中醫(yī)藥STEAM課程進校園的實踐與研究
——以“神農(nóng)嘗百草”系列主題活動為例

尚曉晶 江豐光

上海師范大學教育學院

近年來，為傳承弘揚中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，我國各地中小學掀起了中醫(yī)藥文化進校園的熱潮。中醫(yī)藥文化歷史悠久、底蘊深厚，是我國傳統(tǒng)文化的重要組成部分，習近平總書記曾稱中醫(yī)藥學為“中華文明的一個瑰寶”。在抗擊新冠肺炎疫情過程中，中醫(yī)藥發(fā)揮的作用有目共睹，“傳統(tǒng)中醫(yī)藥和現(xiàn)代科學相結(jié)合、相促進”。2016年，國務院印發(fā)的《中醫(yī)藥發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃綱要（2016—2030年）》特別提出“將中醫(yī)藥基礎知識納入中小學傳統(tǒng)文化、生理衛(wèi)生課程”［1］。在中小學開展中醫(yī)藥文化主題活動，有利于提升學生的健康意識和熱愛傳統(tǒng)文化等綜合文化素養(yǎng)。對于北京市中小學開展“中醫(yī)藥文化進校園”活動，已有研究結(jié)果表明，中醫(yī)藥體驗式教學活動更能激發(fā)學生的學習興趣，學生在中醫(yī)藥知識、態(tài)度和行為等方面學習效果均顯著［2］。東北育才學校采取多種組織策略，圍繞中醫(yī)藥開設內(nèi)容豐富的選修活動課程［3］。上海市銅川學校充分利用學校的教育資源優(yōu)勢，結(jié)合“本草園”設計校本課程并開展以“中草藥”為主題內(nèi)容的系列實踐活動，以豐富學生的生活體驗和學習經(jīng)歷［4］。

當前我國中醫(yī)藥文化進校園呈蓬勃發(fā)展之勢，但在實踐過程中也存在著一些不容忽視的問題。比如，活動流于形式，缺乏一定的有效性和創(chuàng)新性，難以讓學生留下深刻印象，在課程的可持續(xù)和易推廣等方面還存在不足［5］。如何在整合型課程中有機融入中醫(yī)藥等傳統(tǒng)文化，使課程開發(fā)在滿足教學需求的同時激發(fā)學生學習興趣，值得進一步探討。STEM教育已被國際上公認為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的教育理念，其跨學科融合的核心理念為中小學深入探究創(chuàng)新文化課程提供了條件和契機。鑒于此，本研究提出將STEM與中醫(yī)藥傳統(tǒng)文化相結(jié)合，以中國的神話故事“神農(nóng)嘗百草”為主題，基于體驗式學習理論設計中醫(yī)藥STEM活動課程，旨在提升學生對STEM學科的興趣，培養(yǎng)其問題解決能力和合作探究能力，使學生在中國傳統(tǒng)文化中體驗中醫(yī)藥與STEM的魅力。

一、 理論基礎

（一） 整合型STEAM課程

STEM教育涵蓋科學（science）、技術(shù)（technology）、工程（engineering）和數(shù)學（mathematics）四大領域，是一種強調(diào)跨學科知識整合的教學方法。STEAM中新增的藝術(shù)部分（art），使STEM教育延伸到人文和社會領域。STEM教育能夠在不同的學科知識體系之間起到橋梁的作用，它既強調(diào)了學科知識之間的“平衡”概念，又關(guān)注了本地和全球背景之間的聯(lián)系［6］。近年來，STEAM教育在強調(diào)跨學科學習的同時，也逐漸注重計算思維能力、批判性思維能力、協(xié)作溝通能力和創(chuàng)造力等綜合能力素養(yǎng)的提升。學生可以將多元化的知識觀點與現(xiàn)實生活聯(lián)系起來，在與同伴合作的過程中，以“邊做邊學”的方式解決實際問題。學生可以在實際應用中增加實踐知識，以便更好地理解和分析現(xiàn)實世界的復雜問題。整合型STEAM課程中，通常采用項目式學習、創(chuàng)客活動、綜合實踐課等多種形式開展實施STEM教育。目前，我國STEAM課程的開發(fā)多集中于機器人、可視化編程、3D 打印、科學發(fā)明制作、AR/VR等方面，主要強調(diào)學生的主動參與和體驗，以及跨學科知識的綜合學習與運用［7］。本研究提出，將中醫(yī)藥文化知識與STEAM教育相結(jié)合，設計開發(fā)整合型STEAM課程，幫助學生從實際需求出發(fā)，以問題驅(qū)動學生主動探索，并在合作實踐中完成小組任務。

（二） 體驗式學習理論

體驗式教育可以將學科知識與真實世界相結(jié)合，通過理解和經(jīng)驗之間的結(jié)合或轉(zhuǎn)換產(chǎn)生新的認知，是一種知識創(chuàng)造的學習過程。體驗式學習理論由庫伯（Kolb）于1984年提出，概括起來主要包含四個循環(huán)階段和兩個維度。四個循環(huán)階段即具體經(jīng)驗（CE）、反思觀察（RO）、抽象概念（AC）、主動實驗（AE），兩個維度為信息理解和信息轉(zhuǎn)換。這種學習模式強調(diào)學生作為知識的主動獲取者，在實踐中完成更深刻的思維過程，可以提高整合型STEM課程的學習效果［8］。本研究基于STEM教育理念，采用體驗式學習模式進行課程實施，可以有效提高學生的動手實踐能力。體驗式STEAM課程設計框架如圖1所示。

圖1 體驗式STEAM課程設計框架

在具體經(jīng)驗階段（CE），主要通過提問、成品展示等方式激發(fā)學生興趣，吸引學生的注意力。幫助學生連接先前學習的知識與經(jīng)驗，讓學生更好地參與到學習活動中去。在反思和觀察階段（RO），學生能夠結(jié)合已有的經(jīng)驗建構(gòu)新知，加深對知識的理解。教師也可以提供適當?shù)囊龑?，讓學生去主動探索問題。例如，STEAM課程分為七大主題，在主題四“小小船長”中，教師通過讓學生閱讀“神農(nóng)找草藥”的故事，啟發(fā)學生去思考如何幫助神農(nóng)渡河，學生結(jié)合學過的知識經(jīng)驗進行頭腦風暴。在抽象化概念階段（AC），主要讓學生對所學的內(nèi)容進行闡釋與定義，使學生形成系統(tǒng)化和結(jié)構(gòu)化的認知。在主動實驗階段（AE），學生需要利用所學到的知識和技能去解決實際問題，并在解決問題的過程中在更深層次上理解相關(guān)知識點，重新形成具體經(jīng)驗。體驗式學習的四個階段是一個不斷循環(huán)往復的過程，幫助學生在實踐中理解知識、擴展概念，最終實現(xiàn)知識的深化與遷移。

二、 “神農(nóng)嘗百草”主題STEAM活動設計

本研究在后疫情背景下，融合中醫(yī)藥等中國傳統(tǒng)文化元素，結(jié)合STEAM跨學科理念設計了“神農(nóng)嘗百草”系列主題課程。課程內(nèi)容如表1所示，以我國古代神話傳說“神農(nóng)嘗百草”為故事主線，從中醫(yī)科普小講堂、中草藥知識學習、樂高積木搭建、編程應用等方面，以問題驅(qū)動學生開展持續(xù)性探究學習。

表1 “神農(nóng)嘗百草”系列主題課程內(nèi)容

主題一“神農(nóng)的部落”在情境創(chuàng)設環(huán)節(jié)，以視頻短片《無畏》引發(fā)學生對醫(yī)生這一職業(yè)的思考。從當今抗疫一線醫(yī)生救死扶傷過渡到古代神醫(yī)治病的故事，引出以“神農(nóng)嘗百草”為主題的課程主線。請學生運用樂高套件，進行多種主題搭建活動，模擬幫助神農(nóng)渡過探險路上的難關(guān)。課程設計循序漸進，由易到難。教師介紹樂高積木的零件，讓學生掌握命名規(guī)則和方法，并指導學生按照學習手冊的要求，對所有零件進行清點和分類，提高學生數(shù)學能力的同時也培養(yǎng)其耐心，為后續(xù)主題搭建課程筑牢基礎。

主題二“會飛的鳥兒”承接神農(nóng)看見“鳥兒銜種”，從而耕食五谷，發(fā)明農(nóng)業(yè)的故事，通過講解鳥兒對于植物傳播種子的重要性，進而引出課程主題“會飛的鳥兒”。學生結(jié)合學習指導手冊，進行小組合作，完成“鳥兒”的搭建任務，并在教師的指導下實現(xiàn)機電整合。本課程難度相對較低，主要讓學生掌握基本的圖形化編程知識。

主題三“探秘神農(nóng)架”從神農(nóng)架的傳說引入，教師首先對神農(nóng)架進行簡單的介紹，并提出如何摘取懸崖邊的草藥的問題，引發(fā)學生思考并提出各種解決方案，如搭建升降梯、利用繩索等。本課程具有一定的難度，要求學生掌握機械爪的簡單知識和齒輪轉(zhuǎn)動的原理。

主題四“小小船長”先通過《中醫(yī)藥兒歌——薄荷》視頻激發(fā)學生的興趣，并通過仔細觀察和“聞薄荷”等探究活動，促進學生對中草藥的認識和理解；而后以探險故事閱讀和講述的形式引出神農(nóng)遇到的困難——無法順利渡河為村民采藥治病，引導學生在積極思考和交流討論中提出解決方案，并完成自由搭建和編程。本課程旨在鍛煉學生的設計思維和問題解決能力，激發(fā)學生的想象能力和創(chuàng)造力。

主題五“中草藥探險隊”首先引導學生歸納生活中常見中草藥的基本特點和主要功效，是“神農(nóng)嘗百草”主題系列課程中中草藥知識最為聚焦、形象的一課。學生在確定“我想采的中草藥”之后，開始借用“小鱷魚”作為采藥小幫手，進行搭建和編程，并在“小鱷魚探險隊”集結(jié)之后對生活中的草藥和蔬菜進行了辨別，加深了對“藥食同源”的理解。通過本課的學習，學生不僅成功地利用齒輪傳動裝置和距離傳感器搭建出了“小鱷魚采藥助手”，還能靈活運用所學的中草藥知識進行交流和對話。

主題六“草藥配送車”聯(lián)系生活實際，讓學生設計并制作草藥配送交通工具。在搭建方面，學生要綜合前幾個主題所學的滑輪、皮帶、電機等零件，完成傳動裝置和距離傳感器的設置，并在此基礎上完成小車整體外形的裝飾和美化，使學生的想象力和創(chuàng)造力得到進一步的激發(fā)和拓展。

主題七“創(chuàng)意大比拼”首先要求各組學生進行“神農(nóng)嘗百草”的故事續(xù)寫和場景搭建，各組成員分工合作，可以參考教師提供的故事場景，也可以自由發(fā)揮設計主題。結(jié)合課程所需材料，進行場景的合作搭建。最后，組間進行作品的展示分享、交流和評比。在本課程中，學生的創(chuàng)造力得到最大程度的發(fā)揮；同時，學生的合作能力、語言表達能力、邏輯思維能力和想象力也得到進一步的提升。STEAM的魅力得以充分體現(xiàn)。

三、 中醫(yī)藥STEAM課程實施及效果分析

2021年寒假期間，上海師范大學教育技術(shù)團隊主辦，上海師范大學教育學院與基礎教育中心協(xié)辦，在上海引領未來教育科技有限公司的贊助下，特推出針對9—11歲小學生的STEM公益寒假營綜合實踐類活動課程。課程包含六個主題搭建課程和一個創(chuàng)意競賽活動，每個主題課程根據(jù)內(nèi)容難度安排1—2課時。課程采用樂高WeDo1.0套件，操作簡單且易于編程，旨在幫助學生在組裝樂高積木、連接傳感器、編程和競賽中體驗STEAM活動的樂趣，同時更深刻地了解中醫(yī)藥在疫情時期發(fā)揮的巨大作用。授課團隊與志愿者教師主要由上海師范大學、上海復旦大學、上海交通大學等幾所高校的本、碩、博學生擔任，教師授課前都經(jīng)過了良好的培訓。本次活動選取了上海市奉賢區(qū)的三所小學，每所學校開展三天營隊活動。秉持公開公益、公平共享的原則，學生可以自愿報名參加。三所學校共招募到153名三、四年級小學生。根據(jù)觀察和出勤記錄，去除缺失數(shù)據(jù)和無效問卷，最終有133名學生完成了本次研究。招募對象中，男生有85人（占63.9%），女生有48人（占36.1%），且其中的82人（占61.7%）沒有編程經(jīng)驗且從未參加過工程類競賽或機器人培訓活動。

為了評估學生對中醫(yī)藥STEAM課程設計的滿意度，請學生在課程活動結(jié)束后，從課程主題的規(guī)劃、課程內(nèi)容的安排、編程知識的學習、樂高工程設計與動手搭建、創(chuàng)意搭建大比拼的競賽活動設計等方面進行評分，研究采用李克特五點量表（1=完全不滿意，2=不滿意，3=不確定，4=滿意，5=非常滿意）。描述性統(tǒng)計結(jié)果表明（圖2），學生對 “神農(nóng)嘗百草”系列主題體驗式課程幾乎達到“非常滿意”，尤其對于工程設計與動手搭建、課程主題及編程知識等方面更感興趣。

圖2 “神農(nóng)嘗百草”系列主題體驗式課程設計滿意度調(diào)查

如表2所示，研究人員從課程內(nèi)容的收獲、志愿者服務以及課程整體情況（如場地、時間、流程等）調(diào)查了課程實施效果和教學滿意度。結(jié)果顯示，學生對課程實施情況滿意度較高，且對課程內(nèi)容收獲方面評分最高。為進一步調(diào)查學生對中醫(yī)藥課程的體驗和收獲，結(jié)合學生訪談內(nèi)容和問卷中開放題目進行編碼，定性分析的結(jié)果表明，學生表示自己通過中醫(yī)藥STEAM課程的學習收獲了新知識（20.64%），尤其是了解到了中草藥知識（3.97%）；學會了樂高搭建和編程（30.16%）；學會創(chuàng)新（10.32%）；結(jié)識了很多新朋友，并且懂得了團隊合作的重要性（9.52%）。還有個別同學表示自己增強了動手能力；收獲到了很多快樂；遇到問題要勤于思考、善于觀察；要學會傾聽他人的建議等。在志愿者服務方面，學生建議可以增加助教指導教師，讓各組在創(chuàng)意競賽時都能得到教師及時的反饋和幫助；對于比較有難度的主題內(nèi)容，應該提供更多的學習資源，比如提供搭建主題的參考圖紙或是學習單，盡量避免因為課程難度過高而使學生產(chǎn)生挫敗感和畏難情緒。

表2 課程實施效果和教學滿意度情況

（續(xù)表）

在教師教學維度上，請學生為各個主題的教師課堂授課情況進行打分，如表2所示，學生對“神農(nóng)嘗百草”系列主題體驗式課程的整體教學效果是非常滿意的。結(jié)合訪談情況，學生整體表示最喜歡的兩個課程主題是“小小船長”和“創(chuàng)意大比拼”。兩位研究人員對學生訪談內(nèi)容進行編碼后發(fā)現(xiàn)，學生喜歡這兩個主題的主要原因是課程簡單有趣，可以發(fā)揮自己的創(chuàng)意和想法，而且創(chuàng)意競賽活動培養(yǎng)學生的團隊精神和競爭意識，讓學生的學習更有成就感（表3）。

表3 學生最喜愛主題課程的原因分析

四、 研究結(jié)論與建議

本研究是在后疫情時代背景下，首次嘗試將中醫(yī)藥傳統(tǒng)文化與SETAM教育相結(jié)合，基于體驗式學習理論設計“神農(nóng)嘗百草”系列主題課程。研究結(jié)果表明，中醫(yī)藥STEAM課程對學生的算法思維、問題解決能力、創(chuàng)造力和合作能力等方面具有顯著影響，而在批判性思維上卻無顯著差異。究其原因，批判性思維能力的培養(yǎng)需要一個緩慢復雜的變化過程，而本次活動課程的開展比較密集，課時安排相對集中，短期密集型課程安排不足以對學生的批判思維能力方面產(chǎn)生顯著影響。這也是未來活動開展需要改進優(yōu)化的地方。為更好地推進校園中醫(yī)藥STEAM整合式課程的實施，本研究提出以下幾點建議：

第一，從學生的心理特征和認知水平出發(fā)，發(fā)展文化浸潤式教育。在課程內(nèi)容設計上，結(jié)合學生的生活實際，以學科融合的方式向?qū)W生滲透易于學習和理解且與日常生活息息相關(guān)的中醫(yī)藥健康方面的內(nèi)容。體驗是傳承文化的最好方式之一，可以結(jié)合具體的生活實例、影像資料或?qū)嵉乜疾靺⒂^等，開展易于學生參與體驗的項目式活動。

第二，不斷加強學校、社區(qū)和社會等多方力量的合作，豐富可利用的本土化資源。推動中醫(yī)藥STEAM教育走進校園的同時，也要鼓勵師生走出校園。精心設計的活動方案讓學生在自然生活中感受草藥種植生長與加工的奧秘。

第三，關(guān)注個體，面向全體，開展興趣導向的差異化教學活動。在本次活動中，通過觀察發(fā)現(xiàn)，女生比較喜歡創(chuàng)意設計類的課程內(nèi)容，男生更傾向于動手搭建類活動。因此，建議未來可以結(jié)合性別差異，進行課程活動設計與組內(nèi)角色分工。既要注意課程難度的把握，又要重視課程的開放性，以有助于提高學生的創(chuàng)新能力。

中醫(yī)藥傳統(tǒng)文化融入SETAM教育，其影響和育人效果是顯著的。從學校層面講，課程的有效實施需要豐富的實踐活動做支撐?！半p減”政策頒布后，學生課后服務以校本課程、綜合社會實踐、興趣社團活動等多種形式開展，為學校落實以學科融合為核心的中醫(yī)藥SETAM教育提供了有效的途徑。從學生層面講，中醫(yī)藥文化融入STEAM科技創(chuàng)新實踐活動，使得學生不僅提升了中醫(yī)藥文化素養(yǎng)，還在實踐體驗中開闊了知識視野，豐富了生活閱歷。學生在反思中觀察，在積極實驗中實現(xiàn)知識經(jīng)驗的遷移和轉(zhuǎn)化，有利于學生自主構(gòu)建多元的知識體系。未來的中醫(yī)藥STEAM課程優(yōu)化設計將繼續(xù)結(jié)合地域特色和校園文化，開發(fā)更多具有本土特色的中醫(yī)藥STEAM課程，充分挖掘身邊可利用的資源，助力學生開展深度探究活動，增強學生傳承中華民族傳統(tǒng)文化的使命擔當。讓學生在體驗中收獲成長，讓中醫(yī)藥SETAM教育在學生心中生根發(fā)芽。