例談STEAM教育在中國的創(chuàng)新發(fā)展路徑

李超 李萍

[摘? ?要]STEAM教育在中國的發(fā)展，不僅需要構建體現(xiàn)STEAM能力的科學學科核心素養(yǎng)，實施循序漸進的跨學科整合模式，還應打造中國特色的STEAM教育，結合地域特色建立STEAM教育生態(tài)系統(tǒng)。

[關鍵詞]STEAM教育;思維培養(yǎng);科學;學科核心素養(yǎng);課程重構

一、中國STEAM教育的發(fā)展現(xiàn)狀

我國很多中小學在STEAM（Science，Technology，Engineering，Arts，Mathematics的首字母）教育領域進行了多樣化的嘗試，但從目前的發(fā)展狀況來看，多數(shù)STEAM課程依然未成體系。STEAM教育不能等同于創(chuàng)客教育，也不能等同于編程教育、3D打印或機器人等具有學科化傾向的課程，也不能等同于實踐課或手工課。STEAM教育是一項較為復雜又具有戰(zhàn)略意義的教育工程。要有效解決STEAM教育的師資問題，使STEAM教育在中國真正落地，有賴于STEAM教育生態(tài)系統(tǒng)的建立，需要教育部門、學校及全社會各個層面的支持與配合，需要從頂層設計到教學實踐的全方位的改革與突破。我國的STEAM教育需要探索與國情相適應的創(chuàng)新發(fā)展路徑。

二、構建體現(xiàn)STEAM能力的

科學學科核心素養(yǎng)

核心素養(yǎng)是全球性的發(fā)展戰(zhàn)略與教育理念， 體現(xiàn)了世界各國在21世紀對人才培養(yǎng)的共同訴求。2016年發(fā)布的《中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)》是核心素養(yǎng)在中國的發(fā)展，蘊含和體現(xiàn)了中國的文化背景、教育實際情況與人才培養(yǎng)的愿景。

胡衛(wèi)平教授認為，STEAM能力和核心素養(yǎng)是統(tǒng)一的、相互促進的，STEAM能力是一種跨學科整合性的能力，旨在提高學生科學素養(yǎng)，而學生發(fā)展核心素養(yǎng)也指向培養(yǎng)全面發(fā)展的人，二者的教育目的是統(tǒng)一的[1]。STEAM教育與中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)的融合與對接是促進STEAM教育本土化的重要途徑。

三、實施循序漸進的跨學科整合模式

STEAM課程的開發(fā)需要對不同課程進行重新整合。這種整合不是簡單的學科課程知識的疊加，而是以活動為基礎，讓學生在解決真實問題的過程中把原本獨立、分散的學科知識和技能進行應用和遷移。許多學者針對STEAM課程設計提出了不同的整合方案。但無論哪種整合形式，都不能脫離我國分科教育由來已久、課程體系相對固定的傳統(tǒng)教育背景。課程開發(fā)者要充分認識到不同學科在STEAM課程體系中的價值、地位、作用和相互關系，打破學科壁壘，才能實現(xiàn)跨學科的內容整合和有效教學。

1.初期：實施以科學課為載體的STEAM課程

在解決STEAM課程從無到有的初級階段，應依據(jù)科學課程標準，以科學課為載體，通過信息化手段和數(shù)字資源庫，將不同學科的知識融入科學課，通過科學活動實現(xiàn)“做中學，學中思”。資源庫的建設可采用自建、購買、二次開發(fā)等方式實現(xiàn)。這一時期的課程建設應注意以下問題。

一是跨學科整合不能忽視學科教學。STEAM教育的核心是工程設計，而工程設計離不開學科基礎知識，因此具備一定的學科知識是跨學科學習的前提和基礎?！读x務教育小學科學課程標準（2017年版）》增加了“技術與工程”的內容，本質上是STEAM教育理念的一種體現(xiàn)。

二是跨學科整合應力求全面均衡地覆蓋不同學科的基礎知識。小學科學課的知識涵蓋面較廣，是初中階段物理、化學、生物等多門課程的基礎;具體內容涉及自然現(xiàn)象、生活常識、天文、地理等，這與STEAM課程跨學科的特點非常一致。

三是以科學課為中心的STEAM課程要避免為師生增加額外的負擔。要有數(shù)字資源庫的支持。如在課前、課中、課后的不同環(huán)節(jié)，提供教學參考資料、課件、視頻、案例、活動拓展、游戲等，以有效彌補科學教材在內容及呈現(xiàn)形式等方面的不足。

以二年級上冊科學課教材中的“太陽的位置和方向”一課為例，在進行STEAM整合時，應基于教學目標，凸顯STEAM課程“活動性”的特征，設計具體的活動目標（見表1），以引導學生“做中學，學中思”。

在具體實施時，可按照“視頻引入、聚焦主題;引導探究、建立認識;知識應用、實踐制作;總結提升、課后拓展”的總體思路，在不同環(huán)節(jié)應用不同的數(shù)字資源。在導入環(huán)節(jié)，可通過視頻中簡單有趣的太陽鐘，直接聚焦主題“太陽和影子的變化”，激發(fā)學生探究的興趣。在“引導探究、建立認識”環(huán)節(jié)，可借助“太陽升落的軌跡”示意圖，引導學生建立“太陽每天在天空中東升西落的位置會有變化”和“利用影子的長短和軌跡的變化可以推測時間”的科學認識，同時引出日晷，使學生認識到“日晷是利用太陽下影子的變化制成的鐘表”;再通過設置引導性問題，激發(fā)學生制作的興趣。在“知識應用、實踐制作”環(huán)節(jié)，教師借助微課視頻進行演示和指導，使學生小組能夠合作完成日晷模型的制作并用其觀察時間，完成實驗記錄單。最后，在“總結提升、課后拓展”環(huán)節(jié)，引導學生回顧學習活動，為課后的繼續(xù)學習和制作提供思路和方向，將課內學習延伸到課外。

課后，還可通過設置基于生活經(jīng)驗的思考題（如在陰雨天或夜晚沒有太陽的情況下，日晷是否可以使用？）、AR互動游戲、閱讀材料（中國古代計時器）、小制作等方式促進學生對知識的理解和運用，激發(fā)學生進一步探究的興趣。學生還可以將作品和觀察結果分享到互動平臺，使教師和家長也能參與到相關的學習過程和評價。這樣，“太陽的位置和方向”一課就通過教學內容的重構和數(shù)字資源的運用，使天文、物理、歷史、語文、數(shù)學等不同學科實現(xiàn)了融合。

2.中期：實現(xiàn)學科之間的深度整合

在STEAM課程實現(xiàn)了從無到有的跨越后，可考慮基于現(xiàn)行學科課程，梳理出學科知識結構和學科素養(yǎng)之間的關聯(lián)和邏輯，進一步加強跨學科理念的滲透，實現(xiàn)學科之間的深度融合。

可將相關學科知識分為基礎類知識和應用類知識，對應用類知識進行基于STEAM理念的課程重構。比如，小學學科包括語文、數(shù)學、英語、科學、音樂、美術、體育與健康、信息技術、道德與法治以及地方學校的特色課程等，梳理各學科的知識體系，可區(qū)別出基礎類知識和應用類知識，對應用類知識進行重構，最終可形成科學、系統(tǒng)、合理的小學STEAM課程體系。

3.遠期：根據(jù)地域和學校特色開發(fā)STEAM校本課程

STEAM課程設計要立足于學生的現(xiàn)實生活環(huán)境，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。而校本課程通常具有實踐性較強、以活動為載體、注重培養(yǎng)學生的學習興趣、能體現(xiàn)地方和學校特色等特點。將STEAM課程作為校本課程進行開發(fā)與實施，一方面，可有效推進STEAM教育從“普及”到“因材施教”的發(fā)展;另一方面，可促進已在STEAM教育初期和中期積累了一定經(jīng)驗的教師進一步提高教研與教學水平。

四、結合地域特色

建立STEAM教育生態(tài)系統(tǒng)

建立STEAM教育生態(tài)系統(tǒng)需要全社會的努力。從國家層面上，需要構建全面的STEAM標準體系，具體涵蓋STEAM教育目標、教育評價標準、師資標準、課程標準以及相關設備設施標準。STEAM標準體系的建立是將全社會STEAM教育的參與者，包括各級政府教育部門、教育工作者、家長、學生納入STEAM教育話語體系，這是STEAM教育順利實施的重要保障。教育部門需要帶動學校、企業(yè)等各方社會資源促進STEAM教育長效深入地開展。

以四川省蒲江縣為例。蒲江縣結合地域特色和資源優(yōu)勢，以“STEAM課程在蒲江現(xiàn)代田園的教育實踐”項目為抓手，積極打造了“四川省STEAM教育課程教學改革試驗區(qū)”，創(chuàng)建了“首批四川省STEAM教育示范基地”，并參加了教育部基礎教育課程教材發(fā)展中心首批STEAM教育課程改革項目。蒲江縣的學校通過參與該項目所搭建的全國區(qū)域間STEAM教育教師訪學、游學的交流平臺，獲得了實驗學校骨干校長、科學教師到實驗學校進行常態(tài)化交流學習的機會，有效促進了STEAM教育的良性發(fā)展，為探索地方建立STEAM教育生態(tài)系統(tǒng)積累了寶貴經(jīng)驗。

1.教育部門層面：政策引領，構建工作體系

一是建立工作領導小組。蒲江縣成立了由縣教育局局長任組長、副局長任副組長，督導室、基礎教育科、政教科、校外活動中心、教培中心等科室負責人、18所九年制學校和單設小學校長為成員的“STEAM課程在蒲江現(xiàn)代田園的教育實踐”試點工作領導小組。由蒲江縣青少年校外活動中心牽頭負責日常工作，定期召開專題會議、推進會議，研究部署工作，分析解決問題，確保試點工作順利開展并取得實效。

二是制定工作實施方案。蒲江縣教育局印發(fā)的《關于推進“STEAM課程在蒲江現(xiàn)代田園的教育實踐”工作實施方案的通知》，從指導思想、目標任務、實施步驟、保障措施等方面進行了頂層設計。

三是建立STEAM課程體系。組織了對業(yè)內STEAM教育機構的深度考察，篩選出符合蒲江縣學生實際的STEAM教育課程體系和解決方案。由蒲江縣青少年校外活動中心統(tǒng)籌推進，與優(yōu)秀的STEAM課程開發(fā)教育企業(yè)合作，引進整套成熟的STEAM課程解決方案，合作推動項目工作。

2.學校層面：構建“四維一體”的STEAM教育模型

學校教育不能割裂學校、教師、學生、家長四者之間的聯(lián)系，STEAM教育更是如此。因此，在課程設計上除了要堅持以學生為主體的理念，還要充分考慮學校、教師及家長在教學實踐和評價環(huán)節(jié)中的作用與需求，構建“四維一體”的在線學習模型。即：通過高質量、系統(tǒng)性的課程資源庫建設，解決學?？茖W師資缺乏的實際困難，幫助學生整體提高科學教育的認識水平和教學水平;通過教師及家長在課前、課中、課后不同階段的資源使用需求，方便其備課、授課及實施教學評價;通過數(shù)字互動平臺，創(chuàng)建學生之間互助與分享的學習氛圍，實現(xiàn)教師、家長共同參與教學評價，保障STEAM教育在課堂內外的有效實施。蒲江縣的18所小學在開展STEAM教育的過程中，很好地實施了這一教育模型。

一是解決了學校師資問題。我國的STEAM教師普遍短缺。蒲江縣18所小學多處于鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農村，科學課程專職教師少，教師缺乏理科或工科學歷背景，教育理念落后，教學方式單調。蒲江縣通過教企合作的方式，全縣引進優(yōu)質STEAM教育數(shù)字資源，利用教育信息化的優(yōu)勢，使無科學教育背景的教師也能輕松開展STEAM教學，有效解決了初期的師資問題。同時，結合線下的定期師資培訓活動，邀請知名專家學者、科學教研員、一線名師、企業(yè)講師等進校培訓，組織科學教師參加市級、國家級培訓，幫助教師拓寬了視野，更新了觀念，加快了知識結構的調整優(yōu)化，培養(yǎng)了一支小學科學教師骨干隊伍。

二是解決了教學資源的問題。蒲江縣教育局為學校引進的STEAM教育解決方案中包含教材、教具、數(shù)字資源庫，可為開展STEAM教學活動提供全方位的支持。在備課階段，教師可參考數(shù)字資源中的教案、說課視頻、教學參考資料等;在上課階段，可使用課件、教學中心（PC端）、實驗視頻、導入視頻等。這使教師在初期得以迅速上手開展STEAM教學，而逐漸成熟起來的科學教師則可以在此基礎上進一步開發(fā)校本課程。

三是構建了學生喜愛的生動有趣的STEAM課堂。蒲江縣教育局在項目開展前的調研中發(fā)現(xiàn)：小學生喜歡動手實驗，但由于實驗材料缺乏、教師操作技能不足等原因，大部分學校的科學課停留在書本上，學生常?！翱础睂嶒灦怯H手“做”實驗。而STEAM課堂以豐富的實驗材料和有趣的數(shù)字教育資源，讓學生在課堂上體驗快樂、鍛煉動手能力、激發(fā)潛能，不斷深化對STEAM活動的探索。課后，學生可以利用互聯(lián)網(wǎng)使課堂得以延續(xù)，通過有趣的形式進行主動學習和探索。

四是提供了家長參與孩子STEAM學習的載體。蒲江縣地處成都郊縣，STEAM校外培訓機構數(shù)量有限。但在STEAM 教育的推廣過程中，其有別于傳統(tǒng)學習方式、更重實踐的超學科教育理念獲得了家長們的廣泛關注。學校通過開設教育教學展示會、家長開放日、社團活動課等吸引了家長的注意;學校引進的STEAM教育解決方案中，課后環(huán)節(jié)的數(shù)字教育資源（活動拓展）也為家長創(chuàng)造了參與孩子STEAM學習的機會。

3.社會層面：借助社會平臺和資源聯(lián)合培養(yǎng)STEAM人才

STEAM教育要培養(yǎng)學生基于真實情境解決問題的能力。那么教育部門也應該將社會資源納入STEAM教育生態(tài)系統(tǒng)。一方面，可借助社會平臺和資源（如博物館、科技館等）豐富STEAM學習的內容。另一方面，可鼓勵企業(yè)從人才培養(yǎng)的角度出發(fā)，根據(jù)不同崗位人才培養(yǎng)的能力模型，幫助學校重構STEAM課程。企業(yè)可作為學校STEAM教育的合作伙伴，與學校聯(lián)合培養(yǎng)學生，為學生獲得真實環(huán)境下的工作提供實踐平臺。蒲江縣充分利用社會資源促進STEAM教育，與中德（成都）AHK職教培訓中心共建了STEAM課程教育基地，依托職教園區(qū)豐富的教育資源，開設了豐富的課程，激發(fā)了學生的創(chuàng)新熱情。

參考文獻

[1]胡衛(wèi)平，首新，陳勇剛.中小學STEAM教育體系的建構與實踐[J].華東師范大學學報（教育科學版），2017（4）：31-39，134.