在线教育平台中的STEAM教育刍议----以可汗学院为例 论文.docx

在线教育平台中的STEAM教育刍议以可汗学院为例摘要：本文对可汗学院如何贯彻STEAM教育进行了研究，首先阐述了在线教育、STEAM教育与可汗学院的发展现状，论述了可汗学院通过课程结构、教学方式与测评方式贯彻的STEAM教育理念。其次，对可汗学院几点不足之处进行系统的归纳与总结，最后，结合调查结果阐述可汗学院对我国教育开展微课、增加反馈和重视STEAM教育等领域的几点启示。关键词：可汗学院；STEAM教育；精熟教学法；微课21世纪是信息的时代，随着数字化大潮带来的教育方式新变革，在线教育在我国教育界的地位逐年上升，STEAM教育在我国的发展也方兴未艾，作为贯彻了STEAM教育理念并已风靡全球的在线教育平台，可汗学院的成功给我国构筑STEAM教育在线平台的工程提供了新思路。本文围绕可汗学院展开研究，从课程结构、教育理念和测评方式三个方面论述其贯彻STEAM教育的途径。并分析了可汗学院成功的经验与局限性给我国STEAM教育及微课发展带来的启示。一、前言（一）在线教育的发展在线教育指通过应用信息科技和互联网技术进行内容传播和快速学习的方法。在线教育作为一种新兴的教育方式，因其在时间、地域上的跨越性，在实现教育资源共享的同时有着传统教育方式所不具备的优势：地点自由性、时间随意性、内容层次性、成本低廉性等。随着电子信息技术的爆炸性发展和移动互联网设备的逐步普及，我国在线教育的规模不断扩大，国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)中明确提出“到2020年，基本实现教育信息化对实现学生全面发展的促进作用、对深化教育领域综合改革的支撑作用和对教育创新发展、均衡发展、优质发展的提升作用(二)STEAM教育的本质STEAM教育是指科学(science),技术(technology),工程(engineering),艺术(art),数学(mathematics)五个学科相关联的教育。这五门学科各自侧重对创新能力培养的不同方面。科学教育活动的意义在于，培养学生的创新能力和问题意识，鼓励学生探索未知的积极性。技术学科侧重培养学生按照某种产品需求，提供某些技术或服务的理论或研究方法，并进行设计、安装、操作、维护和生产等方面的能力。工程教育尤为重视学生对科学和数学的应用、整合知识的能力和创新精神。艺术教育旨在培养学生精神层面的审美能力、个人素质和修养，鼓励学生在模仿生活的基础上表现自我、进行有意识创造的活动。数学教育则在培养学生创造力、发散思维、逻辑能力和判断力方面有举足轻重的地位。一般来说，STEAM教育被认为是STEM教育的变式，也有人说要加入机器人(RobOtiCS)的缩写"R"变成"STREAM"。其实，STEAM教育的重点不在于多加了几个字母,其本质在于促进学生围绕工学、理学、社会学、人文学和艺术学等学科展开交流、合作与创新，完善学生的知识背景，加深学生在系统化学习过程中对各学科知识的理解。(三)可汗及可汗学院萨尔曼可汗(SaImanKhan),美国国籍孟加拉人，1994年进入麻省理工学院进修,并取得数学学士和电机工程和计算机科学学士学位。萨尔曼可汗于008年创立了可汗学院(KhanACademy)。该学院是一家非营利性教育组织，致力于向全球提供免费的一流教育。事实上，我国虽一直致力于建设在线教育平台，但由于起步较晚且大部分在线教育集中在高等教育阶段，尚无像可汗学院这样的在线STEAM教育的成功典范。我们尚不能像其这样记录细致学习轨迹与绘制详尽的知识地图，也不能为学生制定个性化的学习方案。在寻求上述问题的解决方案时，我们可从可汗学院的成功经验中获得启示，因此本篇文章将可汗学院下的STEAM教育与我国在线教育的发展结合，探索我国STEAM教育发展的路向从而促进我国未来教育的发展。二、可汗学院对STEAM教育的贯彻（一）课程结构可汗学院主要开设有五大分类的学科：数学、科学、经济与金融、艺术与人文以及计算机Io可汗学院学科名称虽没有完全对标S、T、E、A、M这五个字母，但其课程分类基本覆盖了STEAM教育中的学科课程。其次，可汗学院率先提出"知识地图”的概念,“知识地图”指知识点的先后依赖关系，将独立的知识点连接起来，学生能够清晰明白知识的上下位，在脑中构建自己的知识地图，学生建立各门课程的知识地图后，将各门课程的知识地图结合在一起，实现了学科整合，也体现了STEAM教育中的融合教育，具体可汗学院视频数与视频时长见下表。可汗学院中还有关于各类考试（如SAT）备考技巧和学生的职业生涯规划的课程/在上表中，我们分别统计了数学、科学与工程学、计算机、人文四大科目的视频数与每一分类的视频均长。分析表二可以得出，数学、科学与工程学这两个科目的视频无论是数量还是时长都占比最高，这首先与它们自身的科目重要性是密不可分的，同时也从侧面展现了学院在科目上的擅长领域与情感偏向。（二）可汗学院的STEAM教学方式1 .脑神经学及心理学的考量可汗学院根据脑神经学及心理学研究领域内相关理论去提高STEAM教育的效率。有关学生注意力集中的时长的心理学研究表明：课堂中学生"注意力”是一种有限的资源，学生“产生课堂心流2”的平均时间只有1018分钟，因此可汗学院中将STEAM的每个知识点录制成大约十分钟的视频，保证了每一个学生在其注意力集中的区间中有机会能掌握某一知识点。此外，不仅STEAM教育理念中鼓励学生建立STEAM学科的整体观，找到STEAM知识点之间的联系、编织出成形的STEAM知识网络，而且人类的脑细胞结构决定了我们的大脑在面对一些结构清晰，可视化程度较高的知识点时会呈现较高的活跃度。因此可汗学院在教学时注重找到知识之间的联系把各个知识点都衔接起来构成完整的一个知识块，再辅以对知识地图概念的引入，达到将每一门学科都条理清晰的展现出来的效果。2 .线上与线下相结合的精熟教学法可汗学院的教学方式的另一特色体现在线上精熟教学和线下大规模教学两者的结合上。所谓精熟教学法，是要求学生必须充分理解以前的学习内容后，才能获准进入更高难度的学习阶段的教育方法。可汗学院针对不同的知识点按测评要求编制符合阶段测评要求的试题库，题型包括选择题、判断题、填空题以及简答题。学生在观看某一知识点十分钟左右的视频后，系统自动生成十道习题作为学习反馈的联系，学生必须十道题全部回答正确才可进入下一阶段的学习，否则系统会自动在题库中生成另外十题供学生完成。可汗学院的线下大规模教学，是一种人数可达100人甚至更多按照对知识的掌握程度混龄编班的面对面教学模式。学生将前一晚在观看线上学习视频中的疑难点记录下来，在线下的课堂中与同学老师面对面地交流解惑。一种心理特征，积极心理学之父齐克森米哈里(CSikSZentmihaIyi)将其定义为当一个人全神贯注、身心两忘地做一件事时所获得一种极其美好的体验。3 .教育的游戏化可汗学院运用了游戏化的方法，使原本重复度高、枯燥乏味的学习和习题操练变得有趣。游戏化的方法能够提供给学生即时反馈，学生在可汗学院里面观看的每一个学习视频，做对的每一道题，都会即时记录在徽章系统、排行榜系统和分数系统里，学生可以随时知道自己的进步。可汗学院的系统中一共有52枚徽章，每一个徽章都有不同的获得规则，例如某类徽章必须对学生的答题速度有严格的要求，某类徽章就要求学生通过组合战队集体答题才能获得。这样丰富的细节不仅顾及了学习的多个维度，也让学生在学习的过程中处于探索的状态，激发了学生探索的动力。4 .反馈的可视化可汗学院用大数据来考核学生的学习情况并追踪学生的学习进度向家长和老师及时反馈。学生的账号可以与对应的家长和教师的账号绑定，当可汗学院收集到每个学生的视频观看时长以及答题的情况，根据他们的学习情况可以清楚地了解每一门学科、每一个知识点对于学生的难易程度以及掌握程度。同时这些数据也会反馈学生的学习进度，教师和家长们凭借数据能够直观的了解学生情况。三、可汗学院的局限性1 .学生学习效率的降低可汗学院教学视频存在知识点讲解不够透彻、新旧知识点衔接不连贯等缺陷，有时甚至出现知识点的讲解高出学生当前认知水平的情况。可汗学院的学生大多是中学生，他们中大多数人并没有掌握听课的技巧，注意力无法长时间集中，容易忽视重点，降低了学生的学习效率。此外，无人看管的学习环境、注意力的时常涣散和自制力的普遍缺乏也可能导致学生学习效率的降低，学生无法全身心投入视频学习的情况时有发生。2 .师生情感交流的缺失师生间的情感交流对拉进学生师生距离、端正学生不良动机、活跃课堂气氛起到重要作用。在可汗学院中，教师与学生仅通过网络进行单向的知识传授，无法进行面对面交流，师生互动的内容也仅仅包含知识，忽视了情感对教育的作用。3 .授课视频质量难以保证可汗学院的学习视频在对同一知识点的讲解中，一般只举一个例题，例题的单一导致学生不会举一反三，对知识点难以融会贯通。限于视频时长，教师只能挑选最具代表意义的题目进行讲解，从而在短时间内尽可能地完成知识点的讲解，可汗学院的视频制作过程十分简单，仅需在电脑安装与绘图软件相连接的数位板，然后进行视频录制与后期处理即可以类似途径制作出的视频并不精良。四、可汗学院对我国教育的启示4.1对我国开展微课的启示"微课”是指按照新课程标准及教学实践要求，以教学视频为主要载体，反映教师在课堂教学过程中针对某个知识点或教学环节而开展教与学活动的各种教学资源的有机组合。可汗学院所包含的翻转课堂某种意义上可以定义为微课的一种形式。从而可汗学院的成功经验对我国的微课发展有重要的借鉴意义。4.1.1控制微课的成本视频的成本将直接影响微课的定价。当前我国微课的录制成本主要包括主讲人、摄像者与摄像器三大部分且需一定的上课空间，而可汗学院的课程视频仅由一个人完成录制，且不需要高昂的录制设备。可汗学院普及的免费微课视频，非常容易得到学生一一特别是家庭贫困学生的推崇，让他们拥有更多的学习机会，能够得到良好的教育资源。反观我国，微课课程大多不仅数量较少，选择范围狭窄，而且价格不菲。所以我国可以借鉴可汗学院的做法，对微课进行成本预估与控制，降低甚至取消微课收费。政府也应当提供专项资金的资助，鼓励名校的教师自设微课。4.1.2增加反馈的环节我国微课的特点是短时间内完成知识点讲解后即结束，缺少学生反馈的环节，学生产生“自己已掌握知识点”的错觉的现象时有发生。可汗学院的做法是知识点讲解结束后，立即进入“连对十题”环节。我国的微课课程结束后也可以增加做题环节,让学生的学习效果得到及时反馈。将线上和线下教育结合，线上集中学生播放视频，这些学习视频由骨干教师录制，线下成立学习社区集中练习。配备学习保姆，当学生遇到疑难问题时进行指导。这是一种新形式的低成本补习班，能有效地解决了我国补习班收费高、教师质量参差不齐等现存问题。我国学生普遍课程任务繁重，可汗学院"连对十题”的反馈方式更为高效，由粗略化题海战术转变精细化题海战术也能行之有效地避免该问题的产生。4.2提高对STEAM教育的重视我国处在社会转型期，需要更多的创新型与综合型人才，需要重视STEAM教育。STEAM教育综合了各相关学科的特点，将知识的获取、方法与工具的应用、创新生产的过程以及情感、态度进行了有机的统一，在培养学生创新思维与实践能力的同时，体现了一种多元学科文化的融合创新。STEAM教育培养的是未来综合型创新人才，我国现处于社会转型期，需要更多的创新型人才，STEAM教育的培养目标与我国发展现状的要求相符合，我国应引起对STEAM教育的重视。本文参考可汗学院的发展，具体给出发展微课的措施；我国微课可以增加反馈环节，记录与跟踪学生的学习情况，并为学生制定一个可行的学习方案；可汗学院的成功离不开可汗学院教育社区的建立，由此我国微课可建立一个教育社区。参考文献lSunP-C,TsaiRJ,FingerG,etal.Whatdrivesasu