STEAM教育：整合策略和设计思维的指数效应

摘要：智慧教育作为教育信息化2.0发展的新目标已经得到了共识，并成为推动信息化又一轮创新发展的新浪潮。随着人工智能技术的快速迭代更新，智慧教育作为教育信息化的高端形态，其中的各要素皆以指数级速率增长爆发，为智慧教育跃升为指数教育提供了机遇。因此，在指数思维引领下，智慧教育的创新发展成为新诉求。鉴于此，文章对指数思维深度融合智慧教育展开了理论探究。首先，概述了智慧教育的核心内涵与特征，并解析了指数思维创新需要摒弃零和思维、跳出线性思维、破解帕累托思维、强化多元思维。在此基础上，从顶层设计和适切性两个角度，贯穿文化智慧、数据智慧与教学智慧三大智慧来透析指数思维赋能的智慧教育，进而提出指数思维在智慧教育系统中的映射。最后，列举了若干颇具指数效应的学习方式与学习技术，旨在探寻指数思维在智慧教育中可为的创新，助力智慧教育的迭代优化，以期为智慧教育跃升为指数教育提供可行的设计思路和借鉴意义。

关键词：指数思维；智慧教育；人机协同；思维创新；指数效应

1.STEAM教育：整合策略和设计思维的指数效应

智慧教育的创新发展需要跨学科深度融合，STEAM教育为指数思维增能智慧教育提供了支点。指数思维的本质特征要求以点的形式展开扩散，并建立多样化的泛在交互，实现互联互通，从而产生指数级增长的指数效应。STEAM的跨学科、项目制、多社会群体等特性满足了多类型点的特性[25]，且各点之间的交互必须在真实情景中进行实践，无缝连接才能加强学科间的联系，借助整合策略和设计思维来提高学生的学习能力，最终达到指数效应。

整合策略是指面对相互冲突甚至对立的模式时不是简单地进行选择，而是能够进行建设性的思考，创造性地解决它们之间的冲突，不以牺牲一方为选择另一方的代价，而是以创新的形式来消除对抗，形成一个既包含已有模式的某些成分但又优于已有模式的新模式[26]。该种策略摒弃了零和思维中社会整体利益不会增加的缺陷，在寻求创造性解决方案的过程中，这也是唯一适用的工具，虽然错误不可避免，但整合思维者会不断尝试，通过多个不同的原型和几次迭代后得到创造性方案，再运用创成式推理从解决方案—结构—因果—凸显一路返回去验证，最终达到满意的解决方案。这一系列的整合过程体现了技术整合度、师资整合度和内容整合度，集聚了大量的参与群体智慧，不是线性累加的关系，促进了全过程每一流转环节的价值倍增，从而达到指数效应。

另一方面，STEAM教育重在设计思维的培育，与整合策略有着异曲同工之妙。设计思维也具有专属的问题解决思路，移情（同理心，找准需求）——学会发现真实问题（重新定义，找准问题）——头脑风暴（创意问题解决方案）——把脑子里的想法“拿”出来试错优化（学会试错）——公开展示（收集建议）[27]。从设计思维的问题解决思路来看，也满足点的多元性，且每一点也会继续分裂为若干个点，产生一生二、二生三、三生万物的效应，且各个点之间会不断展开交流互通，都具有自主性，也终将产生指数效应。

统而言之，以整合策略和设计思维的STEAM教育把跨学科知识（公民科学素质教育、嵌入式课程、项目型课程、整合性学学科等）融合带到现实中，让多主体协同参与，用自己的力量创造改变，多类型参与主体的交互必将产生指数级价值，从而造就指数效应。

2.基于核心素养的评估：能力导向价值观的指数效应

2012年，美国国家研究委员会发布的《为了生活和工作的学习：在21世纪发展可迁移的知识与技能》报告中，将深度学习定义为一个过程而非结果，其中以能力为基石的核心素养正是通过深度学习过程产生的学习成果。它强调以认知、自我、人际三方面为主的可迁移的知识与技能，既包括探究能力、批判性思维、审辨与创造思维等“认知性素养”，又包括自我管理、组织能力、人际交往等“非认知性素养”。在智慧教育教学中，巧妙利用“能力导向”这一价值取向，对教育主体核心素养进行多维、全方位的评估，将会促进核心素养的提升，从而达到指数效应。

目前，我国大部分学校都是以成绩作为衡量学生的主要评估指标，部分走在教学改革前沿的学校也更侧重于批判性思维、问题解决等认知领域能力的评估，而忽视了自我管理与人际交往能力的发展。在智慧教育境域下，祝智庭教授提出了以“以测识学、以绘视学、以评辅学”为理念的智慧评估，它主要借助构量理论

（ConstructTheory）解读监测变量所表征的实质意义，借助数理统计解读监测数据的潜在价值，借助科学技术实现上述过程自动化、静默化，实现全程评估、深度挖掘与结果可视化[28]。因此，在推行中国教育教学改革发展时，要充分利用指数技术增能的智慧评估，发挥以核心素养为导向的引领作用，着重对高阶能力进行评估与测量，以促进核心素养评估由教育理念走向教育实践的进一步发展。除此之外，智慧评估所呈现出的全程化、多元化、多维度、主体化以及结果可视化等特性，也将使得智慧教育产生的教学效益最大化。

核心素养乃是深度学习产生的结果，以聚合的能力结构代替松散的知识集合，具有解决复杂问题、生成有用知识的持久活力。基于核心素养的教育评估对于教育教学改革与创新具有导向作用，因此，具有发展指数教育的巨大潜力。

 

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