STEAM，玩的就是學(xué)科“跨界”

陳瑩

幾個(gè)發(fā)光二極管、幾根導(dǎo)線、幾只彩色小燈泡，加上開關(guān)、門鈴、木板、小車輪、各種各樣的裝飾材料……吳俊杰老師在黑板上畫了一張串聯(lián)電路圖，十一二歲的孩子們就開始忙不迭地鼓搗起來。一節(jié)課下來，可以掛在門上的圣誕節(jié)松柏裝飾花環(huán)、門鈴，會跑會“相撲”的簡易遙控小汽車……五花八門的作品堆滿了“工作臺”。這是北京景山學(xué)校六年級一節(jié)普普通通的信息技術(shù)課，它還有一個(gè)很“高大上”的名字—中小學(xué)STEAM教育課程。如今這個(gè)教育課程已經(jīng)走進(jìn)了我國包括北京清華大學(xué)附中、人民大學(xué)附中、上海中學(xué)、上海外國語大學(xué)附中等在內(nèi)的600余所中學(xué)。

美國STEAM課進(jìn)中國 或成教育發(fā)展新方向

STEAM教育是美國政府提出的教育倡議，被譽(yù)為美國的“素質(zhì)教育”。“STEAM”是5個(gè)單詞首字母的縮寫：Science（科學(xué)）、Technology（技術(shù)）、Egineering（工程）、Arts（藝術(shù)）、Maths（數(shù)學(xué)）。它由上世紀(jì)80年代美國為提升國家競爭力、勞動(dòng)力、創(chuàng)新力而提出的“STEM”教育戰(zhàn)略衍生而來，旨在打破學(xué)科領(lǐng)域邊界，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。2011年，美國維吉尼亞科技大學(xué)學(xué)者Yakman第一次在研究綜合教育時(shí)提出將“A”（藝術(shù)）納入進(jìn)來，這個(gè)“A”，廣義上包括美術(shù)、音樂、社會、語言等人文藝術(shù)?！癝TEAM”逐漸發(fā)展為包容性更強(qiáng)的跨學(xué)科綜合素質(zhì)教育。

近兩年，STEAM教育越來越受到我國教育界關(guān)注。2015年9月，教育部發(fā)布《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進(jìn)教育信息化工作的指導(dǎo)意見（征求意見稿）》，談到未來5年對教育信息化的規(guī)劃時(shí)，提出學(xué)校要探索STEAM教育、創(chuàng)客教育。2015年10月，上海接連舉辦了兩場與“STEAM教育”有關(guān)的活動(dòng)。目前，全國已有600余所中學(xué)引入了STEAM教育課程。

“STEAM教育是現(xiàn)代社會科技發(fā)展的產(chǎn)物?，F(xiàn)代社會的發(fā)展越來越依賴于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對人的科技素養(yǎng)要求越來越高?！北本煼洞髮W(xué)教育技術(shù)學(xué)院教授余勝泉告訴記者，“我們在現(xiàn)實(shí)生活中遇到的問題越來越具有綜合性，這就要求人們必須具有跨學(xué)科的綜合素養(yǎng)，才能在現(xiàn)代社會很好地生存。另一方面，改革開放30年來，我國的基礎(chǔ)教育已從規(guī)模擴(kuò)張階段，過渡到追求質(zhì)量的現(xiàn)代化教育階段，過去以講測考練為主的應(yīng)試教育模式已不適應(yīng)現(xiàn)代社會創(chuàng)新發(fā)展的要求，因此引入STEAM教育也是整個(gè)社會發(fā)展轉(zhuǎn)型的現(xiàn)實(shí)需要。”他認(rèn)為，STEAM教育是未來基礎(chǔ)教育發(fā)展的一個(gè)新方向。

打破學(xué)科界限 STEAM課程很“好玩”

STEAM教育理念強(qiáng)調(diào)打破常規(guī)的學(xué)科界限玩“跨界”。例如，技術(shù)和工程結(jié)合、藝術(shù)和數(shù)學(xué)結(jié)合，讓學(xué)生“在做中學(xué)”，建立跨學(xué)科的創(chuàng)新思維和應(yīng)用能力。

國內(nèi)一些中小學(xué)信息技術(shù)教師有意無意地率先走到了STEAM教育潮流中去。在教學(xué)過程中他們逐漸發(fā)現(xiàn)，這樣的課程很受歡迎。STEAM教育研究協(xié)作組成員、北京景山學(xué)校物理和信息技術(shù)課教師吳俊杰就是STEAM課程開發(fā)與實(shí)踐方面的先行者。吳俊杰的朋友圈很“好玩”，發(fā)布最多的是他學(xué)生的作品：通過齒輪向千家萬戶傳送電力的太陽能發(fā)電板；用3D打印機(jī)制作、噴漆的鋼鐵俠頭盔；能自如地前進(jìn)后退下樓梯的線控四驅(qū)小車……還有創(chuàng)造過程中的種種“技術(shù)突破”：有的同學(xué)在動(dòng)手過程中發(fā)現(xiàn)了固定導(dǎo)線的新方法—用膠槍在導(dǎo)線外部做膠膜；有的同學(xué)覺得之前做的三輪小車看起來不“高檔”，又自己畫了四驅(qū)車設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)圖……

“我上的STEAM課程很‘綜合，會用到電路知識、機(jī)器人知識、編程知識等等，還要加入點(diǎn)藝術(shù)審美思維?！眳强〗芙榻B，STEAM課程是景山學(xué)校六、七年級學(xué)生的必修課，課堂不是在桌椅整齊的教室，而是在充滿木板、銼刀、畫筆、電線、電路板、芯片、3D打印機(jī)的“工作坊”。吳俊杰開設(shè)的STEAM課程結(jié)構(gòu)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，有點(diǎn)像打游戲通關(guān)。例如，學(xué)生們會從最簡單的認(rèn)識元器件開始，學(xué)習(xí)接燈泡、用馬達(dá)電流控制小車等最基礎(chǔ)的電流控制知識，接著會接觸光線傳感器、碰撞傳感器，這些都學(xué)會了，就進(jìn)入Arduino編程。之后，再回到最初的小車、小燈設(shè)計(jì)上來，學(xué)生們就可以從簡單的電路控制燈亮、啟動(dòng)，升級為由傳感器、程序進(jìn)行控制。這些基本知識都掌握了，就可以在家實(shí)踐，自己創(chuàng)造更多有趣的東西。

“這就像寫作文，老師在學(xué)校教會學(xué)生2000個(gè)漢字，學(xué)生就可以運(yùn)用漢字自由創(chuàng)作。至于能不能當(dāng)作家，就看你的天賦、才華和想象力有多大?！眳强〗苷f。

在創(chuàng)造中認(rèn)知自我 未來選擇不再盲目

“STEAM課程給我最大的感受是，學(xué)生們真的很喜歡?，F(xiàn)在我只要畫一張電路圖，他們就能‘玩一節(jié)課?！闭劦秸n程效果，吳俊杰爽朗地笑了。

吳俊杰在朋友圈中“曬”過一篇初一學(xué)生寫的作文，文章記錄了他們充分開動(dòng)腦筋、裝飾一個(gè)普通紙盒的過程和樂趣：“通過所學(xué)的知識，我將LED燈安放在盒子外面，不論晝夜，它都是件美麗的作品，甚至是件藝術(shù)品。我們充分發(fā)揮自己的想象力、動(dòng)手能力，讓每個(gè)人都成為一名創(chuàng)客，每個(gè)人都打開對學(xué)習(xí)的樂趣之門。”

“在STEAM課程中，情感融入是第一位的，要讓學(xué)生愛上自己的作品。”吳俊杰說。

在傳統(tǒng)教育模式中，很多人在高考報(bào)志愿時(shí)都會遇到專業(yè)選擇的困惑。很多數(shù)學(xué)、物理好的孩子進(jìn)入大學(xué)后才發(fā)現(xiàn)，理科和工科是完全不同的，當(dāng)初的選擇并不適合自己。吳俊杰告訴記者，STEAM課程的核心是“選擇”問題，在學(xué)習(xí)實(shí)踐的過程中，學(xué)生會慢慢從情感上的喜歡，發(fā)現(xiàn)自己的天賦和興趣點(diǎn)，從而更加清晰地認(rèn)識到，自己今后更適合學(xué)什么。

他舉例說：“對歐姆定律等物理學(xué)理論感興趣的，該去報(bào)考物理系；對電子電路等操作方法感興趣的，可以去讀電子信息工程或者機(jī)電一體化；對算法很癡迷的，可以報(bào)考計(jì)算機(jī)系。通過實(shí)際體驗(yàn)，讓學(xué)生提前明確自己的興趣點(diǎn)，找到心中對某種東西的莫名熱愛，這種熱愛就是你應(yīng)該為之奮斗一生的事業(yè)?！?/p>

STEAM尚屬初級階段 泡沫化苗頭需警惕

作為“新興事物”，STEAM教育在我國的推廣和實(shí)踐中，也不可避免地遇到了一些現(xiàn)實(shí)問題。余勝泉認(rèn)為，從理論到實(shí)踐，STEAM教育在中國的發(fā)展還處于非常初級的階段。在理論研究方面，目前我國對STEAM教育的研究還不夠深入、全面，大都停留在引介層面。而從實(shí)踐上看，目前我國很多中小學(xué)一線教師的學(xué)科背景很單一，不能勝任強(qiáng)調(diào)“跨學(xué)科”的STEAM課程設(shè)計(jì)與講授。而且，現(xiàn)有的STEAM教學(xué)案例也比較單一，都停留在3D打印、機(jī)器人、編程、開源硬件等“高大上”的領(lǐng)域，缺少易操作、易推廣，不使用炫酷的科技產(chǎn)品，能解決實(shí)際問題的“接地氣”的案例。

目前國內(nèi)的STEAM教育發(fā)展“有點(diǎn)偏離焦點(diǎn)”，開始出現(xiàn)“泡沫化苗頭”。余勝泉不無擔(dān)憂地說：“STEAM教育的核心理念是跨學(xué)科融合，是通過知識的情景化，讓學(xué)生綜合運(yùn)用學(xué)科知識，創(chuàng)造性地解決實(shí)際問題。如果過分關(guān)注技術(shù)的炫酷、制作高科技的成果，而缺乏科學(xué)的教育設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)性學(xué)科知識的融合注入，學(xué)生在搭積木式的完成作品之后，根本不了解作品背后的知識，這樣的STEAM教育就是學(xué)校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的‘秀場?！?/p>

北京師范大學(xué)創(chuàng)客教育實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)成員王辭曉表示，目前國內(nèi)的STEAM教學(xué)設(shè)計(jì)模式并不健全。除了引進(jìn)國外成型的體系，自產(chǎn)內(nèi)容還在“拼包”階段，已有的課程比較零散、單一，沒有形成一個(gè)強(qiáng)大的、系統(tǒng)性的教育知識圖譜，難以指導(dǎo)中國孩子在STEAM五大學(xué)科領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)綜合性發(fā)展。

談到中國STEAM教育的未來發(fā)展，余勝泉表示，STEAM教育需要全社會的參與合作，學(xué)校要加強(qiáng)對教師跨學(xué)科素養(yǎng)的教育和培訓(xùn)，同時(shí)加強(qiáng)STEAM教育理論與實(shí)踐方面的前瞻性研究，政府要制定朝跨學(xué)科綜合素質(zhì)教育發(fā)展的政策導(dǎo)向，引導(dǎo)STEAM教育的推廣和實(shí)踐。

（本文轉(zhuǎn)自《科技日報(bào)》）