數(shù)字化背景下的STEAM教育

[摘 要]文章從三個方面對STEAM教育進(jìn)行了介紹，首先介紹了STEAM教育的產(chǎn)生背景、基本內(nèi)涵和主要特點，其次列舉了基于傳統(tǒng)教育弊端提出的STEAM教育策略，最后總結(jié)了STEAM教育的未來發(fā)展前景。

[關(guān)鍵詞]STEAM教育；傳統(tǒng)教育弊端；改進(jìn)措施；發(fā)展前景

[中圖分類號]G434 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1008-7656（2018）05-0025-04

在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展、信息量劇增的知識經(jīng)濟(jì)時代，傳統(tǒng)的教育教學(xué)方式面臨著沖擊，為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，更好地適應(yīng)這一顯著的變化，我們開始在既有的課程框架下努力開拓本土化的STEAM課程，STEAM課程既包含了科學(xué)技術(shù)學(xué)科，又兼顧了人文藝術(shù)學(xué)科，打破了傳統(tǒng)上相互分離，各成體系的學(xué)科，在它們之間建立溝通機(jī)制，幫助學(xué)生把分散、孤立的知識進(jìn)行有機(jī)的融合，使學(xué)生學(xué)習(xí)到的內(nèi)容更具關(guān)聯(lián)性、整合性。STEAM教育在世界各國越來越受到重視。

一、STEAM教育的概述

（一）STEAM教育的產(chǎn)生背景

1.傳統(tǒng)單一學(xué)科教學(xué)的弊端

傳統(tǒng)教育把課程按照具體的學(xué)科進(jìn)行劃分，不可否認(rèn)的是，這種分科式的教學(xué)方式可以使我們在學(xué)習(xí)過程中對各學(xué)科的學(xué)習(xí)更有邏輯、有條理，也能對所學(xué)內(nèi)容有一個更好的掌握。但是，傳統(tǒng)分科的教學(xué)方式缺少各學(xué)科之間的相互聯(lián)系以及融會貫通。所以，我們要盡量避免傳統(tǒng)分科教學(xué)的弊端，讓學(xué)生的角色發(fā)生轉(zhuǎn)換，從過去被動接受學(xué)習(xí)的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極主動建構(gòu)知識的一種狀態(tài)，增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和問題解決能力。我們嘗試對傳統(tǒng)單一學(xué)科的教學(xué)方式進(jìn)行變革，對各學(xué)科進(jìn)行綜合學(xué)習(xí)，實現(xiàn)跨學(xué)科的有機(jī)融合，這樣就能使學(xué)生對所學(xué)知識有一個全面的認(rèn)識，各學(xué)科之間得到相互協(xié)調(diào)。在提出的STEAM教育中，我們強(qiáng)調(diào)對學(xué)生的教學(xué)內(nèi)容以系統(tǒng)、完整和融合的形式加以呈現(xiàn)，基于一定的真實問題情境，這有利于學(xué)生形成一種綜合素養(yǎng)，有利于學(xué)生在生活實踐中運用多門學(xué)科解決問題并且緊密聯(lián)系生活，也有利于學(xué)生適應(yīng)未來的社會。

2.知識經(jīng)濟(jì)和全球化網(wǎng)絡(luò)信息科技時代的到來

當(dāng)今是知識經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、全球化網(wǎng)絡(luò)信息科技覆蓋的時代。在知識快速更新的今天，傳統(tǒng)的教學(xué)與學(xué)習(xí)方式面臨著一定的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，學(xué)生往往全盤接受教師傳授的知識，缺乏自主探究發(fā)現(xiàn)的過程，這不利于學(xué)生積極性和創(chuàng)造性的發(fā)展，學(xué)生不能更好地通過自己的實踐探索對問題有更深入的理解與思考?，F(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展有助于教師為學(xué)生提供多方面的知識與學(xué)習(xí)體驗，使學(xué)生更全面深入地學(xué)習(xí)、掌握新知識，對問題也有一個更好的感知，一定程度上還會提高學(xué)生的自主探究和實踐能力。

（二）STEAM教育的基本內(nèi)涵

STEAM教育即科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）和藝術(shù)（Art）這五門課程的簡寫，這里的A不單單指的是藝術(shù)，還包括美術(shù)、人文、歷史、哲學(xué)、宗教等學(xué)科。這五門學(xué)科之間并不是簡單地疊加，而是打破學(xué)科之間的界限，將它們之間進(jìn)行有機(jī)融合。其實質(zhì)是以培養(yǎng)STEAM素養(yǎng)為目標(biāo)，進(jìn)行基于真實問題情境下的跨學(xué)科式教育[1]。這種基于項目和基于問題的跨學(xué)科的教學(xué)方式強(qiáng)調(diào)“做中學(xué)”的教育理念，鼓勵學(xué)生積極主動地參與到學(xué)習(xí)過程中來，通過自己的探究、反思、合作與交流的過程來掌握新知識，不是只強(qiáng)調(diào)試卷上的成績，這在一定程度上提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。而且也有助于學(xué)生把所學(xué)內(nèi)容更好地運用于以后的學(xué)習(xí)、工作和生活當(dāng)中。我們從五個方面加強(qiáng)學(xué)生STEAM教育素養(yǎng)的形成：科學(xué)素養(yǎng)，要求我們通過自己查閱學(xué)習(xí)過程中需要用到的科學(xué)知識，使其與實際需要解決的問題做好融合；技術(shù)素養(yǎng)，要求我們不僅要掌握書本上的理論知識，還要學(xué)會運用技術(shù)工具，支持STEAM教育的教學(xué)與學(xué)習(xí)；工程素養(yǎng)，要求我們具有一定的動手操作能力，在掌握了基本的知識概念、會運用基礎(chǔ)的技術(shù)工具以后，要求我們可以以具體的項目為導(dǎo)向來解決實際問題，完成一項具體的工程；數(shù)學(xué)素養(yǎng)，要求我們可以簡單的運用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識與方法對部分內(nèi)容進(jìn)行運算、分析；藝術(shù)素養(yǎng)，要求我們在學(xué)習(xí)和教學(xué)的過程中，可以對最基本的布局和設(shè)計有一定的藝術(shù)合理性。

（三）STEAM教育的主要特點

STEAM教育具有跨學(xué)科性、趣味性、體驗性、情境性、協(xié)作性、設(shè)計性、藝術(shù)性、實證性、技術(shù)增強(qiáng)性等九種特性[2]。

跨學(xué)科性是指STEAM教育強(qiáng)調(diào)各學(xué)科之間進(jìn)行有機(jī)交叉融合；趣味性是在STEAM的教學(xué)過程中要強(qiáng)調(diào)學(xué)生個體創(chuàng)造性的發(fā)揮，讓學(xué)生通過實際的操作過程體驗完成一項任務(wù)時的成就感和在解決問題過程中的不斷挑戰(zhàn)與創(chuàng)新的趣味；體驗性是指在STEAM教育過程中，學(xué)生自己動手查找資料，發(fā)現(xiàn)并且解決問題，在參與、討論、交流的過程中，把在課本中所學(xué)到的理論知識能很好的運用于實踐中，也為學(xué)生以后的學(xué)習(xí)生活和社會工作打下良好的基礎(chǔ)；情境性是指我們在實際的操作過程中往往會基于一定的社會情境，把在課本中所學(xué)的基本知識情景化、豐富化，基于一定的項目，把所運用到的知識融入到具體要解決的問題中進(jìn)行；協(xié)作性是指在STEAM教育過程中，常常采用小組合作討論交流的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，以小組為單位，把要完成的任務(wù)具體細(xì)化到每個人，來共同合作完成；設(shè)計性要求在設(shè)計學(xué)習(xí)項目時要具有一定的創(chuàng)造性，要為學(xué)生設(shè)計種類多樣的學(xué)習(xí)項目，使學(xué)生積極的建構(gòu)知識，從而引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過興趣驅(qū)動來完成學(xué)習(xí)任務(wù)；藝術(shù)性是指在STEAM教育過程中要適當(dāng)?shù)奶岣邔W(xué)生的藝術(shù)審美性；實證性是指進(jìn)行具體的項目設(shè)計的時候要符合科學(xué)的事實進(jìn)行設(shè)計；技術(shù)增強(qiáng)性是指學(xué)生要具備一定的技術(shù)素養(yǎng)，要掌握一些基礎(chǔ)的技術(shù)操作，能運用一定的技術(shù)手段進(jìn)行教學(xué)和學(xué)習(xí)。

二、基于傳統(tǒng)教育不足提出的STEAM教育策略

（一）對學(xué)生專長的發(fā)展以及創(chuàng)造力的培養(yǎng)

在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中我們總是采用教師灌輸、學(xué)生被動接受的方式進(jìn)行教與學(xué)，教師總是把系統(tǒng)的、定性的知識以一種定論的形式教給學(xué)生，沒能給他們更多的獨立思考、探索和想象的空間，而學(xué)生要學(xué)習(xí)和掌握的知識是無窮無盡的，應(yīng)該通過真實的STEAM教育項目，將有趣的、具有挑戰(zhàn)性的課程加入到STEAM教育中，讓學(xué)生親自動手實踐操作，與真實的世界密切接觸，花更多的時間與精力在學(xué)生學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)造力的提升與培養(yǎng)上，使其獨立思考，積極探索，增強(qiáng)團(tuán)隊協(xié)作能力，讓學(xué)生把所掌握的學(xué)習(xí)方法運用于解決學(xué)習(xí)、生活、工作中遇到的問題和困難，從而適應(yīng)未來的社會。在STEAM教育過程中，我們打破各個學(xué)科之間的邊界，將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)和人文藝術(shù)這五門學(xué)科之間進(jìn)行橫向的聯(lián)系，融會貫通，以更加系統(tǒng)和綜合的方式開展教學(xué)和學(xué)習(xí)。在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生雖然對知識的掌握系統(tǒng)、全面、多元，但是卻忽視了對學(xué)生的專長培養(yǎng)，所以強(qiáng)調(diào)通過學(xué)生自己的實際動手操作來解決問題，在解決問題的過程中進(jìn)行學(xué)習(xí)、訓(xùn)練并使自己的專長得到發(fā)展。STEAM教育重視動手開展實踐，并通過長期訓(xùn)練發(fā)展學(xué)生的專長[3]。它不以傳授知識為主要任務(wù)，而以培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)[4]。STEAM教育也強(qiáng)調(diào)對多元文化進(jìn)行學(xué)習(xí)，涉及了多學(xué)科、多領(lǐng)域，激發(fā)了學(xué)生的發(fā)散性思維，增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新和創(chuàng)造能力。因此，在設(shè)計課程時，學(xué)校應(yīng)該設(shè)計多種類型的課程，結(jié)合地域特點和學(xué)校自身特點開設(shè)課程，鼓勵培養(yǎng)學(xué)生的興趣，做自己喜歡的事情，發(fā)展自己的專長，培養(yǎng)自己的創(chuàng)新素養(yǎng)。

（二）基于真實的生活情境來解決問題以及對學(xué)生實踐操作能力的培養(yǎng)

結(jié)合過去我們在學(xué)校學(xué)習(xí)的經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)實生活中遇到的問題遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過課本，每一個實際問題都是綜合性的，蘊(yùn)含了多種類型的學(xué)科信息，僅僅依靠一門學(xué)科知識是無法解決的，這就需要運用跨學(xué)科的知識來解決問題。STEAM教育強(qiáng)調(diào)在真實的情境中解決問題，為此學(xué)校應(yīng)開展基于項目和基于問題的學(xué)習(xí)，通過真實的問題解決為任務(wù)驅(qū)動進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)生可以在問題解決的過程中靈活選擇所需的知識，通過對問題的解決，可以更好地掌握知識?；陧椖俊⒄鎸崋栴}情境的學(xué)習(xí)過程是以要解決的真實問題為主線，把要學(xué)習(xí)的知識融入所要完成的任務(wù)中去，通過學(xué)生自己的探索與建構(gòu)完成任務(wù)的過程，也就是對知識的理解與掌握的過程。在這個學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生群體之間互相幫助，進(jìn)行協(xié)作交流，每個成員在其中都扮演著重要的角色。在傳統(tǒng)的教學(xué)方式中，以講授法為主，缺少學(xué)生自己的實踐，而STEAM教育強(qiáng)調(diào)學(xué)生自己動手操作的過程，例如，一個在做量雨器的實驗中，學(xué)生通過課下自己搜集材料，了解有關(guān)雨的科學(xué)知識，然后畫圖分析并計算不同時間的降雨量，同時可以認(rèn)識降雨的雨量級別，這就需要我們畫出具體的量雨器制作過程，以及其他一系列材料自己動手操作實踐制作一個量雨器。這其中就涉及到了科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)和藝術(shù)這五門課程的綜合應(yīng)用，不僅讓學(xué)生學(xué)會了有關(guān)雨的知識，還讓學(xué)生通過自己的雙手制作出了一個量雨器。

（三）對STEAM師資的培育與在職訓(xùn)練

在核心素養(yǎng)的培養(yǎng)過程中，我們強(qiáng)調(diào)重視學(xué)生的終身發(fā)展和對未來社會的適應(yīng)，對多種學(xué)科以全面、交叉融合的形式，滲透進(jìn)跨學(xué)科的思路、基于真實的問題情境進(jìn)行學(xué)習(xí)以培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)，這與STEAM的教育目標(biāo)不謀而合。當(dāng)前，在STEAM教育實施過程中面臨的一大問題就是師資的問題，現(xiàn)在具備跨學(xué)科素質(zhì)的教師數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，大多數(shù)教師還是以單一學(xué)科的知識儲備為主，不能進(jìn)行多學(xué)科交叉式的教學(xué)。所以一定程度上就要加強(qiáng)在職教師的師資訓(xùn)練，為教師提供豐富的培訓(xùn)資源與項目，在課程、教學(xué)大綱、教材的設(shè)計上都可以更加豐富，從而激活學(xué)生的創(chuàng)新意識和深入探索的能力。我們要更加注重對各門基礎(chǔ)學(xué)科的培訓(xùn)，讓教師能夠?qū)TEAM教育教學(xué)過程中涉及到的學(xué)科的基礎(chǔ)知識有一個全面的接觸與了解。在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)與學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)，語文和數(shù)學(xué)是學(xué)習(xí)其他學(xué)科的基礎(chǔ)性學(xué)科，生物與化學(xué)、地理與物理等學(xué)科在知識點之間有著很大的關(guān)聯(lián)性，如果教師可以以融合的方式進(jìn)行授課的話，不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，而且可以使學(xué)生對知識融會貫通，這就要求培養(yǎng)教師的綜合素養(yǎng)。澳大利亞學(xué)者Fraser，Penson，Seen，Beswick，Whannell首次提出學(xué)科中間人這個概念，認(rèn)為不同學(xué)科背景教師間相互分享知識的過程是非常重要的，學(xué)科中間人一般由參與過多個學(xué)科建設(shè)的教師擔(dān)任，并且提出學(xué)校應(yīng)該著重發(fā)展以老帶新體系，培養(yǎng)新的學(xué)科中間人[5]。

隨著現(xiàn)代教學(xué)媒體技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)在教學(xué)中也得到了廣泛的應(yīng)用。例如在STEAM的教學(xué)過程中，我們可以在其中加入微課的成分，把需要學(xué)生掌握的或需要探究的某個重點或難點知識以小視頻的形式制作成微課供大家學(xué)習(xí)，作為輔助材料可以使學(xué)生對課程內(nèi)容有更深入的理解。

三、STEAM教育的未來發(fā)展前景

（一）創(chuàng)新教學(xué)方式，在教學(xué)過程中加強(qiáng)學(xué)科間的聯(lián)系，努力培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)

在傳統(tǒng)的教育過程中，我們要求把課本上的知識傳授給學(xué)生，學(xué)生掌握的知識就往往停留于課本之上，而STEAM教育強(qiáng)調(diào)學(xué)科與學(xué)科之間的聯(lián)系，因此在現(xiàn)有的教學(xué)過程中語文和數(shù)學(xué)作為學(xué)習(xí)其他學(xué)科的基礎(chǔ)性科目，在物理、化學(xué)等理科類的學(xué)習(xí)中都會用到數(shù)學(xué)計算，而對知識理解能力的強(qiáng)弱則是靠平時對語文知識的積累，同樣物理和地理這兩門科目，它們二者之間在所學(xué)知識方面還是有一定關(guān)聯(lián)性的，所以在教學(xué)與學(xué)習(xí)的過程中我們還要加強(qiáng)學(xué)科與學(xué)科之間的聯(lián)系，找出它們之間相似和貫通的地方。這樣，可以使我們的學(xué)習(xí)更加深入，而且也能夠達(dá)到事半功倍的效果。此外，相互連接的知識結(jié)構(gòu)能幫助學(xué)生提高遷移能力，使他們能將已掌握的知識遷移到新的情境中[6]。隨著現(xiàn)代社會越來越重視個人的全面發(fā)展，要求我們在教學(xué)過程中需創(chuàng)新教學(xué)方式，努力培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。2016年9月，《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》總體框架正式發(fā)布。要發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，培養(yǎng)多方面發(fā)展的復(fù)合型人才，適應(yīng)信息化時代的飛速發(fā)展，還要具備能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會需要的必備品格和關(guān)鍵能力。框架指出，中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心，分為文化基礎(chǔ)、自主發(fā)展、社會參與三個方面，綜合表現(xiàn)為人文底蘊(yùn)、科學(xué)精神、學(xué)會學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實踐創(chuàng)新六大素養(yǎng)[7]。那么在STEAM的教育過程中，我們要努力做好與發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)的對接，把需要培養(yǎng)的六大素養(yǎng)融入到STEAM課程當(dāng)中，使學(xué)生得到全面發(fā)展。

（二）創(chuàng)設(shè)工程情境，開展基于問題和基于項目的協(xié)作學(xué)習(xí)，設(shè)置真實性、復(fù)雜性、多階性的問題

在STEAM課程的學(xué)習(xí)過程中，把零碎的知識與機(jī)械化的知識進(jìn)行融合，并將其運用到真實的生活情境當(dāng)中，開展基于項目和基于問題的學(xué)習(xí)。建構(gòu)主義強(qiáng)調(diào)知識是學(xué)習(xí)者通過一定的學(xué)習(xí)環(huán)境主動探索、建構(gòu)從而習(xí)得和掌握的，不是教師灌輸式的傳授給學(xué)生的。所以，我們在STEAM課程的設(shè)計過程中，就強(qiáng)調(diào)給學(xué)生設(shè)計真實性、復(fù)雜性和多階性的問題；其中真實性就意味著所設(shè)計的問題與未來真實的學(xué)習(xí)、工作或生活情景相關(guān)，為以后打下一個良好的基礎(chǔ)；復(fù)雜性是指所設(shè)計的問題對于學(xué)習(xí)者來說不能通過單一的方法就可以得到解決，而是需要通過提出假設(shè)，查找資料，匯總資料，討論交流，分析結(jié)果，歸納總結(jié)等一系列的過程對問題通過多種學(xué)科交叉融合的方式來解決；多階性意味著教材中的例題習(xí)題和活動探究并不是直接把全部答案直接給出，而是給出部分關(guān)鍵性的具有啟發(fā)引導(dǎo)性的內(nèi)容讓學(xué)生自己得出答案，通過這樣的方式不僅可以使學(xué)生都對習(xí)得的知識理解的更加透徹，同時也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

STEAM 教育通過創(chuàng)設(shè)工程情境，在項目實施的過程中介紹設(shè)計流程等方式，將工程作為一個領(lǐng)域引入中小學(xué)的課堂教學(xué)中，從而幫助學(xué)生了解工程、習(xí)得工程設(shè)計流程、培養(yǎng)工程思維。在這一過程中，我們把學(xué)生需要掌握的基礎(chǔ)知識融入到所創(chuàng)設(shè)的工程情境中，讓學(xué)生通過解決問題的方式完成任務(wù)，學(xué)會知識。學(xué)校想為學(xué)生創(chuàng)造一個探究科學(xué)世界的機(jī)會，讓學(xué)生通過自己動手動腦來解決問題，STEAM教育所設(shè)計的項目貼近生活情境，把課本中抽象的知識嵌入到具體項目中，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力、問題解決能力、動手實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)造能力。

（三）構(gòu)建多元化、真實性的評價體系

構(gòu)成診斷性評價、形成性評價和總結(jié)性評價三者相結(jié)合的評價模式。在STEAM的教學(xué)過程中，教師如果在課前能夠?qū)W(xué)生的基礎(chǔ)知識的掌握情況以及學(xué)生學(xué)習(xí)能力方面有一個大致了解，那么就能更好、有針對性地給學(xué)生布置學(xué)習(xí)任務(wù)，更有效地做好課前準(zhǔn)備工作；在STEAM的課程學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生通過自主探究、小組合作交流的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，這就要求教師在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中及時的給予點撥與指導(dǎo)，解決學(xué)生在課前遇到的問題以及在完成任務(wù)過程中的問題；最后，教師要對學(xué)生的整個學(xué)習(xí)過程中的優(yōu)缺點進(jìn)行總結(jié)，對其以后需要注意的地方給予意見和建議。在評價對象方面，不只是教師對學(xué)生進(jìn)行評價，也要讓學(xué)生之間相互進(jìn)行評價，這也是一個學(xué)習(xí)的過程。

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[作者簡介]云方（1994-），女，蒙古族，內(nèi)蒙古呼和浩特市人，陜西師范大學(xué)教育學(xué)院碩士研究生，研究方向：課程與教學(xué)論。

[責(zé)任編輯 王 茹]