STEAM教育先行校掠影

陳健

“STEAM與傳統(tǒng)教育有比較大的區(qū)別，傳統(tǒng)教育注重知識傳授、注重考試，而STEAM則注重實踐，是一種超學(xué)科的教育概念，讓孩子們自己動手完成自己感興趣的、和生活相關(guān)的項目，從這個過程中來學(xué)習(xí)各種學(xué)科和跨學(xué)科的知識?！眹医逃l(fā)展研究中心原副主任、研究員周滿生認(rèn)為，STEAM教育與國內(nèi)倡導(dǎo)的素質(zhì)教育理念高度契合。作為一線教育工作者，江蘇省無錫輔仁高中副校長沈志斌告訴《教育》記者：“我曾去美國高中考察過，數(shù)學(xué)物理不好的學(xué)生去學(xué)木工，設(shè)計制作一個茶幾，學(xué)生要考慮幾何尺寸、力學(xué)結(jié)構(gòu)等，在設(shè)計制作過程中，學(xué)生懂得數(shù)學(xué)物理的重要性了，于是，就選修數(shù)學(xué)物理了。陶行知先生講，生活即教育，一點也不錯?！贬槍σ恍┫刃袑W(xué)校對于STEAM教育理念有何認(rèn)識，為學(xué)生篩選合適的STEAM課程時應(yīng)考慮哪些因素，如何對接學(xué)生核心素養(yǎng)等問題，《教育》記者進行了采訪。

浙江省義烏市稠城第一小學(xué)教育集團 STEAM教育并不是簡單疊加

“當(dāng)前，STEAM教育已經(jīng)成為我國教育改革創(chuàng)新的一個熱點，也是近幾年國際科學(xué)與技術(shù)教育新興的科學(xué)教育實踐和研究范式。”義烏市稠城第一小學(xué)教育集團總校長樓曙光認(rèn)為：STEAM教育并不是科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)教育的簡單疊加，而是要將多門學(xué)科內(nèi)容組合形成有機整體，以更好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實踐能力與創(chuàng)新精神，直指學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)?；诖?，我校進行了一些探索與實踐。

自2013年起，稠城一小就把生命教育確立為學(xué)校特色發(fā)展內(nèi)容與目標(biāo)，并基于學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)，構(gòu)建了學(xué)校生命教育課程體系。為豐富生命教育的內(nèi)涵，提升生命教育品質(zhì)，學(xué)校于2015年成立了STEAM教育中心，組建STEAM教育團隊，開發(fā)出許多STEAM教育課程并付諸于實踐。（見表一）樓曙光說：“這些課程打破了學(xué)科的界限，聚焦科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用與創(chuàng)新，關(guān)注了科學(xué)精神、學(xué)會學(xué)習(xí)、健康生活、實踐創(chuàng)新等核心素養(yǎng)；讓學(xué)生體驗生命的多彩，欣賞生命的智慧，活出生命的價值，滿足生命成長與個性發(fā)展的需要?！?/p>

在具體操作中，稠城一小將STEAM教育理念整合到學(xué)科教學(xué)中，以工程項目為引導(dǎo)開展教育活動。例如，陳純慶老師的《小天才創(chuàng)客——穿越新時代的“霸王龍”》一課，充分利用了聲、光、電，體現(xiàn)了STEAM教育的思想。其中，恐龍的身體搭建要用到科學(xué)知識；編程、調(diào)試、123D建模、PPT的制作要用到技術(shù)；整個流程采用工程學(xué)的原理；為了使霸王龍的外表更形象逼真，采用了3D打印技術(shù)打印了頭部，屬于藝術(shù)范疇；編程中要涉及參數(shù)的調(diào)整，計算霸王龍行走的步伐自然運用了數(shù)學(xué)知識。整個活動過程，使綜合運用學(xué)校樂高積木、愛創(chuàng)仿人機器人、123D建模、3D打印課程。學(xué)生在親自參與、親自動手中，培養(yǎng)了解決問題能力、批判思維和創(chuàng)新推理能力，最后展示分享環(huán)節(jié)，更是鍛煉了語言表達能力，展示了各自的才華。

近年來，稠城一小在STEAM教育方面取得了較好成績。2017年11月，學(xué)校教師樓曙光、潘小慶、陳純慶、羅軍共同編寫《愛玩 愛學(xué) 愛做 愛創(chuàng)》人形機器人校本課程，榮獲NOC第15屆“全國中小學(xué)信息技術(shù)創(chuàng)新與實踐活動”決賽校本課程賽項一等獎；潘小慶、羅軍共同撰寫的教學(xué)論文《小學(xué)機器人社團活動建設(shè)的若干思考》榮獲教育論文賽項一等獎；樓宇洋、翁梁碩同學(xué)的《雞毛換糖》，趙妍心、呂昕桐同學(xué)的《顏烏葬父》榮獲機器人微電影賽項二等獎；潘一格、龔浩洋、陳佳樂同學(xué)的《穿越新時代的霸王龍》榮獲天才創(chuàng)客賽項二等獎。2018年4月，在“2018RoboCup機器人世界杯中國賽”中，學(xué)校翁梁碩、樓宇洋、趙妍心3名同學(xué)榮獲人形機器人微電影項目一等獎；在“2018浙江省青少年未來工程師大賽”中，學(xué)校陳錦超、王得一、吳子謙3名同學(xué)榮獲空中機器人項目一等獎，潘小慶、羅軍老師榮獲優(yōu)秀科技輔導(dǎo)員稱號。

浙江省金華市環(huán)城小學(xué) 像科學(xué)家、工程師那樣學(xué)習(xí)

“培養(yǎng)具有國際視野、民族靈魂的健全的‘人，大寫‘人是我們學(xué)校的目標(biāo)?！澜缫蛭叶鄿嘏俏覀兊男Ｓ?xùn)。如果說‘人的一撇是溫暖教育，它側(cè)重的是傳統(tǒng)、人文，那么‘人的一捺則是STEAM教育，它側(cè)重于創(chuàng)新、科學(xué)，面向未來培養(yǎng)人才?！闭憬√丶壗處?、金華市環(huán)城小學(xué)校長王偉文介紹：STEAM教育不光是一種課程，也是一種教育理念、一種教育方式、一種學(xué)習(xí)方式、一種教學(xué)策略。它最主要的特點是綜合性、動手操作性和創(chuàng)新性。這也是針對目前教育存在的兩大弊端而提出。一是過于注重分科教育。分科教育其實是大工業(yè)時代的產(chǎn)物，追求效率，把生活與教育割裂開來。二是過于注重知識教學(xué)，忽視動手操作性、忽視經(jīng)驗性，忽視創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

在開展STEAM教育時，環(huán)城小學(xué)也曾走過一段時間的誤區(qū)——以為STEAM教育就是創(chuàng)客教育；以為STEAM教育就是要高大上的設(shè)備，比如3D打印、機器人等；以為STEAM教育就是做中學(xué)，以科學(xué)實驗課來代替。隨著探索的不斷深入，學(xué)校逐漸認(rèn)識到它應(yīng)該旨在促進STEM教育素養(yǎng)的培養(yǎng)。比如獲得科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)知識；掌握STEM教育項目的特征，包括探究、設(shè)計和分析的過程；具備STEAM理念，努力做一個積極向上、建設(shè)性的公民等。

環(huán)城小學(xué)將STEAM教育作為可應(yīng)用于學(xué)科課堂的教學(xué)理念和教學(xué)方法，與科學(xué)、信息技術(shù)、數(shù)學(xué)、美術(shù)等學(xué)科融合。比如學(xué)?？茖W(xué)教研組對國家小學(xué)科學(xué)課程進行梳理，選用《新的生命》《形狀結(jié)構(gòu)》《宇宙》三個主題單元內(nèi)容為線索，圍繞“生命科學(xué)”“工程技術(shù)”“地球與宇宙”三條線索來設(shè)置項目式學(xué)習(xí)。在六年級工程單元《形狀與結(jié)構(gòu)》中，嘗試將《建高塔》這一課整合科學(xué)、工程和數(shù)學(xué)，又以《高塔不倒的秘密》為題，使用iPad編程進行設(shè)計高塔實施教學(xué)。在《抵抗彎曲》這一課中以《做一個小板凳》為體驗作業(yè)，讓學(xué)生深刻體會增加厚度能大大增加抗彎曲能力的實踐活動。在《宇宙》單元的學(xué)習(xí)舉辦了“邀月為友”的觀月活動。

與此同時，環(huán)城小學(xué)還專門組織開展STEAM教育活動。每年舉辦一次STEAM科創(chuàng)節(jié)，專門開發(fā)的STEAM課程中目前有兩項被評為浙江省精品課程，3位學(xué)生的小發(fā)明獲得國家專利局認(rèn)可，學(xué)校還被金華市教育局授予首批STEAM教育項目校。居然同學(xué)被評為中國少年科學(xué)院的“小院士”，環(huán)城小學(xué)也被授予中國少年科學(xué)院的科普示范基地。其中，學(xué)校開發(fā)的《兒童動漫》是浙江省精品課程之一，它以任務(wù)驅(qū)動為特點，集信息技術(shù)、美術(shù)、語文、攝像等學(xué)科知識、技能為一體，運用“計算機+板繪”的技術(shù)手段，通過設(shè)計人物、編寫劇本、制作動畫等在電腦上直接完成動畫短片的制作；在實際制作中，涉及攝像、美術(shù)、編劇等多方面內(nèi)容。動漫課程的劇本創(chuàng)作也是完全由學(xué)生自己創(chuàng)造腳本和劇本，最終形成一個能夠表達學(xué)生自我的動漫劇。

王偉文指出：在開展STEAM教育項目的探索過程中，我們發(fā)現(xiàn)最大的困難不是項目本身，而是老師如何引導(dǎo)學(xué)生進行項目式學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)時需要提供怎樣的“腳手架”，以怎么樣的程度去平衡教師與學(xué)生之間的教學(xué)關(guān)系，以及通過怎么樣的途徑讓學(xué)生之間完成評價與交流，這些都是教師面對的實際問題。STEAM教育對師資水平提出了更高的要求。做好STEAM教育師資培訓(xùn)將作為我們下一步工作的重點。

江蘇省錫山高級中學(xué) 重點關(guān)注STEAM課程的品質(zhì)

早在2009年，江蘇省錫山高級中學(xué)就開始了對學(xué)生想象力與創(chuàng)造力的培養(yǎng)，這與STEAM教育的某些理念十分相近。在《教育》記者采訪時，江蘇省特級教師、錫山高級中學(xué)校長唐江澎說：“針對普通高中分科設(shè)置，缺少跨學(xué)科學(xué)習(xí)的課程；學(xué)生以接受式學(xué)習(xí)為主，學(xué)習(xí)方式單一；缺少培養(yǎng)學(xué)生想象力和創(chuàng)造力的有效路徑等問題，我校從2009年就開始了開發(fā)‘想象·創(chuàng)造課程群的探索。我們深度融合藝術(shù)、技術(shù)、研究性學(xué)習(xí)等課程，整合國家課程和校本課程，開發(fā)了包括3個課程門類30余門課程的跨學(xué)科課程，建立了長短課程結(jié)合、大單元制的課程實施方案?！?/p>

由于學(xué)生的創(chuàng)造力常發(fā)生在課程交叉、邊沿、綜合地帶，所以錫山高中開發(fā)“工業(yè)設(shè)計”課程，旨在跨學(xué)科學(xué)習(xí)，用工具輔助創(chuàng)造、激發(fā)想象；開發(fā)整合融通多學(xué)科的“微電影”課程，學(xué)生小組合作撰寫劇本、架起攝像機拍攝、使用非編軟件剪輯加工、組織校園電影節(jié)；開發(fā)“服裝設(shè)計與表演”，學(xué)生用美的追求激發(fā)想象，用雙手和縫紉機讓美變得可以觸摸；開發(fā)“工程科學(xué)創(chuàng)新”課程，使用開源硬件制作解決真實問題的物化成果，每個小組的作品各不相同……這些課程排入課表，每個學(xué)生每周至少4課時“人人必修，選項學(xué)習(xí)”。

“這些課程也是我們所理解的STEAM課程?！碧平煺f，這些課程有這樣的特點：一是真實情境，學(xué)習(xí)是發(fā)生在與真實世界的碰撞之中的，問題來源于生活，最好是學(xué)生自己提出來的；二是問題解決，課程學(xué)習(xí)要指向解決一個具體的實際問題；三是創(chuàng)意方案，學(xué)生要有設(shè)計、規(guī)劃，制訂一套解決方案；四是探究實踐，在課程的學(xué)習(xí)過程中需要用探究、實踐的方式開展學(xué)習(xí)，動手動腦；五是技術(shù)語言，學(xué)習(xí)的過程要符合技術(shù)規(guī)范，要嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)；最后是物化成果，通過課程學(xué)習(xí)要能夠拿的出一件可以觸摸、能被人感知的物化作品。當(dāng)學(xué)生每周有4節(jié)課學(xué)這樣課程后，他們的學(xué)習(xí)打破了學(xué)科界限，在專業(yè)、精致的學(xué)習(xí)環(huán)境里，采用多樣化的學(xué)習(xí)方式，他們的綜合能力有明顯提升。

唐江澎表示：STEAM課程的選擇，要慎用“拿來主義”。在為學(xué)生開發(fā)STEAM課程時，我們重點關(guān)注課程的品質(zhì)。我校提倡本校教師開發(fā)課程，成立了“STEAM專業(yè)社群”。志同道合的老師自愿組成研究團隊，開展STEAM課程理論研究、課程開發(fā)研討，組織賽課、期末課程交流等活動，開發(fā)了包括“微電影課程”“電子制作”“植物組培研究”“理科拓展性實驗”等近20門課程。為了提升課程品質(zhì)，還選送教師進修，用走出去的方式拓展視野，學(xué)習(xí)經(jīng)驗，培養(yǎng)自己的教師，開發(fā)適合本校的課程。同時，我校以大視角開發(fā)課程，建立主體多元的課程合作開發(fā)機制。一方面，海外課程本土化。比如，與新南威爾士大學(xué)建筑學(xué)院和人文與藝術(shù)學(xué)院合作，外教扎根學(xué)校，研發(fā)“設(shè)計科”，全英文授課。另一方面，與國內(nèi)高校、科研院所、高科技企業(yè)和政府機關(guān)合作。比如，與江南大學(xué)設(shè)計學(xué)院合作研發(fā)“工業(yè)設(shè)計”課程，全程由院長領(lǐng)銜的教授團隊來校授課，每周2課時，將高校的課程簡化，適合我校高中生學(xué)習(xí)；南航無錫研究院的無人機研究專家，每周到校開發(fā)“無人機設(shè)計”課程。實施“雛鷹反哺”計劃，獲得“科技創(chuàng)新省長獎”的謝超同學(xué)升入大學(xué)后，每周返校開設(shè)“電子制作”課，輔導(dǎo)學(xué)弟學(xué)妹。

湖北省公安縣第一中學(xué) 促進知識產(chǎn)權(quán)教育與科技創(chuàng)新

在探索STEAM科創(chuàng)教育中，湖北省公安縣第一中學(xué)不斷深化課程改革，優(yōu)化辦學(xué)模式，把學(xué)習(xí)最終為了創(chuàng)新作為根本宗旨，積累了一些有益做法。即：以STEAM創(chuàng)新為動力，完善知識產(chǎn)權(quán)教育和科技創(chuàng)新的工作機制；以STEAM課程為載體，搭建知識產(chǎn)權(quán)教育和科技創(chuàng)新的工作平臺；以物化為手段，促進知識產(chǎn)權(quán)教育和科技創(chuàng)新的成果轉(zhuǎn)化

公安一中認(rèn)為：建立健全知識產(chǎn)權(quán)工作的機制，是知識產(chǎn)權(quán)教育與科技創(chuàng)新工作的根本保障。學(xué)校校長助理馮祥告訴《教育》記者：“我校構(gòu)建了校長為組長，教學(xué)副校長為副組長，相關(guān)中層干部為成員，以科技教師、信息技術(shù)教師、和班主任為主體的知識產(chǎn)權(quán)教育與科技創(chuàng)新工作領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)，設(shè)立工作專班及科技教研組，做到了有機構(gòu)、有專班、有導(dǎo)師、有規(guī)劃、有場館、有經(jīng)費。同時，為推動試點工作取得實效，學(xué)校從制度入手，建立和完善包括目標(biāo)考核、激勵支持等各項工作制度，不僅出臺了《公安一中專利發(fā)展資金管理辦法》，還制訂了創(chuàng)新工作‘十三五發(fā)展規(guī)劃，安排了一年一度的科技文化節(jié)。每年年初，我們會同知識產(chǎn)權(quán)局將科研項目、專利申報等與其他科技工作目標(biāo)一道下達到各學(xué)科組，以學(xué)校名義，將專利申請量等知識產(chǎn)權(quán)工作指標(biāo)納入教師業(yè)務(wù)考核，科技活動和教師評優(yōu)、職稱晉升的指標(biāo)體系‘硬掛鉤?！?/p>

科技要創(chuàng)新，教師是關(guān)鍵。公安一中注重知識產(chǎn)權(quán)與科技創(chuàng)新教師隊伍建設(shè)。聘請科技創(chuàng)新先進個人肖昌發(fā)為學(xué)?？萍紕?chuàng)新首席教師，安排9名專職教師共同指導(dǎo)全校師生創(chuàng)新發(fā)明實踐活動。圍繞“以德立校、科研興校、人才強?！钡慕虒W(xué)方略，組織教師編寫了《我們身邊的科學(xué)》《我愛發(fā)明》等STEAM校本教材，并開設(shè)了精工、電工、鉗工、車工、設(shè)計、機器人、無人機等動手實踐課程和知識產(chǎn)權(quán)知識課，培養(yǎng)學(xué)生動手能力；通過宣傳櫥窗、知識產(chǎn)權(quán)知識競賽，增強學(xué)生創(chuàng)新意識。除了注重抓課改，構(gòu)建一系列有序推進、內(nèi)容銜接的科技創(chuàng)新與知識產(chǎn)權(quán)課程，學(xué)校還建有科技樓、實驗樓約3000平方米的科普教育與知識產(chǎn)權(quán)教育實驗基地。理化生實驗室、數(shù)字實驗室、信息技術(shù)實驗室、通用技術(shù)實驗室等科技教育場所定時向?qū)W生開放。設(shè)有“肖昌發(fā)名師工作室”、綜合制作室、STEAM創(chuàng)新教室、科技成果展覽室等設(shè)施。

在實施創(chuàng)新教育中，公安一中把目標(biāo)任務(wù)和責(zé)任要求落到實處，推動知識產(chǎn)權(quán)與科技創(chuàng)新工作，促進成果轉(zhuǎn)化。學(xué)校把每年3月至4月定為學(xué)校科技文化節(jié)，開展“小發(fā)明·小制作·小論文”的“三小”活動，并于“五四”青年節(jié)的晚上進行頒獎暨文藝匯演活動。十多年來，已連續(xù)舉辦14屆科技文化節(jié)，師生獲國家專利52項。

廣東省深圳市龍崗區(qū)平安里學(xué)校 力避假大空與形式化

深圳市龍崗區(qū)平安里學(xué)校校長毛展煜說：STEAM不同于傳統(tǒng)的學(xué)科知識教學(xué)，它首先是實踐性課程，知識要能夠用出來，要體驗到知識的力量；其次，STEAM是項目式課程，是解決現(xiàn)實生活問題的項目；第三，在完成STEAM項目的過程中會有很多不可預(yù)知因素，它不同于傳統(tǒng)課堂中把不可預(yù)知因素都排除掉的實驗，所以會帶來很多難題，很多挑戰(zhàn)，需要學(xué)生去面對；第四，STEAM是跨學(xué)科的，現(xiàn)實生活問題往往不是一個學(xué)科的知識可以解決的，需要多學(xué)科知識的配合和綜合應(yīng)用，而且A的存在有利于學(xué)生通過藝術(shù)來表現(xiàn)創(chuàng)新；第五，要體現(xiàn)新時期核心素養(yǎng)的深度培養(yǎng)，比如批判性思維、計算思維和設(shè)計思維，這些都是國際公認(rèn)的核心素養(yǎng)培養(yǎng)方向。落實這些理念，才是真正的STEAM。

毛展煜還強調(diào)：STEAM很時尚，如果還是用已有的那些來套這個新名詞，很容易被人認(rèn)為假大空或形式主義。比如原來的科技活動，“創(chuàng)客”來了，就馬上貼“創(chuàng)客”的標(biāo)簽，STEM來了，就馬上貼STEM的標(biāo)簽，國內(nèi)開始把STEAM寫入教育部的文件了，于是到處飄揚STEAM的彩旗。換湯不換藥，就是假大空。

結(jié)合學(xué)校實際，毛展煜指出：“為了避免這種情況，我校積極開發(fā)有深度的STEAM課程，在深圳市好課程評審中，我校與STEAM相關(guān)的課程就有10多個，走在全區(qū)全市的前列。全新的STEAM課程的開發(fā)，不同于傳統(tǒng)的教材式的課程，而是開放式、項目式的設(shè)計；課程內(nèi)容也不是為了知識考點而設(shè)計的，而是面向問題解決、面向未來需要、面向?qū)W生興趣的?！?/p>

為了避免STEAM的假大空，學(xué)校把計算思維、批判性思維和設(shè)計思維等核心素養(yǎng)融入其中，以增加課程的深度，真正鍛煉學(xué)生新時代必須具備的思維品質(zhì)。為此，平安里學(xué)校還成功申報了廣東省“十三五”教育科學(xué)規(guī)劃課題《面向計算思維的校本課程開發(fā)研究》，并通過科學(xué)化的課題研究，發(fā)展出《基于Scratch的小學(xué)生計算思維課程》，并通過了深圳市教育科學(xué)研究院組織的專家評審驗收。毛展煜著重以這個課程為例指出：“計算思維”這個詞開始流行時，定義廣泛，沒有統(tǒng)一的說法。為此，學(xué)校課題組通過文獻研究，不斷進行實踐摸索，把“抽象”作為計算思維的關(guān)鍵。即：懂得把現(xiàn)實世界中復(fù)雜的事物，通過抽象，化簡為可以計算的模型，然后，用程序去“自動化”解決問題，這樣才能實現(xiàn)真正的智能化創(chuàng)作。

“我們的計算思維教材就是這樣來融入計算思維的，讓學(xué)生在現(xiàn)實生活中學(xué)會觀察、學(xué)會分析、學(xué)會找規(guī)律，這才是STEAM教育的本意?！泵轨媳硎荆何倚＿€有很多STEAM課程也是這樣扎扎實實去做的。雖然還有很多改進的空間，但我們會不斷努力！