摘 要:STEM向STEAM的轉(zhuǎn)變被視為科學與藝術(shù)(Arts)的融合,然而,整合過程中存在的認識論沖突、定義不明確等困難始終難以解決,將STEAM中的“A”定義為aesthetics(美學)是突破困境的良方。美學相較于藝術(shù)更具客觀性,不僅能夠成為聯(lián)系各學科之間的有機紐帶,滿足跨學科整合的社會期待,并且為STEM教育帶來了超越藝術(shù)本身的價值。
關(guān)鍵詞:STEAM教育;科學美學;扎根理論;專家訪談;學科融合
中圖分類號:G434 文獻標識碼:A
一、引言
STEM教育是指科學( Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineering)、數(shù)學(Mathematics)四大教育的融合,提倡跨學科教育,使用多學科的思維和知識解決問題[1]。STEAM教育則是在STEM的基礎(chǔ)上加入了藝術(shù)學科,旨在進一步培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維。通常STEAM教育以綜合課程為表現(xiàn)形式,旨在改變以單一學科為導(dǎo)向的人才培養(yǎng)機制。以“STEAM教育”為主題的研究從2009年起逐年增加,總體數(shù)量呈上升趨勢[2];在實踐中,校本課程、校外培訓機構(gòu)、博物館項目紛紛打上“STEAM教育”的旗號。然而,STEAM教育仍處在其發(fā)展初期[3],學者對STEAM教育概念和內(nèi)涵的界定并不統(tǒng)一[4]。同時,加入藝術(shù)學科后,學科跨度較大,學科之間的聯(lián)系,尤其是藝術(shù)在STEAM教育中的定位猶存爭議,導(dǎo)致STEAM教育陷入了更深的整合謎團。基于此,文章以如何讓STEAM教育成為一個有機的跨學科整體?應(yīng)當如何定義STEAM教育,尤其是STEAM教育中的“A”為研究問題,以期滿足當前STEAM教育中的理論和實踐的需求。
二、重新審視STEM / STEAM教育
本文通過在線訪談六位科學教育及相關(guān)領(lǐng)域的專家,采用扎根理論的研究方法,對所提及的STEM與STEAM教育的訪談資料進行整理歸納,以期重塑STEAM教育中的“A”,從中探尋STEAM教育的出路。六位被訪教授的信息如表1所示。
(一)本質(zhì)與內(nèi)涵
STEM教育的跨學科整合屬性受到了來自教授們的辯證看待,即我們應(yīng)該在綜合考量的基礎(chǔ)上嚴謹?shù)剡M行跨學科組建。
訪談中,盡管克拉克教授與威克曼教授都支持STEM教育的本質(zhì)應(yīng)是跨學科,但就整合取向而言,克拉克教授支持在保留學科特性的基礎(chǔ)上進行不同學科間的整合嘗試,威克曼教授則認為整合時應(yīng)更多考慮社會因素與教育國情。
長期以來,教育界普遍將STEM教育作為跨學科課程的典型。然而,自STEM教育引入國內(nèi)以來,學者認為對于其整合取向的本質(zhì)爭論可大致劃分為“整合取向”與“細分取向”兩大類[5],前者提出STEM教育的核心應(yīng)為跨學科整合,即在STEM學習中通過學科整合來培養(yǎng)學生的綜合素養(yǎng)并提升其解決實際問題的能力[6],因此這種取向支持STEM教育在已有科學、技術(shù)、工程、數(shù)學的基礎(chǔ)上整合更多的學科,例如加入藝術(shù)( Arts)成為STEAM,加入環(huán)境(Environment)等其他領(lǐng)域成為STEM+等。后者則認為STEM教育應(yīng)該根據(jù)教育國情、社會發(fā)展以及科技水平等要素,仔細分析四門學科整合的有效路徑以此來決定整合的程度[7]。在與納森教授的訪談中,他提出STEAM教育在本質(zhì)上是一種倡導(dǎo)運用跨學科來幫助人們應(yīng)對現(xiàn)實中各類問題的教育理念。
(二)學科與整合
專家認為,在慎重選擇學科元素的前提下, STEAM教育能夠呈現(xiàn)出利大于弊的價值,充分發(fā)揮其跨學科理念的優(yōu)勢。
STEAM教育的跨學科整合理念能夠激發(fā)學習者的學習興趣,打破人們對于性別角色的固有認知,從而豐富STEAM學習者的多樣性。同時,在選擇跨學科領(lǐng)域時應(yīng)慎重考慮,一味地添加學科進入STEAM只會讓其失去意義。此外,由于跨學科整合與傳統(tǒng)教育系統(tǒng)的單一學科理念沖突,落實跨學科整合教育需加快建設(shè)相關(guān)教師培育項目,從思維層面改革教育系統(tǒng)。
STEM教育不只是科技創(chuàng)新教育,它更像是一場教育變革運動[8]。在這場變革中,加入A后的STEAM教育對于跨學科整合的倡導(dǎo)前所未有,并且?guī)砹艘幌盗袡C會與挑戰(zhàn)。“跨學科有何利弊”與“如何把握跨學科的度”一直是人們熱議的話題。在某種意義上,跨學科是一種“反射式的形成和實踐”[9],即通過與其他學科的接觸來加深對于某一學科的理解。與此同時,跨學科不僅能拓寬人們的現(xiàn)有視野,發(fā)現(xiàn)原本來源看不到的景色,并有助于站在歷史角度批判地看待事物[10]。值得注意的是,盡管STEAM教育的跨學科理念帶來了諸多優(yōu)勢,但就融入學科的數(shù)量而言并非多多益善。
(三)科學與藝術(shù)
盡管在工程及制造業(yè)領(lǐng)域內(nèi),科學與藝術(shù)已在一定程度上實現(xiàn)了完美結(jié)合,起著相輔相成的作用。但是教育的對象并非產(chǎn)品,而是具有個性差異的學習者,不同學科存在不同的學習門檻,對此受訪教授并不看好藝術(shù)在STEM教育中的前景。
在教育領(lǐng)域,由于藝術(shù)與科學存在學科差異,兩者在整合時必會產(chǎn)生一定的邏輯矛盾。其一,藝術(shù)定義廣泛,缺乏統(tǒng)一的定義會導(dǎo)致STEAM教育這一概念缺乏邊界,容易造成混淆,從而走向人人都在聊STEAM,卻沒有人知道STEAM是什么,甚至有將STEAM教育歸為多媒體技術(shù)的理解誤區(qū)[11]。其二,藝術(shù)評價主觀,在科學領(lǐng)域通常有較為客觀的評價體系,而對藝術(shù)的評價多依賴于評價者的經(jīng)歷和主觀判斷。其三,藝術(shù)缺乏門檻,我們無法讓一個完全沒有數(shù)學基礎(chǔ)的人去感受斐波那契數(shù)列的美,但是一個沒有進行過藝術(shù)學習的人卻依然能夠欣賞來自文藝復(fù)興時期的作品。藝術(shù)(Arts)在STEAM中的定位頗顯尷尬,但是我們?nèi)匀豢梢云诖环N能夠軟化STEM“學科生冷”的新元素。
(四)美學與未來
在訪談中多名教授提及了科學美學(aesthetics)這一概念,并認為美學體驗( aesthetic experience)在科學教育中充滿積極作用。
克拉克和威克曼教授認為美學不僅是一種促使人們深度體驗科學學習的催化劑,加入美學后的STEM教育能在很大程度上緩解“生冷學科”所帶來的弊端。
教授們對于科學教育中的美學前景充滿期待,教育中的美學不僅指學習動機,還起到了對于學習者認知過程的促進作用?;厮葸^往,我們在談?wù)摽茖W教學的目標時總是提及“感受科學美”“欣賞科學美學”等等。美學強調(diào)學習者在體驗客觀事物中感知到的感官屬性,晝夜的交替不僅涉及科學知識,日出日落的意象也帶給學習者美的感受,促進學習的動力。因此,我們不妨摒棄STEAM中的藝術(shù),以美學代替藝術(shù),探討STEAM教育中的美學,為STEAM教育增添生機。
三、STEAM教育的美學價值與內(nèi)涵重塑
(一)STEAM教育的美學價值
在哲學層面,美學有其客觀屬性,黑格爾(G. W. F. Hegel)和康德(Immanuel Kant)認為美學是感性和理性之間的橋梁[12],康德的美學理論認為美學不是完全主觀的情感反應(yīng),因為主體間的一致性使我們擁有相同的審美判斷來欣賞自然事物。受康德美學理論的影響,龐加萊(Jules Henri Poincar?)也更趨向于美學的客觀屬性,并延伸出對科學美的探討。他認為美學體驗是科學實踐和探索世界的核心,同時美學所具備的簡單性與統(tǒng)一性恰好與重在“實現(xiàn)現(xiàn)象理解”的科學目標不謀而合,這也是我們追求真理時共有的美學期待[13]。
基于約翰·杜威(John Dewey)對教育美學的論述,吉羅德(Mark Girod)等人提出美學是在各種經(jīng)歷中產(chǎn)生的情感反應(yīng)[14][15]。雅格布森( Britt Jakobson)和威克曼( Per-Olof Wickman)在此基礎(chǔ)上將科學中的美學與學生關(guān)注或忽視的事物相聯(lián)系,通過探討學生和教師的科學話語,提出美學可以塑造生活體驗并改變科學內(nèi)容[16]。STEM和STEAM中的美學源于科學家、數(shù)學家和工程師對他們所從事事業(yè)的實際經(jīng)歷,這些經(jīng)歷中的情感反應(yīng)可以是失敗挫折后的失望,或是探索過程中的愉悅,亦或是在巨大發(fā)現(xiàn)時表現(xiàn)出的極大興奮[17][18]。與強調(diào)主體對客體反應(yīng)的藝術(shù)不同,科學教育中的美學更關(guān)注客體本身的某種屬性,更具客觀意義。以實證主義美學為例,卡爾森(Carlson)指出要對藝術(shù)進行審美欣賞就必須了解藝術(shù)的傳統(tǒng)和風格,要對自然進行審美欣賞就必須了解不同環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)[19]。美學是STEM中隱含的、不可缺少的客觀部分,它連接起了客觀的科學現(xiàn)象與科學學習者的主觀感受。美學同樣是連接STEM教育與學習者間的橋梁,將美學外顯化,作為STEM教育的目標之一,有助于進一步催化STEM各學科間的有機整合。
諾貝爾獎獲得者、物理學家保羅·狄拉克(Paul Dirac)將美學歸因為一種特殊的認知作用,“美學體驗可能是最重要的東西,方程式中的美學要比其適用于實驗更為重要”[20]。換言之,美學能夠幫助學習者跳出證據(jù)的桎梏,為生成創(chuàng)造性的結(jié)論提供可能。他認為美與真理是聯(lián)系在一起的,我們可以對獨立于數(shù)據(jù)的理論真實性充滿信心。再者,美學屬性始終是科學實踐不可分割的一部分,科學家在選擇研究對象、構(gòu)建假設(shè)、評估理論以及確定結(jié)論時需要運用美學判斷[21]。由此可見,美學不僅自然存在于科學、數(shù)學、工程等各個領(lǐng)域,還存在于對事物理解和發(fā)現(xiàn)的樂趣之中,當我們面對大自然的美麗和宇宙的浩瀚時,它能夠喚起我們的敬畏之情。正如米爾納-博洛廷教授所述,我們可以將建筑美學作為STEM工程領(lǐng)域的代表,建筑設(shè)計美學體現(xiàn)在自然美、社會美和藝術(shù)美等不同方面,并且在評價多種藝術(shù)形態(tài)時都遵循客觀事實與公平公正的原則[22]。當學生在進行STEM工程項目的學習時,美學不僅可以引導(dǎo)他們學會如何根據(jù)自然與科技知識創(chuàng)造出優(yōu)秀的工程作品,還能夠基于人文視角在STEM實踐中感悟蘊含其中的美學價值。
(二)STEAM教育的內(nèi)涵重塑
結(jié)合訪談內(nèi)容,本文提出了“STEAM(aesthetics)”教育框架,如圖1所示??茖W、技術(shù)、數(shù)學、工程的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)在美學的聯(lián)結(jié)下煥然一新,重新發(fā)揮其學科整合的教育價值。美學(aesthetics)在STEAM中扮演了連接主觀與客觀、學習者與學習對象、并發(fā)揮學生創(chuàng)造力的重要角色。天然存在于科學、技術(shù)、數(shù)學、工程中的美學將四者有機整合,構(gòu)成了全新的STEAM(aesthetics)生態(tài)圈。藝術(shù)的豐富內(nèi)涵成為了STEAM教學整合的“雙刃劍”,在重新定義STEAM教育時,用美學( aesthetics)代替藝術(shù)(Arts),一方面避免了學科屬性間的矛盾,另一方面外化了STEM學科中的美學,運用美學軟化生冷的STEM學科,從而喚醒STEM教育的創(chuàng)造力?!吨袊逃F(xiàn)代化2035》提出要培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力[23],美學的加入不僅填補了STEM創(chuàng)新人才的人文短板,也析取了STEM教學的深層目標,即在促使學生形成STEM的工科認知結(jié)構(gòu),建構(gòu)學習成果“產(chǎn)品”時,關(guān)注蘊藏其中的人文價值,達成能力與素養(yǎng)的雙重提升。
(1)核心理念:基于項目情境的學科再整合
尼科爾(Basarab Nicolescu)認為,跨學科能夠解決“單一學科無法使學習者充分理解當今世界”這一問題[24],換言之,跨學科是通過整合學科知識,是一種打破學科與生活世界邊界,幫助學習者突破學科思維限制和解決生活實際問題的有效方法??鐚W科學習強調(diào)每一個學科均需貢獻各自的知識、方法及內(nèi)在價值來應(yīng)對復(fù)雜問題,且學科之間通過有機整合的形式運作。正如受訪教授所述,整合的選擇范圍會受到來自“學科特點、教育國情、人本主義”等因素的影響。在真實的項目情境下,STEAM中各學科間的關(guān)系應(yīng)被視為“基于學科本身,融合形成整體”,從而為問題解決提供創(chuàng)新的方案,且有利于創(chuàng)建公正、公平的社會環(huán)境[25][26]。美學視域下的STEAM教育能夠超越學科限制,通過項目式活動的形式組織教學,并妥善尋求四大學科間的平衡,獲得各學科之間的和諧關(guān)系。因此,STEAM教育應(yīng)在充分考量項目情境的基礎(chǔ)上進行學科的再整合,在學習體驗過程中創(chuàng)造一個由美學聯(lián)結(jié)而成的跨學科空間,使學習者在此環(huán)境中充分發(fā)展。
(2)關(guān)鍵作用:突破單科學習的思維限制
STEAM教育的跨學科屬性不僅革新了傳統(tǒng)的單科教學模式,更重要的是影響了人們教?!·(Mariale Har-與學的思維瑪麗亞哈迪曼 diman)等人認為,跨學科的教學方法能夠培養(yǎng)學生超出學科知識以外的能力,即學習者通過深入?yún)⑴cSTEAM主題活動以及在該過程中投入情感,從而全面塑造他們的學習、記憶、協(xié)作能力和創(chuàng)造性的問題解決能力[27]。STEAM教育的主要目的不僅僅是傳授基礎(chǔ)知識,更是獲得可持續(xù)發(fā)展和終身教育所需的思維技能,如創(chuàng)造性思維、批判性思維、科學和技術(shù)能力等[28][29]。再者,STEAM對教師教育也產(chǎn)生了巨大影響,瓦利教授認為跨學科理念能夠沖擊傳統(tǒng)教育系統(tǒng)中的單科教學思維。凱爾馬尼(Hengameh Kermani),團隊發(fā)現(xiàn)通過跨學科的思維方法開展教學,不僅拓寬了學齡前兒童在解決科學和數(shù)學復(fù)雜問題時的思維,而且激發(fā)了他們參與到STEM學科中的興趣[30]。綜上,開展STEAM教育時應(yīng)充分體現(xiàn)跨學科思維,在教學目標、內(nèi)容、方法的設(shè)計層面發(fā)掘美學潛力,有效吸引學習者參與其中,培育指向核心素養(yǎng)的新時代人才。
(3)路徑架構(gòu):關(guān)注外在學科的整合效能
在傳統(tǒng)STEAM語境中,盡管科學、技術(shù)、工程、數(shù)學的內(nèi)在學科關(guān)聯(lián)緊密,然而藝術(shù)“A”的加入打破了STEM原先穩(wěn)定的整合邏輯,在教學實踐中導(dǎo)致了STEAM走向低效的形式主義,甚至在部分案例中藝術(shù)的作用僅僅是點綴[31]。美學視角下的STEAM教育中,“A”不應(yīng)以在課程中添加藝術(shù)學科為目的,而是意識到各學科之間的美學聯(lián)系,打破傳統(tǒng)的學科固化界限,從而解決STEAM機械整合所帶來的多重問題,使得融合外在學科成為可能。在進行STEAM教育的路徑架構(gòu)時,一方面我們應(yīng)挖掘外在學科的本質(zhì)屬性,辨析外在學科與內(nèi)在學科的元素關(guān)聯(lián),在美學的作用下呈現(xiàn)外在學科之于STEAM學習的正向效益。另一方面,我們應(yīng)篩選出外在學科的有效結(jié)構(gòu),消減外在學科的消極影響,避免導(dǎo)致由于學科元素過量產(chǎn)生的學習困惑與低效整合,建立起高水平整合效能的STEAM教育。
四、STEAM教育的價值超越
多年來,將藝術(shù)A融入STEM教育始終是人們的美好愿景。隨著“雙減”政策頒布以及人工智能教育時代的到來,技術(shù)變革與場景延伸為STEAM教育提供了前所未有的應(yīng)用可能,愈來愈多的學科元素被加入其中,STEM教育成為了具有無限包容空間的“愿望箱”。我們在試圖征服STEM教育功利主義的航行中,也不免陷入了觀點泛化的功利漩渦之中。用美學取代藝術(shù)并不等于拋棄STEAM教育的豐富內(nèi)涵,而是化繁為簡,消解功利主義的色彩,重塑STEAM教育的虛無現(xiàn)狀。
傳統(tǒng)的STEAM教學往往忽視了在科學和技術(shù)課程中向?qū)W生呈現(xiàn)美學體驗,這使得 STEAM教育更像一種目的性極強的工具,而非享受過程與美的體驗。即使在課堂教學中,美學也常常被認為是暫時性的,幾乎沒有文章系統(tǒng)性地介紹它是如何被引入學科教育的,并且缺乏一個完整的框架來闡明它的涵義。美學的出現(xiàn)更多是作為其他學科例如數(shù)學、工程等的附屬品,而非一個教育目標本身。美學可以在教學實踐中發(fā)揮激勵作用,為學習者提供源源不斷的學習動機與參與熱情。因此,要想學生在STEAM學科中獲得真實的學習體驗,就不能忽視美學的作用。教育中的美學并不是一種初級的認知方式,而是一種可以幫助我們體驗眼前豐富情境的重要元素[32]。因其獨特的客觀感受,美學為生冷的STEM教育注入活力和動力,更為STEAM學科帶來了超越藝術(shù)本身的價值。
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(責任編輯:邢西深)