧課堂跨學(xué)科學(xué)習(xí)情況等共13道檢測題，通過問卷星進(jìn)行問卷分發(fā)，發(fā)放問卷207份，回收207份，回收率為100%。剔除2份無效問卷后，問卷有效率為99%。（二）調(diào)查結(jié)果與內(nèi)容分析通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，70%的七年級(jí)學(xué)生對(duì)智慧課堂教學(xué)形式是喜歡的，但較少開展小組協(xié)作學(xué)習(xí)和跨學(xué)科的動(dòng)手操作學(xué)習(xí)。八年級(jí)、九年級(jí)學(xué)生只有大約40%對(duì)智慧課堂的學(xué)習(xí)表示喜歡，對(duì)智慧課堂的學(xué)習(xí)興趣遠(yuǎn)不如七年級(jí)學(xué)生。結(jié)合現(xiàn)場訪談可知，七年級(jí)學(xué)生對(duì)這種新型上課方式是有好奇心和新鮮感的，學(xué)習(xí)適應(yīng)能力很強(qiáng)。但隨著學(xué)習(xí)壓力的增強(qiáng)和教學(xué)模式的固定，使得學(xué)生對(duì)智慧課堂的學(xué)習(xí)產(chǎn)生了畏懼與沮喪情緒，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。智慧課堂的研究理論和實(shí)踐探索要與時(shí)俱進(jìn)。據(jù)調(diào)研，目前，智慧課堂慢慢出現(xiàn)了一些需要改進(jìn)的地方。一方面智慧課堂教學(xué)實(shí)施過程中存在一些形式化問題，一定程度上忽略了學(xué)生內(nèi)心變化和學(xué)生智慧能力的習(xí)得。另一方面，評(píng)價(jià)過程相對(duì)依賴數(shù)據(jù)。四、基于STEAM理論的智慧課堂教學(xué)模式建構(gòu) 為充分發(fā)揮STEAM理論下智慧課堂教學(xué)模式的效果，設(shè)計(jì)出符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的跨學(xué)科性智慧課堂教學(xué)流程，體現(xiàn)該模式的最大價(jià)值，本研究對(duì)該模式的核心元素以及各個(gè)要素之間的關(guān)系進(jìn)行了梳理。先進(jìn)技術(shù)，例如智能技術(shù)、信息化平臺(tái)、智慧教育方法等，可以促進(jìn)學(xué)生智慧學(xué)習(xí)。學(xué)者方海光等人[5]提到基于平板的課堂教學(xué)包括教師、學(xué)生、技術(shù)支撐以及教材。數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境為教師提供了豐富的教學(xué)媒體工具，便于教師合理優(yōu)化教學(xué)過程。對(duì)于學(xué)生而言，數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境將傳統(tǒng)的課本知識(shí)拓展成網(wǎng)絡(luò)化資源，便于學(xué)生隨時(shí)獲取，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)。數(shù)字化平臺(tái)將教師、學(xué)生、教學(xué)活動(dòng)和教學(xué)資源緊緊聯(lián)系在一起。因此，基于STEAM理論的智慧課堂教學(xué)模式關(guān)鍵是要從跨學(xué)科教學(xué)活動(dòng)、數(shù)字化環(huán)境支撐、教學(xué)主體三方面出發(fā)，聚焦學(xué)生智慧發(fā)展。以STEAM理論為基礎(chǔ)的智慧課堂構(gòu)建遵循跨學(xué)科理念、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、協(xié)作學(xué)習(xí)和技術(shù)支撐四項(xiàng)原則。1.堅(jiān)持注重融入跨學(xué)科理念原則，重塑教學(xué)流程以STEAM跨學(xué)科理念重塑智慧課堂教學(xué)流程，課前設(shè)計(jì)體現(xiàn)STEAM理念、課中組織運(yùn)用STEAM理念、課后反饋擴(kuò)展依靠STEAM理念。在課前，教師選擇接近生活的教學(xué)情境，促使學(xué)生從不同渠道收集資料，學(xué)會(huì)舉一反三，提出不同的問題思考方向。教學(xué)認(rèn)知方向從學(xué)校延伸到社會(huì)，由單一學(xué)科知識(shí)延伸到多個(gè)學(xué)科知識(shí)綜合使用。在課中，通過數(shù)字化平臺(tái)和交互式白板等多種媒體，給學(xué)生提供多種學(xué)習(xí)資料、視頻，重現(xiàn)不同的教學(xué)場景，讓學(xué)生了解不同方面的知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)課程中問題的多維分析能力、表達(dá)能力及思考能力，培養(yǎng)學(xué)生不同方面的才能。在課后，督促學(xué)生進(jìn)行自我反思，養(yǎng)成批判思維，對(duì)自己沒掌握的知識(shí)進(jìn)行互查和復(fù)查；提倡學(xué)生參與課外延伸實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)會(huì)整合學(xué)科知識(shí)并學(xué)以致用。2.堅(jiān)持注重任務(wù)驅(qū)動(dòng)原則，激發(fā)學(xué)生興趣基于STEAM跨學(xué)科理念的智慧課堂注重以解決問題為指引，通過對(duì)問題的分析與思考，收集不同渠道的資料，從不同方面尋找解決方案?；诳鐚W(xué)科理念的智慧課堂注重培養(yǎng)學(xué)生問題解決能力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和STEAM跨學(xué)科思維，促使學(xué)生在利用整合學(xué)科知識(shí)解決問題的過程中主動(dòng)構(gòu)建知識(shí)，在探究性學(xué)習(xí)過程中將知識(shí)慢慢固化，且注重實(shí)踐活動(dòng)的開展，針對(duì)學(xué)習(xí)者設(shè)置模糊的一個(gè)或多個(gè)類型的動(dòng)手活動(dòng)，學(xué)生可以通過探索，學(xué)習(xí)到不同的解決問題的方法，從不同角度思考問題、解決問題，使學(xué)生更樂意沉浸于學(xué)習(xí)，激發(fā)其學(xué)習(xí)熱情。3.堅(jiān)持注重協(xié)作學(xué)習(xí)原則，促進(jìn)分享交流基于STEAM跨學(xué)科理念的智慧課堂注重協(xié)作學(xué)習(xí)原則，采用同質(zhì)分組、異質(zhì)分類的原則，使小組成員發(fā)揮各自所長，小組成員優(yōu)勢互補(bǔ)，將組間力量發(fā)揮到最大程度。各小組可以互相交流學(xué)習(xí)，各抒己見，通過小組成員的相互協(xié)作以及各組之間激烈競爭，使學(xué)生樹立正確的競爭意識(shí)，在競爭中成長。4.堅(jiān)持注重突出技術(shù)支撐原則，提供智能服務(wù)基于STEAM跨學(xué)科理念的智慧課堂注重突出技術(shù)支撐原則，充分利用智慧化環(huán)境。智慧課堂以利用信息技術(shù)賦能教學(xué)為指引，利用新一代的信息技術(shù)，將課堂打造成智慧化學(xué)習(xí)環(huán)境；利用大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，精準(zhǔn)掌握學(xué)生學(xué)情，將基于教師經(jīng)驗(yàn)的傳統(tǒng)人工判斷轉(zhuǎn)變?yōu)榛跀?shù)據(jù)的精準(zhǔn)識(shí)別。動(dòng)態(tài)跟蹤學(xué)生數(shù)據(jù)，更有利于教師教學(xué)決策合理化、科學(xué)化。以STEAM理論為基礎(chǔ)的智慧課堂教學(xué)模式設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素主要包括了跨學(xué)科教學(xué)活動(dòng)、技術(shù)支撐、教學(xué)主體、學(xué)生學(xué)習(xí)路徑等，設(shè)計(jì)原則包括以STEAM理論重塑智慧課堂、以問題解決為指引、注重小組合作、體現(xiàn)技術(shù)支撐。教學(xué)模式設(shè)計(jì)決定了學(xué)生教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)，同時(shí)也決定了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。基于STEAM理論的智慧課堂教學(xué)模式設(shè)計(jì)如圖1所示。該模式以劉邦奇教授的智慧課堂三段式與李克東教授的跨學(xué)科STEAM教學(xué)活動(dòng)5EX式為構(gòu)建依據(jù)[6]，從跨學(xué)科活動(dòng)設(shè)計(jì)入手，旨在培養(yǎng)學(xué)生智慧環(huán)境中的跨學(xué)科思維、問題動(dòng)手解決能力等綜合素養(yǎng)。在此基礎(chǔ)上，以智慧環(huán)境支撐教學(xué)方式為基礎(chǔ)，與教學(xué)主體、跨學(xué)科教學(xué)活動(dòng)相互有機(jī)連接，形成一個(gè)以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)的多元交互的智慧教育環(huán)境。
在厘清教學(xué)主體與整個(gè)教學(xué)邏輯的基礎(chǔ)上，本研究設(shè)計(jì)了基于STEAM理論的智慧課堂實(shí)踐活動(dòng)。該實(shí)踐活動(dòng)分為3個(gè)階段，分別對(duì)應(yīng)了不同的教學(xué)活動(dòng)與教學(xué)目標(biāo)：課前的情景與問題，課中的探究與教學(xué)、工程與制作、擴(kuò)展與創(chuàng)意，課后評(píng)價(jià)與反思。旨在以問題為導(dǎo)向，設(shè)定接近真實(shí)的情境，在探究中用跨學(xué)科思維與工程學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法，通過多個(gè)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣來完成并創(chuàng)新教學(xué)任務(wù)成果。最后，在課后評(píng)價(jià)體現(xiàn)STEAM的多維性。同時(shí)，從技術(shù)賦能跨學(xué)科教學(xué)活動(dòng)方面，分為具體的跨學(xué)科教學(xué)活動(dòng)以及相應(yīng)的學(xué)習(xí)路徑和技術(shù)支撐，將技術(shù)與STEAM教育理念融會(huì)貫通教學(xué)全過程。課前作為教學(xué)過程準(zhǔn)備階段，主要是對(duì)學(xué)生學(xué)情進(jìn)行智能診斷，教師在了解學(xué)生學(xué)情的情況下，鼓勵(lì)學(xué)生提出疑問，為后續(xù)的教學(xué)目標(biāo)做好鋪墊。與傳統(tǒng)的智慧課堂教學(xué)形式不同，在基于STEAM的智慧課堂上，教師利用智慧課堂大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可以創(chuàng)設(shè)一個(gè)能夠引起學(xué)生興趣且與生活相關(guān)的跨學(xué)科場景，激發(fā)學(xué)生的聯(lián)想、創(chuàng)新、創(chuàng)造精神。提出問題的過程是思考和創(chuàng)新的過程。學(xué)生根據(jù)自身需要，通過網(wǎng)絡(luò)搜索各種資料，或是通過終端下載教師在平臺(tái)上上傳的資料，最后綜合各個(gè)角度的思考，運(yùn)用多方面知識(shí)，在教師的引導(dǎo)下，提出關(guān)于該項(xiàng)學(xué)習(xí)的問題并思考。這一階段也是在培養(yǎng)學(xué)生的資料收集能力與思考判斷能力，流程步驟如圖2所示。
課中是培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科思維和綜合能力的關(guān)鍵，側(cè)重于對(duì)學(xué)生理論與實(shí)踐的結(jié)合，即動(dòng)手實(shí)踐能力的鍛煉。在此環(huán)節(jié)，首先，在進(jìn)行探究與教學(xué)階段，學(xué)生可以通過選擇教師在平臺(tái)上推送的各種類型的資料，例如，微課視頻、文本文檔、思維導(dǎo)圖等進(jìn)行問題探究學(xué)習(xí)。對(duì)問題的思考視角由狹隘變?yōu)楦鼜V泛和更復(fù)雜的理解。教師引導(dǎo)學(xué)生利用各種工具對(duì)問題做出假設(shè)，用科學(xué)的方法對(duì)問題解決的指標(biāo)進(jìn)行量化，用數(shù)學(xué)邏輯思維分析最終預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)。在這個(gè)過程中，學(xué)生需要觀察、理解、運(yùn)用數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)來度量最后完成成果的可行性和成功率。其次，工程與制作階段是檢驗(yàn)學(xué)生預(yù)設(shè)實(shí)驗(yàn)的可行性的關(guān)鍵，學(xué)生利用工程思維方法來明確任務(wù)、分析任務(wù)，并進(jìn)行方案設(shè)定與組員分工布置。由于教師設(shè)置的是模糊的任務(wù)，小組可以經(jīng)過討論和決策后，設(shè)置屬于自己小組的個(gè)性化活動(dòng)，在活動(dòng)過程中注重資源分享與疑問討論。教師對(duì)不同小組給予不同指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生采用合適的工具與創(chuàng)作方法，展現(xiàn)學(xué)生的工具使用能力與創(chuàng)新能力。再次，通過平臺(tái)將小組完成的初步成果進(jìn)行展示，學(xué)生分工匯報(bào)，由其他組提出問題后，進(jìn)行小組總結(jié)。在此過程中，充分鍛煉學(xué)生信息處理能力、溝通社交能力以及工具使用能力、語言組織能力與表達(dá)能力。最后，在擴(kuò)展與創(chuàng)意階段，通過學(xué)生互評(píng)與教師點(diǎn)評(píng)，教師進(jìn)行更高階任務(wù)的布置，并針對(duì)不同小組進(jìn)行個(gè)性化答疑，鞏固知識(shí)。各小組進(jìn)行知識(shí)擴(kuò)展、學(xué)習(xí)反思，并進(jìn)行創(chuàng)意嘗試，最后形成創(chuàng)意任務(wù)結(jié)果，并通過平臺(tái)呈現(xiàn)。課中流程步驟如圖3所示。
在課后與教學(xué)活動(dòng)中，利用平臺(tái)進(jìn)行練習(xí)反饋，以及利用智慧課堂線上記錄學(xué)習(xí)軌跡，例如答題情況、參與討論情況、答疑情況及最后小組作業(yè)展示情況。并對(duì)線下小組中的個(gè)人貢獻(xiàn)、小組合作表現(xiàn)等進(jìn)行量表考評(píng)，充分將診斷性評(píng)價(jià)、過程性評(píng)價(jià)及結(jié)果性評(píng)價(jià)相結(jié)合，線上與線下評(píng)價(jià)相結(jié)合，教師評(píng)價(jià)與學(xué)生評(píng)價(jià)相結(jié)合。具體的評(píng)價(jià)與反思流程如圖4所示。
五、基于STEAM理論的智慧課堂教學(xué)設(shè)計(jì) 融入了STEAM理論的智慧課堂教學(xué)設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)智慧課堂的不同之處在于，其在課前、課中及課后充分融合了跨學(xué)科思維與智慧課堂技術(shù)支持，并利用同質(zhì)分層、異質(zhì)分組的分組原則進(jìn)行小組項(xiàng)目式實(shí)踐，以真實(shí)的問題為驅(qū)動(dòng)，讓學(xué)生可以在動(dòng)手操作中解決現(xiàn)實(shí)問題，從而潛移默化地實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)深度構(gòu)建。（一）教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)本研究針對(duì)重慶大學(xué)出版社出版的七年級(jí)《信息技術(shù)》下冊(cè)第三章“3D打印”中的“制作水杯”課程內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，以在真實(shí)情境中解決生活中的問題作為切入點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生利用多個(gè)渠道進(jìn)行信息搜集，充分考慮到多種情況，進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)和邏輯判斷。同時(shí)，發(fā)揮小組合作精神和項(xiàng)目式探究學(xué)習(xí)優(yōu)勢，引導(dǎo)學(xué)生將跨學(xué)科知識(shí)利用到3D打印制作環(huán)節(jié)中，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維與創(chuàng)新創(chuàng)造能力。該部分的內(nèi)容是初中信息技術(shù)重點(diǎn)內(nèi)容，是前段理論知識(shí)的延伸和擴(kuò)展，如何使用3D設(shè)計(jì)軟件繪制和編輯出三維立體模型是這部分的重點(diǎn)和難點(diǎn)。教學(xué)對(duì)象是七年級(jí)下學(xué)期的學(xué)生，這個(gè)階段的學(xué)生可以合理有效地使用網(wǎng)絡(luò)工具和資源，對(duì)3D打印技術(shù)知識(shí)有初步了解且充滿好奇心，但課堂中的動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)較少，對(duì)新型有吸引力的教學(xué)方式有一定的需求。在課前，利用智慧課堂平臺(tái)給學(xué)生推送3D打印技術(shù)概念、原理、運(yùn)用領(lǐng)域、設(shè)計(jì)方法等基礎(chǔ)問題，根據(jù)學(xué)生作答情況及時(shí)對(duì)學(xué)生學(xué)情進(jìn)行把握。根據(jù)學(xué)生學(xué)情設(shè)計(jì)出一個(gè)真實(shí)的跨學(xué)科場景，在平臺(tái)播放制作水杯獻(xiàn)愛心視頻，明確本節(jié)課目標(biāo)。引導(dǎo)學(xué)生先通過平臺(tái)發(fā)放的微課學(xué)習(xí)資料，以及從網(wǎng)絡(luò)上查找的其他各種資料，綜合考慮水杯外觀、尺寸大小、建模方法等體現(xiàn)藝術(shù)、數(shù)學(xué)、技術(shù)等思維的跨學(xué)科角度，設(shè)計(jì)意圖在于激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造欲與動(dòng)手實(shí)踐動(dòng)力。通過初設(shè)水杯的步驟及方法，也讓學(xué)生思考并提出本次課程的問題，通過同學(xué)互助、教師引導(dǎo)展開本次課程。在課中，學(xué)生通過選擇線上視頻以及利用平臺(tái)提問等功能進(jìn)行自主探究學(xué)習(xí)，對(duì)初設(shè)的水杯的形狀、實(shí)施難度、設(shè)計(jì)含義等多方面進(jìn)行考量。對(duì)水杯模型問題采用量化的方式，利用數(shù)學(xué)邏輯思維確定作品的外觀尺寸、圖形參數(shù)以及最后作品成功率等。設(shè)計(jì)意圖在于讓學(xué)生培養(yǎng)邏輯思維能力、獨(dú)立思考能力，為后面學(xué)生學(xué)習(xí)過程的針對(duì)性、計(jì)劃性做出合理安排和鋪墊。在初步對(duì)制作水杯進(jìn)行規(guī)劃后，利用同質(zhì)分層，異質(zhì)分組的原則分成不同的小組。通過小組任務(wù)分析及不同意見綜合，確定最佳實(shí)現(xiàn)方案。利用工程思維將制作大任務(wù)分為一個(gè)個(gè)小任務(wù)，最終以小組合理分工合作的方式完成制作。在此小組學(xué)習(xí)過程中，若學(xué)生對(duì)3D one設(shè)計(jì)軟件存在操作問題，可利用平臺(tái)隨時(shí)和老師、同學(xué)進(jìn)行討論，教師也可及時(shí)給予學(xué)生個(gè)性化指導(dǎo)。通過對(duì)3D one工具草圖繪制功能、基本實(shí)體命令、特征造型命令、渲染功能等技巧的使用，設(shè)計(jì)出屬于本組獨(dú)一無二的作品。設(shè)計(jì)意圖在于讓學(xué)生利用工程學(xué)的思維方式完整地設(shè)計(jì)并制作一個(gè)作品，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力與工具使用能力，并通過小組合作培養(yǎng)學(xué)生合作精神、分享意識(shí)。在完成設(shè)計(jì)水杯作品制作后，各小組通過平臺(tái)進(jìn)行作品展示。在此過程中，小組對(duì)自己的成果進(jìn)行展示、評(píng)價(jià)，其他小組和老師補(bǔ)充評(píng)價(jià)。教師對(duì)小組提出更高階的任務(wù)要求，促進(jìn)學(xué)生反思，打破學(xué)生思想桎梏，在學(xué)生改進(jìn)和創(chuàng)意完成作品之后，利用平臺(tái)進(jìn)行最終作品展示。設(shè)計(jì)意圖在于鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力與自我反思能力，通過再創(chuàng)作增加學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)深度。在課后，在平臺(tái)上發(fā)布知識(shí)點(diǎn)小結(jié)測試，安排學(xué)生獨(dú)立完成并上傳。根據(jù)學(xué)生完成情況、作品評(píng)價(jià)情況及平臺(tái)記錄討論發(fā)言軌跡，對(duì)學(xué)生個(gè)人進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)方式結(jié)合學(xué)前診斷評(píng)級(jí)、過程性評(píng)價(jià)及最后綜合性評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)內(nèi)容包括線上與線下的內(nèi)容，具體包括知識(shí)掌握情況、問題發(fā)現(xiàn)、表達(dá)方式、思維邏輯、小組表現(xiàn)等多種元素。在反思后，鼓勵(lì)學(xué)生將設(shè)計(jì)的模型切片打印出來，體現(xiàn)STEAM延伸。設(shè)計(jì)意圖在于促進(jìn)教師和學(xué)生反思、進(jìn)步，充分發(fā)揮STEAM理念的作用，結(jié)合智慧平臺(tái)促進(jìn)教育教學(xué)水平提升。信息時(shí)代為智慧課堂的發(fā)展提供了技術(shù)支持與發(fā)展機(jī)遇，智慧課堂作為智慧教育實(shí)踐在具體教學(xué)過程中的產(chǎn)物，使技術(shù)與教育得到了融合，因此贏得了教育界的關(guān)注。STEAM理論在教學(xué)目標(biāo)上注重學(xué)生主體地位，注重學(xué)生個(gè)性化發(fā)展。這與智慧課堂教學(xué)目標(biāo)趨于一致。本研究設(shè)計(jì)了基于STEAM理論的智慧課堂教學(xué)現(xiàn)狀調(diào)查問卷，調(diào)研結(jié)果顯示：傳統(tǒng)智慧課堂教學(xué)趨于形式化，工具的使用生硬化，教學(xué)評(píng)價(jià)過度關(guān)注數(shù)據(jù)，缺少學(xué)生發(fā)展性評(píng)價(jià)，學(xué)生動(dòng)手能力差，很少與STEAM跨學(xué)科教育融合，導(dǎo)致學(xué)生興趣低。因此，本研究提出了以STEAM理論為中心，構(gòu)建面向培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科思維的智慧課堂教學(xué)模式。該模式在課前、課中和課后有機(jī)融合了情境與問題、探究與教學(xué)、工程與制作、創(chuàng)意與擴(kuò)展以及評(píng)價(jià)與反思五個(gè)環(huán)節(jié)。另外，本研究以學(xué)習(xí)路徑和技術(shù)支撐對(duì)設(shè)計(jì)的跨學(xué)科教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行解剖，并基于此模式設(shè)計(jì)了七年級(jí)信息技術(shù)“制作水杯”3D打印課程，以此達(dá)到STEAM理論與智慧教育的有效配合，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。參考文獻(xiàn)： [1]張輝蓉,唐佳欣,楊淏璇.基于深度學(xué)習(xí)的中小學(xué)生STEAM學(xué)習(xí)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建[J].中國電化教育,2021(1):102-109.[2]雷懿.智慧課堂發(fā)展研究[D].重慶：西南大學(xué),2021.[3]崔鴻,朱家華,張秀紅.基于項(xiàng)目的STEAM學(xué)習(xí)探析:核心素養(yǎng)的視角[J].華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)(教育科學(xué)版),2017,35(4):54-61，135-136.[4]朱祥烈,岳佳麗.小學(xué)STEAM教育中學(xué)生成長指標(biāo)細(xì)化及評(píng)價(jià)路徑暢通[J].四川教育,2021(8):28-31.[5]方海光,侯偉鋒,王曉春,等.基于PADClass模型的數(shù)字化課堂學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)挖掘與分析研究[J].電化教育研究,2014,35(10):[6]李克東,李穎.STEAM教育跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動(dòng)5EX設(shè)計(jì)模型[J].電化教育研究,2019,40(4):5-13.作者簡介： 田蜜（1994—?），女，重慶銅梁人，碩士研究生，研究方向?yàn)閯?chuàng)客教育、智慧教育； 楊德剛（1976—?），男，四川自貢人，博士，教授、碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)槿斯ぶ悄艿取?/span>
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