體現(xiàn)STEM教育特征的中職Flash實訓(xùn)教學(xué)設(shè)計獲獎科研報告

體現(xiàn)STEM教育特征的中職Flash實訓(xùn)教學(xué)設(shè)計獲獎科研報告摘要：當(dāng)前越來越多的教育工作者開始關(guān)注STEM教育，其具有四大主要特征：綜合性、融合性、情境性、創(chuàng)新性。STEM教育主張參與課程的學(xué)生能夠進行以基于問題解決的學(xué)習(xí)，同時獲得實踐性課堂體驗，以此提高學(xué)生的設(shè)計能力和解決問題的能力。當(dāng)前，中職Flash實訓(xùn)教學(xué)的常態(tài)問題較多，包括教學(xué)方法單一、知識融合性低、教學(xué)情境欠缺、創(chuàng)新意識不強等。通過研究發(fā)現(xiàn)，有效融合STEM教育能將Flash實訓(xùn)課傳統(tǒng)的“模仿式教學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤鞍l(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)”，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，有效調(diào)動學(xué)習(xí)積極性和主動性，增強團隊意識與創(chuàng)新能力，從而使學(xué)生想學(xué)、樂學(xué)、會學(xué)。

關(guān)鍵詞：中職動漫STEM教育Flash實訓(xùn)

一、STEM教育的發(fā)展及特征

STEM教育是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineer）和數(shù)學(xué)（Mathematics）教育的簡稱。2006年時任美國總統(tǒng)布什在其國情咨文中公布《美國競爭力計劃》，提出知識經(jīng)濟時代教育目標(biāo)之一是培養(yǎng)具有STEM素養(yǎng)的人才，并稱其為全球競爭力的關(guān)鍵。STEM教育作為美國為提升國家競爭力和勞動力創(chuàng)新能力而提出的一項國家教育戰(zhàn)略，重點旨在打破學(xué)科領(lǐng)域邊界，培養(yǎng)學(xué)生的科技理工素養(yǎng)。

近幾年來，我國對STEM教育日益重視。2015年9月，國家教育部發(fā)布的《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導(dǎo)意見》明確指出：鼓勵探索STEAM教育、創(chuàng)客教育等新教育模式，使學(xué)生具有較強的信息意識與創(chuàng)新意識。由此可見STEM教育在中國未來教育行業(yè)中的重要性。

目前STEM教育已成為國內(nèi)外教育界關(guān)注復(fù)合型創(chuàng)新性人才培養(yǎng)、勞動力水平提升的熱點課題，它具有以下幾個主要特征：

（一）綜合性

從教育目標(biāo)來說，STEM教育的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。美國教育學(xué)者Morrison對STEM教育的培養(yǎng)目標(biāo)給出了一個概述，認為學(xué)生最終應(yīng)該具備以下幾種能力：解決問題的能力、創(chuàng)新的能力、發(fā)明的能力、自力更生的能力。簡單地說，基于STEM思想的教育應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和科技理工素養(yǎng)[1]。

（二）融合性

從課程內(nèi)容上看，STEM教育并不是科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育的簡單疊加，而是要將四門學(xué)科內(nèi)容組合形成有機整體，以更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實踐能力。同時運用這四門學(xué)科的相關(guān)能力，把學(xué)到的零碎知識與機械過程轉(zhuǎn)變成探究真實世界相互聯(lián)系的不同側(cè)面的綜合能力。

（三）情境性

STEM教育具有情境性特征，它不是把抽象知識枯燥地灌輸給學(xué)生，而是把知識融入生活，通過學(xué)生解決身邊的問題來完成教學(xué)。教師在設(shè)計STEM教學(xué)任務(wù)時，一方面要基于真實的生活情景，另一方面要蘊含所需的結(jié)構(gòu)化知識。這樣，學(xué)生在解決問題的過程中，不僅能獲得知識，還能獲得知識的社會性、情境性及遷移運用的能力。情境性問題的解決，可以讓學(xué)生體驗真實的生活，獲得社會性成長[2]。

（四）創(chuàng)新性

STEM教育強調(diào)學(xué)生用創(chuàng)新性思維完成教學(xué)任務(wù)，達到促進知識融合與運用的目的，從而能更好地理解任務(wù)要求并解決問題。STEM課程設(shè)置多樣化且具有挑戰(zhàn)性，可以滿足不同層次學(xué)生的需求，學(xué)生有大量的機會自主設(shè)計并開展研究項目，為發(fā)展不同學(xué)生的高階思維技能奠定了基礎(chǔ)。所謂高階思維技能，即指解決問題、科學(xué)決策、批判性思考和創(chuàng)新性思維的能力[3]。在這個過程中，學(xué)生學(xué)習(xí)知識、鍛煉能力、提高STEM素養(yǎng)，因此創(chuàng)新性是STEM教育的又一核心特征。

二、中職Flash實訓(xùn)教學(xué)的常態(tài)問題

Flash動畫制作課程是為適應(yīng)計算機多媒體產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求，提高學(xué)生創(chuàng)建交互的多媒體內(nèi)容的一門課程，其目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生平面動畫設(shè)計創(chuàng)意的思維和技巧，成為計算機動漫方向的技能型、應(yīng)用型人才。實訓(xùn)課要求在教學(xué)中注重學(xué)生職業(yè)技能的培養(yǎng)，為企業(yè)輸送實用型人才。但Flash實訓(xùn)課教學(xué)現(xiàn)狀不盡如人意，往往學(xué)生在教師演示講解后能完成預(yù)期任務(wù)，卻無法在課后獨立設(shè)計制作動畫，導(dǎo)致畢業(yè)生動手能力與創(chuàng)新能力與企業(yè)要求相差甚遠。通過這幾年對Flash實訓(xùn)課的教學(xué)思考與實踐總結(jié)，歸納其主要原因如下：

（一）教學(xué)方法單一

目前，中職學(xué)校開設(shè)Flash技能課所用的教學(xué)方法，仍然沿用傳統(tǒng)的“教師講授-教師演示-學(xué)生上機練習(xí)”教學(xué)模式，通常是先講解知識點或工具的使用，然后安排學(xué)生上機操作鞏固所學(xué)內(nèi)容。教學(xué)過程可簡單歸納為三個步驟：提出知識點，舉例說明，實踐練習(xí)。這樣的教學(xué)方式下，在學(xué)期末課程結(jié)束時，學(xué)生僅僅處于掌握碎片化知識的狀態(tài)，無法全面了解創(chuàng)作Flash作品的全過程，離獨立創(chuàng)作作品有著相當(dāng)大的差距。顯然，這種傳統(tǒng)的教學(xué)方法不利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

（二）知識融合性低

傳統(tǒng)的Flash動畫制作教材的編寫思路是“軟件的安裝，軟件新功能，基本概念，軟件界面的認識及工具的使用”等，教材知識點較為分散。如果教師按照書本知識點的要求照搬照抄教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)之后僅掌握其中的一些技能操作，但無法將知識點串聯(lián)，難以承擔(dān)實際項目的開發(fā)，與企業(yè)的人才要求存在較大的差距。實際上，一個完整的動畫作品包含眾多組成元素：繪制動畫元件、制作整個動畫場景、導(dǎo)入和編輯音樂、添加文字、制作按鈕、發(fā)布動畫與后期編輯等。這些組成元素包含軟件技術(shù)、藝術(shù)底蘊、文學(xué)修養(yǎng)、數(shù)學(xué)知識、科學(xué)文化、工程設(shè)計等方面。只有將這些知識點有機融合、串聯(lián)，才能讓學(xué)生真正掌握知識的綜合應(yīng)用能力。按照美國教育家布魯納的設(shè)想，一門學(xué)科不僅應(yīng)該教專門的課題或技能，還應(yīng)該使學(xué)生弄清楚學(xué)科知識組成的基本結(jié)構(gòu)。在他看來，學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)就是學(xué)習(xí)事物是怎樣相互關(guān)聯(lián)的。

（三）教學(xué)情境欠缺

很多教師在Flash實訓(xùn)教學(xué)過程中只是簡單地向?qū)W生演示操作步驟，教學(xué)內(nèi)容脫離了與現(xiàn)實生活的聯(lián)系，課堂氣氛沉悶枯燥，導(dǎo)致很多學(xué)生認為課堂缺乏樂趣，因此學(xué)習(xí)的積極性不足。另外，中職階段的學(xué)生思維往往以形象思維為主，抽象思維能力存在一定的欠缺，在學(xué)習(xí)抽象的Flash腳本語言時，很多學(xué)生在學(xué)習(xí)與理解上存在一定的困難。如果教師能夠創(chuàng)設(shè)生動、有趣的教學(xué)情境，就可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，從而提高教學(xué)效率。（四）創(chuàng)新意識不強

傳統(tǒng)的Flash綜合實訓(xùn)課，教師會給所有學(xué)生制定相同的教學(xué)任務(wù)，并事先框定好整個作品的腳本，包括給定人物形象設(shè)定和故事情節(jié)流程。學(xué)生實訓(xùn)時不需要思考作品各種組成元素，只是按照教師的預(yù)設(shè)條件去完成作品。青少年天性中的好奇、幻想、求知欲容易遭壓制，長久被動接受知識會形成惰性，不能主動積極思考問題，也缺乏創(chuàng)新能力。事實上，現(xiàn)階段有越來越多的教育學(xué)家提倡“發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)”，即學(xué)生在教師的啟發(fā)引導(dǎo)下按自己觀察事物的特殊方式去表現(xiàn)學(xué)科知識的結(jié)構(gòu)。教學(xué)的主要目的就是要學(xué)生親自參與所學(xué)知識的體系建構(gòu)，自己去思考，自己去發(fā)現(xiàn)知識。

三、體現(xiàn)STEM教育特征的Flash實訓(xùn)教學(xué)設(shè)計

STEM教育強調(diào)以學(xué)生為中心，即在教師指導(dǎo)下，學(xué)生通過自己設(shè)計解決方案，采取多樣性的方法解決問題。在這一過程中，學(xué)生獲取知識較為系統(tǒng)化、多元化，能使學(xué)生充分強化邏輯思維、創(chuàng)新思維并有效地解決實際問題。所以，在Flash實訓(xùn)教學(xué)設(shè)計中，必須要體現(xiàn)對學(xué)生能力和素質(zhì)的培養(yǎng)，同時要突出知識之間的融合性。筆者歸納出體現(xiàn)STEM教育理念的Flash綜合實訓(xùn)課教學(xué)流程可分為6個步驟執(zhí)行，見圖1。

下面結(jié)合具體教學(xué)案例來說明融合STEM教育理念的實訓(xùn)課如何設(shè)計。參照圖1的教學(xué)模型，根據(jù)《Flash動畫與設(shè)計綜合實訓(xùn)》中制作主題為“體育運動”的實訓(xùn)項目，學(xué)生以小組為單位，運用STEM四方面知識研究問題并收集相關(guān)問題的解決技術(shù)和數(shù)據(jù)等。學(xué)生利用相應(yīng)的技術(shù)和分析的數(shù)據(jù)，設(shè)計出解決問題的方案。具體教學(xué)設(shè)計如下：

（一）創(chuàng)設(shè)情境

首先，教師需要依據(jù)動漫專業(yè)教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)設(shè)真實的教學(xué)情境，預(yù)設(shè)一個與生活息息相關(guān)的實際問題。學(xué)生的學(xué)習(xí)是基于現(xiàn)實情境的，就能很自然融入并接受，問題構(gòu)成了驅(qū)動學(xué)習(xí)的核心。教師構(gòu)建的學(xué)習(xí)任務(wù)應(yīng)該是非良構(gòu)的，這也是STEM教學(xué)設(shè)計模式的核心和立足點。它需要學(xué)生面對學(xué)習(xí)任務(wù)能夠進行獨立思考，能夠通過理性思維、創(chuàng)造性思維，在實訓(xùn)過程中有效地解決問題。在本次“體育運動”動畫實訓(xùn)中，教師采用校園社團組織的“球場爭霸賽”作為故事講述背景，假設(shè)在籃球決賽關(guān)鍵時刻，本班學(xué)生張某突破重重防守后投入致勝一球，想請同學(xué)們設(shè)計一個完整的運球、突破、上籃的Flash動畫。教師通過創(chuàng)設(shè)校園身邊的故事情境吸引學(xué)生的關(guān)注，學(xué)生能帶著極高的學(xué)習(xí)熱情進入本節(jié)課的學(xué)習(xí)。

（二）分析問題

S（科學(xué)）的目標(biāo)就是找到與一系列現(xiàn)象相關(guān)的單一、連貫并且綜合的理論。在“球場爭霸賽”這個教學(xué)任務(wù)中，學(xué)生設(shè)計動畫時需要分析的S（科學(xué)）原理有很多，主要包含球與人兩大方面，包括籃球在空中的拋物線軌跡、球被拍打到地面時的發(fā)生的形變、人在跑動與起跳時肢體各部位的擺動節(jié)奏、拍球速度與人跑動時速度之間的關(guān)聯(lián)等。學(xué)生可以通過查閱資料、實地觀察、親身體驗等方式掌握相關(guān)知識。

（三）數(shù)據(jù)處理

STEM教育理念中，M（數(shù)學(xué)）素養(yǎng)指學(xué)生在發(fā)現(xiàn)、表達、解釋和解決多種情境下，對數(shù)學(xué)問題進行分析、推斷和有效交流思想的能力。在完成“球場爭霸賽”動畫設(shè)計中，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)可以分兩方面完成：一方面，學(xué)生在設(shè)計“球場爭霸賽”時需要事先分析和設(shè)定相關(guān)數(shù)據(jù)，比如動畫中進攻與防守人物的跑動位置坐標(biāo)、方向、跑動速度、起跳高度和拍球頻率等都屬于需要處理的數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)之間存在著一定的關(guān)聯(lián)。另一方面，F(xiàn)lash是一種交互式強的動畫軟件，ActionScript腳本就是Flash內(nèi)置的腳本語言，它實現(xiàn)了交互性、數(shù)據(jù)管理及其他許多功能，學(xué)生在編程過程中將會涉及大量的數(shù)學(xué)思維。

（四）設(shè)計方案

利用精心創(chuàng)設(shè)的校園情境“球場爭霸賽”來聯(lián)系現(xiàn)實，以學(xué)生熟悉的籃球賽為紐帶，學(xué)生設(shè)計解決問題方案的過程體現(xiàn)了STEM教育的E（工程）素養(yǎng)。教師在提出任務(wù)之后，為了防止學(xué)生漫無目的地設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生分析任務(wù)是至關(guān)重要的。引導(dǎo)學(xué)生將該任務(wù)分成幾個小任務(wù)：第1個問題是“快速運球”，隨后的第2個問題是“突破防守”，第3個問題是“投籃命中”。這種進階式的引導(dǎo)讓學(xué)生很好地明確問題并制訂設(shè)計方案。同時教學(xué)任務(wù)的設(shè)置是開放式、非良構(gòu)的，學(xué)生對動畫劇本的設(shè)計會不盡相同。比如在設(shè)計人物形象、賽場環(huán)境、背景聲音、男生運球的節(jié)奏與動作、突破防守的角度與方式、在球場上跑動的速度與路線、投籃的高度與姿勢等組成元素時，學(xué)生都會按照自己的理解去創(chuàng)作具有獨特個性的作品。

（五）實踐驗證

在教學(xué)過程中，每位學(xué)生都扮演動畫設(shè)計師的角色，在制作動畫時會面臨使用哪些軟件、哪些功能、先做哪一步等各種問題，從動漫企業(yè)的視角來觀察，每個步驟都對應(yīng)著T（技術(shù)）的體現(xiàn)。Flash動畫技術(shù)的核心思想之一是圖層復(fù)合的時間線思想，即用“幀”做時間的基本單位，用“圖層”復(fù)合的方法組織“舞臺內(nèi)容”來構(gòu)成動畫序列。這就需要學(xué)生合理使用不同的動畫技術(shù)，包括逐幀動畫、引導(dǎo)線動畫、遮罩動畫、形狀漸變動畫、動作漸變動畫等，通過這些元素的不同組合，從而可以創(chuàng)建千變?nèi)f化的“球場爭霸賽”場景動畫。最終設(shè)計出個性化的作品能使學(xué)生獲得巨大的成就感，同時能維持和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機，保持持久的學(xué)習(xí)好奇心。

（六）反饋評價

在完成教學(xué)任務(wù)后，教師組織通過現(xiàn)場或在線分享、交流平臺，讓學(xué)生展示自己創(chuàng)造的Flash媒體作品，交流作品的過程與收獲，也可以通過觀看其他同伴的作品，開闊創(chuàng)作思路，汲取再創(chuàng)作的靈感。對于學(xué)生教學(xué)任務(wù)完成情況的評價方式是多樣的，可以通過自我評價、生生互評、教師點評、過程評價等方式組合完成。恰當(dāng)?shù)姆答佋u價可以使學(xué)生更清晰地掌握自己的實際情況，利于激發(fā)他們學(xué)習(xí)的動力、挖掘?qū)W習(xí)潛能、改進學(xué)習(xí)策略。

此教學(xué)設(shè)計重視學(xué)生的主動參與和結(jié)果的開放性，體現(xiàn)了STEM教育的基本要求。參與課程的學(xué)生能夠進行建立基于問題解決的學(xué)習(xí)，同時獲得實踐的課堂體驗，以此可以讓學(xué)生更好地感受和理解科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四大領(lǐng)域之間的緊密關(guān)系，幫助其全面掌握知識和運用知識。

四、結(jié)語

通過這樣的Flash綜合實訓(xùn)課可以看出，STEM教育是一種典型的建構(gòu)主義教學(xué)實踐：為學(xué)習(xí)者提供學(xué)習(xí)情境，讓他們積極地建構(gòu)知識，從而強化對知識的記憶和促進遷移。它的基本原則就是解決真實的、有意義的問題，充分強調(diào)學(xué)生的主體地位，轉(zhuǎn)變教師傳統(tǒng)的“你跟著我做就行