STEAM教育對我國基礎教育創新能力培養的啟示

劉亞同 汪基德

（河南大學 教育科學學院，河南 開封 4 7 5 0 0 4）

STEAM教育對我國基礎教育創新能力培養的啟示

劉亞同 汪基德

（河南大學 教育科學學院，河南 開封 4 7 5 0 0 4）

STEAM所倡導的創新教育是基于深厚的學習理論并且在世界范圍內進行了豐富的實踐，對我國基礎教育創新能力培養具有重要意義。文章對STEAM教育思想作了五個方面的解讀，得出對我國基礎教育階段創新能力培養的啟示：在做中學、與實際問題相結合、多學科融合等。最后文章從教師能力、考試機制等方面指出我國基礎教育階段創新能力培養需要注意的問題。

STEAM；基礎教育；創新能力

一、引言

創新是民族發展的基石，基礎教育是各教育階段的重中之重。STEAM創新教育在世界范圍內進行了豐富的教育實踐，對于我國基礎教育創新能力培養具有重要意義。基礎教育作為各學段的重中之重，對于學習者的作用可謂輻射長遠，甚至影響學習者的一生，而基礎教育中創新能力培養的重要性更是不言而喻。STEAM教育倡導在做中學和自主學習，其理念對于我國基礎教育創新能力的培養具有一定啟發意義。

在基礎教育創新問題的研究中，傅榮等認為我國基礎教育過于注重應試教育，缺乏創新能力的培養。同時，教育經費短缺、辦學條件差、師資隊伍的建設存在問題，教師的教育創新作用難以發揮。[1]目前在我國基礎教育中，多個省市都具有不同版本的教材，但整體上內容、教法趨同，學習者學習內容形式單一，且對于學生主要科目（語文、數學等）較為重視，學生課業壓力大，家庭、學校對學生功利期待較高。整體上我國的基礎教育中對科學、藝術、工程類的教育比較缺乏，所實施的教育形式與該階段學生的學習特點、思維方式不相契合。學生的個性與創造力受到壓制，在基礎教育階段沒有得到很好的發揮。

法國教育家盧梭曾指出，教育即生長。STEAM教育從一種探索的視角展開，注重學習與現實世界的聯系，倡導在做中學，從現實生活的情景入手，讓學生在實踐中習得知識。本文從STEAM所遵從的教育理論框架出發，探析其創新教育理念，結合我國基礎教育的具體問題，得出對我國基礎教育創新能力培養的思考和啟示。

二、S T E A M教育理念與國際背景介紹

（一）S T E A M教育概述

STEAM是科學（Science）、技術(Technology)、工程(Engineering)、藝術(Arts)和數學(Mathematics)五門課程的英文縮寫,代表所有學習主題在學科領域內與真實世界相聯系。STEAM 教育主張讓學生通過項目學習來完成學業并獲取新知，項目實踐中包含知識、技能、創新能力的培養目標。[2]STEAM教育將科學、技術、工程、數學和藝術融合起來，不分學科地進行綜合性教育。STEAM教育框架闡釋了教育中的各個維度如何與生活相聯系。

STEAM教育第一認證學校前任校長德隆·卡梅隆（Deron Cameron）認為:“STEAM表示一個范式的轉換,即從以標準化考試成績為基礎的傳統教育哲學,轉變為比起學習結果更注重學習過程的現代化教育模式。從本質上講,STEAM敢于讓學生犯錯,嘗試多種想法,聽取不同意見并能創造一個適用于現實生活而不是純粹考試的知識基礎。”

（二）發展背景介紹

STEAM教育運動發端于美國，由STEM（科學、技術、工程與數學的英文縮寫）教育演變而來，STEM又源于STS（科學、技術與社會的英文縮寫），STS更側重于學術研究。STEM產生的緣起是在全球化的市場競爭中，國際市場對科技人才的需求，它的出現旨在將科學知識與產品生產聯系起來，將科學轉化為實踐成果，它是以制造產品為目的，因此有一定的功利主義特點。[3]在全球化時代,STEAM的出現伴隨著商業性和經濟性，但其引領的教育運動對各階段的教育都有很強的借鑒意義。本文將理性挖掘其教育內涵，探索STEAM教育思想對于我國基礎教育階段創新能力培養的啟示。

（三）學術研究狀況

STEAM運動的發起對于各行各業的人才培養模式都有一定的指導借鑒意義，拋開其功利主義的特點，我們也應當反思STEAM內在的教育價值。如圖1所示，從中文核心期刊檢索的數據來看，剔除無關論文主題外，我國對STEAM教育的學術關注點主要集中于STEAM教育的課程研究、教學模式、教育理念及實踐案例。本文以對國內外STEAM實踐情況的分析為主，得出STEAM對我國教育問題的啟示意義。

我國當前基礎教育教學與實踐脫節問題顯現，學生的個性得不到足夠發展，創新能力低下是教育界乃至社會眾所周知的普遍現實。由于我國疆域遼闊，人口眾多，受各地區經濟發展水平所限，各地的教育水準也參差不齊。近些年，由于STEAM教育運動在全球范圍內的影響不斷升溫，我國北京、上海、溫州、廣州等地關于STEAM教育做出了許多有意義的嘗試和探索。結合STEAM教育的理論框架、實踐情況以及我國一些地區目前所運用的效果，本文總結出一些STEAM教育中關于我國基礎教育創新能力培養的理念與方法。

圖1 S T E A M中文核心期刊論文研究主題

三、S T E A M教育理論框架解讀

STEAM教育認為STEAM是一個基于自然學習方式的功能性教學框架，適用于各種類型的教育工作者和學生。目前已經成功實施于PK-12（美國基礎教育）、大學、博物館、課后項目以及癡呆病人的康復。STEAM教育在近年來的國際教育研究和實踐中展現出了很多優點，但并不一定完全適合我國教育國情，結合我國基礎教育的發展現狀，我們可以STEAM作為突破口，針對我國基礎教育的現實問題，遵循教育規律，為我國基礎教育創新能力的提升尋找方法。

（一）學習與現實生活緊密相關

如圖2所示的STEAM教育塔中，STEAM教育將現實生活中的問題分為科學、技術、工程、數學和藝術五大領域，讓學習者回到現實生活，從探索的視角展開學習，并在綜合學科視角下發現問題并解決問題。在STEAM教育中學生的學習不是為了名次、評比和優異的成績單，而是為了實現學習者自身的內在價值。

圖2 S T E A M教育塔

（二）多學科融會貫通

科學和數學對于基礎教育階段的學生相對深奧難懂，STEAM教育通過技術、工程和藝術的參與，讓這些學科內容融會貫通，抽象知識與工程技術相結合，學生也可以發散思維，并動手參與所感興趣的項目，享受探索學習的過程，在過程中學習多學科甚至是跨學科內容。

（三）注重學習者學習體驗

從STEAM教育運動的實踐案例來看，STEAM教育活動往往從源自生活的案例、常見的場景工具和教育科技產品中展開。從鮮活的學習情境出發，注重學生自身與學習內容的交互，關注學習者的學習體驗，讓學生在動手建構的過程中習得知識，實現學生的價值。STEAM教育顛覆了以考試為主的教育模式，蘊含著新的教育哲學。

（四）成為終身學習者，適應快速發展的社會[4]

STEAM教育塔的塔頂是STEAM教育的終極目標：終身學習和整體學習。通過基礎教育使科學、技術、工程、數學和藝術五大領域融會貫通，將學習與現實世界相聯系，從現實中發現問題并解決問題，培養學生實踐動手的創造能力，在過程中實現協作學習，培養一種終身學習的能力和意識。

（五）S T E A M教育的目的是幫助學生成為有用的受教育者

STEAM教育要求學生基本了解學科領域的基準大綱，懂得何時以及如何將知識應用于特定背景中,成為一個有責任感的社會人。STEAM教育所發展的技能要遠遠超出考試技能,其中包括更多的發散性思維和實現技巧。因為STEAM的課程構建適應于廣泛的學習風格、能力以及各年齡階段的人格類型,它創建的課程更有吸引力并能被更大范圍的人更好地理解。STEAM也在即時背景下,指導學生基于現實領域進行發現和發明，使學生們能夠在學科范圍內創造出令人印象深刻的作品。

四、S T E A M教育對我國基礎教育階段創新能力培養的啟示

（一）在做中學

STEAM教育認為學習者要有一個靈活的學習結構去適應隨時發展的、不可預知的全球化社會。STEAM教育正是基于建構主義學習理論為學習者設計學習活動，因此它強調學習的體驗性、情境性、協作性和設計性等。[5]它的學習活動往往基于一定的實際問題，鼓勵學生動手設計參與并解決問題，提倡知識與能力并重、在做中學，實現深度學習。STEAM教育思想在我國的教育實踐中也有著廣泛的嘗試，浙江溫州中學教師謝作如將機器人帶進了中學課堂；我國臺灣學者張玉山利用樂高積木組織教學，培養學生動手實踐能力和工程思想；北師大珠海校區教師提出“5L教學法”（通過游戲學習、通過觀察學習、通過旅行學習、通過動手學習、通過研究學習）。STEAM在做中學的教育思想也有著一定的心理學依據，中國工程院韋鈺院士通過認知神經科學和教育學的研究發現，探究式科學教育在教育中的作用，對我國探究式教育有一定啟示意義。

我國接受基礎教育的學生在國際學生評價項目PISA（Programme for International Student Assessment）全球比較中有著較高的分數，學生的理論知識扎實，有著一份令人滿意的答卷。但學生動手實踐能力、創新能力較弱。問題求解能力被視為最重要的學習結果，但在我國基礎教育的研究中卻很少涉及這一能力，這也導致基礎教育階段的科技教育與高等教育銜接度不強。鼓勵基礎教育動手建構和在做中學，并不是要求學校去專門開設工程類課程，而是鼓勵學校在現有課程的基礎上，在各個科目的教育中改善教學方法、創新教育形式。如在數學、科學等科目的教育中，與實際問題相結合，適應社會發展，學校與企業合作，支持教育工具的開發與投入，依據學生的學習興趣促進其動手能力和問題解決能力的發展。

（二）多學科融合

分學科教學目前是我國基礎教育階段實施教學的主流模式，分學科教學可以讓學生的學科知識更加扎實穩固，學科能力更突出，同時分學科教學也可以突出各個學科的專業性，[6]有著一定的教育優勢。但生活中我們所面臨的實際問題往往交織著多個學科領域的知識，如航天器的發射可能涉及的領域主要包括數學、無線電、材料學、氣象學、結構學、救生學、熱控制系統等數個領域的知識。STEAM教育更強調學科融合教學和知識的多維性，注重培養學生的綜合學科應用能力。在STEAM教育中各個學科仍然分開教學，但在教學內容的設計中會融合不同學科。因此不同學科之間的教師需要對課程安排進行詳細、周密的協調和計劃。在STEAM教育中，通過教師的指導和幫助，小學生有可能做出自己的編程作品。Scratch編程貓、模擬仿真技術、3D打印等都有可能成為中小學生的學習內容。通過基礎教育中Scratch、機器人等形式的遞進學習，逐步培養學生的邏輯思維、理工素養和創新能力。

針對我國基礎教育的現實情況，STEAM課程資源的建設不能照搬照抄，可以根據教學單元劃分，分章節設計，以實際案例為主并逐步補充和完善建設教學資源單元，探索基礎教育課程資源建設的標準與規范。[7]

（三）建設有效培養機制，強化師資隊伍建設

我國基礎教育應當重視對教師的培養和培訓。教師是任何教育活動中最核心的要素，學生創新能力的培養離不開教師對學生學習活動的設計與組織，教師能力在基礎教育中有著重要的引領作用。我國基礎教育階段的教師在走上工作崗位前進行了系統的教育學、心理學及專業知識領域的學習，在參加工作之后則很少有機會再去進行專業學習。終身教育最首要的是教師的終身教育，教師走在終身教育的前列有著一定前瞻意義。

STEAM教育認為教育工作者應當充滿活力，并有能力采用多樣化的教學方法賦予各種各樣的學習者以獨特的教育意義。美國STEAM項目在發現美國中小學生數學、科學成績落后于大多數發達國家之后對這一現象做了全方位調查，在對教師能力的研究中發現美國教師存在素質不足、隊伍不穩定等問題，因此專門培養和培訓了STEAM教師。在過去五年，美國政府為了提高國際競爭力，分別頒布實施了“競爭卓越計劃”和“為創新而教計劃”，通過教育提高國力。[8]針對我國基礎教育的現實情況，可以培養高校教育技術學專業的學生作為基礎教育中科學教師的儲備力量，對現有教師進行定期的學習與培訓，對于有意愿的教師，支持并鼓勵其進行脫產學習，同時不斷制定和實施科學教師專業標準，鼓勵教師靈活選擇教學模式。STEAM課程的開展往往具有完備的教學資源，通常有系統的硬件設施作支撐，根據教師相應的教學需求提供解決方案。[9]

（四）完善考試機制，增強課程地方性特色

我國基礎教育中學生理論知識通常比較扎實，但動手能力、創新能力的不足暴露了我國的基礎教育考試機制較為單一的問題。創新教學法和教學方式的實施如果沒有靈活的考試機制作支撐也將是一紙空談。我國基礎教育的現實情況要求考試制度向彈性多維的趨勢發展，注重對學習者學習過程和多個維度的考察。基礎教育中學生的教育培養往往向考試制度看齊，不利于教育創新的發展。我國基礎教育考試機制需要改革，基礎教育考試制度應當鼓勵學生參與學習，重視對學習者學習過程的記錄與考察。

STEAM教育運動自出現以來在全球范圍內有著很大反響，對各個行業的教育與培訓都有著借鑒意義。STEAM教育思想在我國基礎教育階段創新能力培養的發展并不是要在基礎教育學校中新增設STEAM課程，而是要求基礎教育工作者注重當地現實情況，遵循教育規律，不照搬西方模式，在已有課程的基礎上，靈活把握教學目標，設計出創新特色的學習形式。[10]由于我國各省份地區受歷史、經濟、政治、文化因素的影響，各地區基礎教育狀況各有不同，同時也受到一定地域文化的熏陶。在我國基礎教育中，各地區可以結合地方的歷史、文化、習慣等因素，創新教育形式，設計組織有當地特色的教育主題活動，突出地方性。

五、結束語

創新是民族發展的動力，創新能力的培養離不開教育，基礎教育對整個教育階段有著重要的引領作用。STEAM教育在近年來的國際教育研究和實踐中展現出了很多優點，[11]結合我國基礎教育的發展現狀，我們可以STEAM教育作為突破口，著眼于基礎教育，實施教育理念、教育方式的變革，提升我國基礎教育創新能力。教育的推進，需要系統而深入的研究與實踐，不能簡單復制國外模式。STEAM教育并不是教育中的萬金油，我們不能一味追捧叫好，應當針對我國基礎教育的現實問題，遵循教育規律，結合我國本土特點，制定教育策略，改善教育方法，提升基礎教育創新能力。

[1]傅榮,申凱.基礎教育創新問題研究[J].科技廣場,2006，(03)：16-18.

[2]李小濤,高海燕,鄒佳人,萬昆.“互聯網+”背景下的STEAM教育到創客教育之變遷——從基于項目的學習到創新能力的培養[J].遠程教育雜志,2016，(01)：28-36.

[3]李雁冰.“科學、技術、工程與數學”教育運動的本質反思與實踐問題——對話加拿大英屬哥倫比亞大學Nashon教授[J].全球教育展望,2014，(11)：3-8.

[4]王綻蕊,龐學光.試論基礎教育的終身學習化取向[J].開放教育研究,2001，(02)：39-41+56.

[5]余勝泉,胡翔.STEAM教育理念與跨學科整合模式[J].開放教育研究,2015，(04)：13-22.

[6]任友群.STEAM視角看教育改革如何促進科技創新[N].文匯報,2015-07-17(006).

[7]胡畔,蔣家傅,陳子超.我國STEAM教育發展的現實困難與對策[J].中國信息技術教育,2015，(09)：46-47.

[8]楊光富.奧巴馬政府STEAM教育改革綜述[J].中小學管理,2014，(04)：48-50.

[9]吳俊杰,梁森山,李松澤.STEAM教育對中國培養適應21世紀的復合型創新型人才的啟示[J].中小學信息技術教育,2013，(03)：43-47.

[10]唐小為,王唯真.整合STEAM發展我國基礎科學教育的有效路徑分析[J].教育研究,2014，(09)：61-68.

[11]丁杰,蔡蘇,江豐光,余勝泉.科學、技術、工程與數學教育創新與跨學科研究——第二屆STEM國際教育大會述評[J].開放教育研究,2013，(02)：41-48.

（責任編輯 喬磊）

Implications of STEAM Education on the Cultivation of Innovation Competence in China’s Basic Education

LIU Yatong,WANG Jide
(School of Education,Henan University,Kaifeng,Henan,China 475004)

The innovation education advocated by STEAM is based on profound learning theories. It has been widely put into practice throughout the world,and it is of great significance to the cultivation of the innovation competence in China’s basic education.The article interpreted the educational thoughts of STEAM from five aspects.And,it proposed implications for the cultivation of innovation competence in the basic education of our country: learning by doing,combining theory with actual problems,and multidisciplinary integration etc.Finally,the article pointed out the problems that need to be paid attention to in the cultivation of innovation competence in the basic education in terms of teachers’ ability and examination mechanism.

STEAM;basic education;innovation competence

G 4

A

2096-0069（2017）04-00 4 8-05

2017-01-13

2016年度河南省教育科學規劃重大招標課題“信息化背景下中小學教學方式的變革研究”（2016-JKGHZDZB-04）

劉亞同（1993— ），女，河南新鄉人，河南大學教育科學學院碩士研究生，主要研究方向為現代教育技術；汪基德（1962— ），男，河南固始人，河南大學教育科學學院院長，現代教育研究所教授，博士生導師，主要研究方向為教育技術基本理論、教育研究方法、基礎教育改革、傳播學理論等。