朱立明/华东师范大学-旭辉教育博士后科研工作站研究人员，唐山师范学院教育学院副教授，教育学博士；
宋乃庆/西南大学基础教育研究中心教授、博士生导师，华东师范大学-旭辉教育博士后科研工作站合作导师；
黄瑾/华东师范大学教育学部教授，华东师范大学-旭辉教育博士后科研工作站合作导师；
邹晓东/西南大学基础研究中心研究员。
STEAM教育与深度学习具有内在耦合性，STEAM教育蕴含学科融合、问题解决与技术赋能三个核心理念，借助这三个理念可以解决深度学习的难为之困。STEAM教育下深度学习是学生在教师引领下，围绕具有挑战性、融合性与思想性的主题内容，能动地、愉悦地、交互地参与教学活动，在原有经验基础上实现知识的理解、联结与迁移，并将其运用于真实情境下的问题解决，最终形成批判性与创造性的高阶思维能力。STEAM教育下深度学习的基本架构包含主题统整、任务驱动与目标诊断三个要素，其实践路径是借助学科融合理念构建深度学习的主题内容，通过问题解决理念提供深度学习的任务载体，利用技术赋能理念聚焦深度学习的思维目标。
STEAM教育是科学、技术、工程、人文、数学的简称，是信息技术下创新的学科融合教育，但它不仅是将各个学科内容简单地整合在一起，更重要的是将各个学科不同的实践过程和精神内涵进行融合。而深度学习侧重学习的思维方式，指向学生的主动参与学习，以培养学生高阶思维与问题解决能力为主。STEAM教育与深度学习可以辩证地关联在一起，二者可相容相契。STEAM教育在其实施过程中，借助内容的构建与整合形成跨学科的学习目标与学习主题，目标达成与主题教学有助于学生主动获取知识，寻求解决问题的方法，最终可以提高学生解决问题的能力、创新思维能力和合作学习的能力，而这正是深度学习之要义。另则，深度学习契合STEAM教育的核心理念。
一、STEAM教育促进深度学习发生的理据
（一）STEAM教育核心理念的析取
STEAM教育框架呈金字塔形状，包含了五个层级水平，即全面发展水平、跨学科融合水平、学科渗透水平、具体学科水平、学科课程水平（见图1）。其中，全面发展水平是STEAM教育的最终目标，学生能够实现全面发展的素质教育与终身教育；跨学科融合水平完成了科学、技术、工程、人文与数学五大学科的整合，学生能够基于跨学科理念发现、分析和解决问题；学科渗透水平是将人文学科在理科和工科的渗透，学生学习过程中具有情感的投入与美感的追求；具体学科水平讨论科学、技术、工程、人文和数学五个学科之间的相互关系；学科课程水平涉及科学、技术、工程、人文和数学等学科的具体课程。
图1STEAM教育的金字塔层级结构
从STEAM教育的基本框架可以看出，STEAM教育基于跨学科融合，将五个学科的课程知识统整为一个有机整体，在信息技术手段支撑下，以整合的教育方式解决具有现实背景的真问题，通过让学生经历从感性认知到理性思考的过程，联结学生新知与原有概念之间的共性，将新知整合到原有的认知结构中，并拓展认知结构，实现对所学内容的储存、维持与运用，进而培养学生的跨学科思维和问题解决能力。因此，STEAM教育蕴含了学科融合、问题解决与技术赋能三个核心理念。
学科融合有助于生成学习内容整合的深度学习。学科融合主要指学科间互相借换、合作解决问题、保持独立分隔学科之间的沟通桥梁、发展在不同学科之间运作的综合理论、在各分隔的学科之间共同交叠的范围中开发新的领域等一系列活动。学科融合逐渐削弱学科之间的刚性边界和壁垒，实现不同学科之间的相互统整。这种学科统整可以有主次之分，旨在使主导学科在辅助学科的支持下，形成学科教育合力，学生在学习过程中真实地投入其感知觉、意志、价值观、情感，更好地丰富学生学习资源，提升学生的思维能力，拓展学生的学科视野。
问题解决有助于实现学习方式变革的深度学习。问题解决强调对具有现实情境的问题进行解决，其过程强调实践能力和创新能力。《中国教育现代化2035》提出促进创新人才培养方式，培养学生创新精神与实践能力，我国学生发展核心素养也提出实践创新素养，这与STEAM教育是一致的。实践借助问题解决情境的创设，创新指向问题解决策略的选取。问题解决以解决“真情境”里某类问题为核心，判断一个情境是否为“真情境”的标准就在于依据该情境所提出的问题是否揭示学科本质，通过问题解决可以促进学生建立新规则，形成新概念，发现新原理，获得新策略。学生通过自主、合作、探究等学习方式解决实践问题，关注学生个体经验、社会生活、互助交流的发展以及对知识的理解、迁移和创造，在一定程度上为学生实践能力与创新能力的形成提供了可操作性场域和生活化场景。
技术赋能有助于促进学习目标统一的深度学习。技术赋能作为教育信息化的转型，是现代教育教学理论支撑下信息技术在教育中的深度运用的方式，是顺应智能环境下教育改革与发展的必然选择，实现了从工业教育到信息化教育的过渡，能在根本上促进教学方式、学习方式、教学组织形式等的变革。借助技术赋能有利于学生个性化学习的真实发生，可以缓解班级授课制下学生个性化发展的难题，解决统一与个性的矛盾。采用人工智能技术、大数据、VR技术可以为学生构建更具真实性、体验性、交互性的虚实融合的学习环境，增强学生学习的参与程度，关注学生在较高认知水平层次上的心智活动或认知能力，促进学生高阶思维的提升，促进隐性课程目标的有效达成。
（二）深度学习发生的难为之困
深度学习指向学生的主动参与学习，培养学生高阶思维与问题解决能力，是落实核心素养的重要途径。目前，课堂教学中深度学习真实发生存在难为之困。
从学习主题来看，分科课程阻碍了学生对不同学科课程内容的整体把握，不利于学生在头脑中建立学科内容之间的联结，从而使学科内容碎片化、孤立化。分科课程为主的基础教育课程与教学体系中，学科内容构成比较单一，基本上以教科书内容为主，过于重视知识与技能的习得，而体现学生交流、批判能力、创造能力以及学习策略方面的内容和活动较少。相关学科之间内容缺乏整合，从形式上割裂了学科之间的相互联系，按照学科逻辑组织课程内容，与学生的现实生活相去甚远，难以激发学生的学习兴趣。
从学习方式来看，深度学习倡导对所学知识的深度理解，旨在培养学生对真实、复杂问题的解决能力，侧重对问题情境素材的分析与提取，解决问题策略的选择与优化，这个过程关键在于知识的迁移，而非将问题解决转换成对知识的机械记忆。在应试教育的影响下，问题解决中呈现去过程、去情境的现象在本质上剥夺了学生自由发展的空间，消解了学科经验、学科思想和学科关键能力发展的过程，这是应试教学的通病。而学生在学习中注重问题形式的固定化、问题答案的标准化、问题完成的快速化，导致学生的问题解决能力并没有得到真正培养，浅层学习下一些简单重复的、非反思性的、封闭式问题解决不利于深度学习的发生。
从学习目标来看，深度学习强调提升学生的高阶思维，目前的一些课堂教学是披着深度学习“外衣”的学习活动，以机械记忆和反复操练为主，缺少深度思维加工，导致学习成果多以复制为主，难以迁移和深化。在浅表学习环境中，显性知识依然是学生学习获取的主要内容，记忆能力在学生学习过程中扮演重要角色，知识背后的学科思想与学习能力、理解力被排挤于边缘位置。这导致学生依旧以“知识至上”为目标导向，以知识记忆和技能训练为主，学生的学习内容缺少“灵魂”，高阶思维尤其是学生的创新意识与批判思维缺失。
（三）STEAM教育核心理念促进深度学习的发生
深度学习是对学习样态的质性描述，是借助人文的学习方式进行的一种整体学习过程，这个过程可以从学生的认知结构、实践能力与复杂情感三个维度开展。STEAM教育的学科融合、问题解决与技术赋能可以为深度学习提供基础。
首先，学科融合可以完成学问性知识与体验性知识、单一性知识与融合性知识、理论性知识与实践性知识的相互转化与融通，使学生具备综合性知识。STEAM教育学科融合理念在内容上的整合性满足深度学习的主题教学之维，有效构建学生认知结构，与深度学习所要求的学生积极参与体验学习过程并积累基本活动经验相契合，可以帮助学生在深度学习中获得系统化、联结化与生活化的知识结构，该知识结构承载着分析与综合、归纳与演绎、分类与比较的方法，从而引导学生树立关于世界的整体性认识和全息观念。
其次，借助实践性与创新性问题解决，为学生提供真实的学习情境和问题场域，增强学习者的内在学习动机，激励学生自主学习愿景，发展学生深刻理解和灵活运用知识综合解决现实问题能力。STEAM教育问题解决理念在形式上的情境性，契合深度学习能力培养之维，促进学生实践能力的形成，尤其侧重培养学生在跨学科现实情境中对问题的分析与思考，这和深度学习本质一致。STEAM教育问题解决理念关注学生在知识理解基础上的迁移和运用，能够培养学生在深度学习中运用已有知识、技能解决实际问题,从而发展学生的实践能力。
最后，技术赋能帮助教师改善教学环境，构建智慧课堂教学，借助现代化信息技术教育手段，提高学生课堂参与度，注重对学生思维的关注度，实现让学生经历从感性认知到理性升华。STEAM教育技术赋能理念在手段上的信息化指向深度学习的目标达成之维，能够观照学生学习过程中的复杂情感。学生参与、体验与理解，建立跨学科的知识结构体系，实现对所学内容的储存、维持与运用，培养学生的高级思维。STEAM对“重显性、轻隐性”“重行为、轻认知”分裂式学习目标解构，建构利于批判质疑与创新思维，有助于学生像学科专家那样进行深入的思考，提升反思能力与质疑精神，实现深度学习的思维提升。
二、STEAM教育核心理念下深度学习的基本架构
STEAM教育理念下深度学习基本架构涵盖主题统整、任务驱动、目标诊断，即“3T”结构。主题统整表现为挑战性、融合性与素养性，任务驱动表现为理解性、关联性与迁移性，目标诊断表现为批判性、持续性与高阶性。
（一）主题统整：学科融合理念下深度学习的基本抓手
主题统整指向学科融合理念下深度学习的认知结构层面，是其发生的基本抓手。首先，促进深度学习发生的教学活动必须围绕具有一定挑战性的主题内容来展开设计，有挑战性的主题内容体现学科的本质，蕴含基本学科思想与方法，是知识结构中的核心内容。其次，通过融合性内容的学习，学生能够建立学科与学科之间的有效联结，规避孤立、罗列、分散的知识点，需关注“点”的分布，借助“线”的贯穿，形成“面”的支撑，构建“群”的凝聚。通过相互统摄、交叉联结，从单一的、预设的、静态知识观转向综合的、生成的、动态的知识观，解决知识的无限与学习时间有限的矛盾。而后，深度学习的主体内容体现了学科内融合与跨学科融合，缓解了不同学科之间知识结构的差异与冲突，使融合内容形成教育合力。最后，深度学习的主题统整应促进核心素养的落实，在内容统整过程中要凸显解决复杂情境中实际问题所需要的素养，注重学习内容中个体与学科、个体与个体、个体与情境的关系，彰显主题内容与学生全面发展之间的动态结合，促进学生在不同阶段核心素养的进阶发展。
（二）任务驱动：问题解决理念下深度学习的关键载体
任务驱动指向问题解决理念下深度学习的实践能力层面，是其发生的关键载体。一方面，深度学习需要在具有现实意义任务的教学活动中完成，发挥学生的主观能动性，并将其外界学习任务有效结合。学生在完成任务的过程中，对知识进行深层次理解，探寻知识之间的逻辑意义，在原有的知识基础之上辨思质疑，审视批判，从而实现对知识及其意义的理解，这种理解不只是对某些单一知识点的理解，还是对一组具有相同或相似特征知识群的理解。另一方面，学习任务的达成，依赖于知识的迁移，这是实现知识向学生经验与能力转化的过程。碎片化、孤立的知识难以产生新知，迁移使知识结构成为自我再生的动态系统，通过联想推演、提取应用、构造创新，引导学生实现知识内化，以新情境作为问题解决的载体，构建新知与未知的联系，为学生提供从熟悉情境到陌生情境的知识迁移之路。
（三）目标诊断：技术赋能理念下深度学习的重要旨归
目标诊断指向技术赋能理念下深度学习的复杂情感层面，是其发生的重要旨归。深度学习的目标诊断是基于当前教育对学生学习体验与参与、批判思维与情境化环境培养缺失的回应。学生往往迫于“权威”，批判性就是提供更多的机会让学生从学科融合视角发现问题、提出问题、分析问题、解决问题，从而培养学生的反思意识与批判思维。深度学习的目标应观照学生的情感、态度与价值观，采用持续评价对学生深度学习的目标进行及时的、不间断的监控与管理。根据具有一定序列的课时目标，设计不同层次不同水平的评价，对各认知层次与学习水平的学生进行持续评价。此外，深度学习目标诊断应聚焦学生高阶思维的培养，高阶思维是一种以学科要素为对象，以学科术语为工具，以教学活动为载体，以学科规律为旨要的积极主动的思考模式。这种思考模式强调学生在学习过程中面临待解决问题时做了什么以及为什么这么做。高阶思维是要实现深层次的信息加工与整合，从而形成不同抽象思维的相互结合。
三、STEAM教育核心理念下深度学习实践路径
（一）借助学科融合理念构建深度学习的主题内容
深度学习的主题内容是学科领域中具有共同要素的关键内容，学生通过学习这些主题内容可以形成连贯、稳定、概括、融合的知识结构。学科融合可以让学生在已有知识经验基础上更好地对主题内容进行改造、拓展、重构、整合和迁移，形成丰富、深刻的认知结构。
从纵向上来看，要注重STEAM教育全面发展水平、跨学科融合水平、学科渗透水平、具体学科水平、学科课程水平等五个层级水平的有效衔接与过渡，调整学科课程内容与教材的内在逻辑，主题内容确定要指向核心素养，以跨学科课程内容为明线，以核心素养为暗线，强化新旧知识之间的关联。从横向来看，要注重相互分离、各成系统的学科之间的联系与统整，观照学科课程内容交叉融合，将不同学科知识整合成统一的整体。需要指出，学科融合绝不是盲目地将不同学科内容进行简单堆积或拼凑，而是要对相关内容进行重构及整合，形成学习主题，在深度学习过程中培养学生对知识结构把握的全局意识，形成动态知识观，促进学生形成跨学科的综合素养。
（二）通过问题解决理念提供深度学习的任务载体
深度学习强调培养学生将一个特定情境中学习到的内容运用于新情境，解决新问题。真实问题解决为学生深度学习中形成实践能力提供了任务载体，通过给予学生明确的、挑战性的学习任务，借助问题导向的任务增强学生学习活动的参与性。以真实问题解决驱动学习活动的开展，学生不仅能够理解与批判性地获得新知识，实现知识的迁移运用，还能掌握实践的方法和规范，体验实践的过程和模式。
真实问题解决要具备两个基本条件。第一，真实问题要包含真实情境。真实问题情境承载的真实任务需与生活相联系，在一定程度上可以避免问题的去情境化与再情境化，促进学生认知结构中已有的知识在新的问题情境中合理迁移和生长发育。同时，真实问题情境要与学生的经验和前概念有冲突，这样在解决冲突的过程中才能够引起学生的探究欲望与参与兴趣。第二，真实问题要能够促进学生实践能力的培养。通过创设充满挑战、能够激发学生深度思考的关键问题，增强实际问题与课程内容、教学活动和能力培养之间的关系，便于拓展学生解决问题的思路，在问题解决过程中实现学生知识结构的外显，培养学生实践能力。
（三）利用技术赋能理念聚焦深度学习的思维目标
深度学习需要学生在活动中积极体验，在体验中所积累的经验基础上，经过反思获得对事物的理性认识，进而帮助学生形成批判与质疑、分析与综合、归纳与演绎、分类与比较等高阶思维。技术赋能可以推进信息技术与教育的深度融合，改变学生的学习环境，提供智慧课堂学习体验，为学生高阶思维提升的目标达成奠定基础。
技术赋能可以促进学生高阶思维的培养与评价。一方面，借助AR、MR、VR等触感技术构建不同的学习情境，通过不同情境的切换，学生能够反复经历去情境与再情境学习，这为学生获得个性化发展和体验式学习提供环境支撑，在这种环境下，学生不仅能够在体验、认知、情感等方面产生变化，还有助于学生学科核心素养和高阶思维的提升。另一方面，通过运用大数据采集学生的数据信息建成“互联网 教育”大平台，实现学生学习过程记录、存储、分析与可视化，对学生在学习过程中的思维变化精准“画像”，这种画像既可以让学生了解自己的学习状态与思维发展水平，还能有助于教师选择教学策略，优化教育过程，从动态的视角对学生的高阶思维能力作出评价，充分发挥评价的诊断功能，促进学生高阶思维能力的良性发展。
总而言之，本研究借助学理分析与思辨，阐释了STEAM教育下深度学习的理据，构建了STEAM教育下深度学习的基本架构，其中包含主题统整、任务驱动与目标诊断的“3T”结构，探索了STEAM教育下深度学习实践路径。诚然，目前研究尚有不足，虽然初步形成了STEAM教育下深度学习的基本结构，但是对于怎样从表现形式中获取其观测指标，各维度与指标之间的权重为多少等这些问题都将是我们后续研究的重点。
（本文编辑：徐华楠）
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