從STEM到STEAM：課程理念的變遷與課程實施策略

李惠敏

摘要：STEM教育到STEAM教育的轉變是在科學性與人文性矛盾加劇、“互聯網+教育”創新、市場對人才的新要求的背景下發生的。STEAM教育作為由STEM教育發展而來的一種教育方式，其創始人Georgette Yakman從他的角度闡釋了轉變的原因和STEAM教育的主要內涵。從STEM教育到STEAM教育，課程理念變遷主要包括：以學習者為中心，注重深度學習;注重學生交流、理解與審美創造能力;關注學生對科技道德的理解與對科技理性的認識。由此提出STEAM教育下的課程實施策略：在課程教學中嵌入道德與科技理性教育;高校和教師加強教育研究與學習;改進教學方式;利用校內外資源協同教育。

關鍵詞：STEAM教育;課程理念;理念變遷;課程實施

中圖分類號：G642文獻標志碼：A文章編號：1001-7836（2018）12-0037-04

一、STEM到STEAM轉變背景與由來

（一）STEM到STEAM轉變的背景

1.科學性與人文性問題矛盾的加劇

進入21世紀，隨著科學技術的突飛猛進，人與自然、社會、人之間的矛盾日益加劇。首先，人與自然的關系由于科技帶來的負面影響日益惡化。科技發展在推進人類社會文明進步的同時，由于人類為了滿足個人享樂，濫用科學技術，不斷開采自然，向自然不斷索取，導致了資源短缺、環境污染、生態失衡、部分物種滅絕等一系列自然環境問題。其次，人與社會的矛盾也日益緊張。由于科技發展帶來的地區之間發展不平衡使得南北矛盾、區域矛盾、戰爭沖突、饑餓和疾病等一系列矛盾日益凸顯。如發達國家為了資本輸出，將高污染、低產出產業轉移到發展中國家，還有部分國家為了掠奪資源挑起戰爭。此外，人與人之間的矛盾也日益加劇。近代工業文明以來，人類對權力和利益追逐越發強烈，最終造成了享樂主義、個人主義、官僚主義等不良作風盛行。在物質利益驅動下人類為了追求利益造成了精神與道德的缺失，這也影響到國家政治和信仰的穩定。在這種社會背景下，科學性是人類與自然、社會、人之間關系矛盾問題的一個重要影響因素。在封建社會與農業社會時期，人與自然、社會、人的關系和諧是社會進步的重要因素。因此，在當下社會科學發展中人們呼吁關注科技人文化，教育理論界也呼吁關注教育的人文性。

2.“互聯網+教育”創新

自2015年黨中央國務院提出“互聯網+”的新概念起，“互聯網+”在各個領域不斷興起。教育領域也不例外，互聯網技術引起教學內容延伸、教學手段變革、教學方式改變[1]。單純的“教育+互聯網”（如遠程教育等，直接將教育嵌入信息化網絡中），單純地通過這種信息化路徑而不從根本上改變學校教育方式，那么教育則不能有實質性的創新[2]。破解“教育+互聯網”，必須探究“互聯網+教育”的創新之路，變革學習方式是學校教育信息化的立足點。STEAM教育以互聯網多媒體技術為依托，促使學生進行探究性學習、項目學習，這是“互聯網+教育”創新的必要手段。

3.市場對人才的新要求

STEM教育關注到新時代對理工科技術人才的要求，也關注到科學、技術、工程、數學幾個學科的整合。但是當今社會市場不僅是要求工程技術人才的培養，也要求這些人才要具備善于交流的能力，以及理工科專業能力之外的其他能力。未來的公司也更傾向于尋找那些在專業方面的必需能力之外還有其他各種能力的人才，這種人才主要指經過“扎實文科教育”訓練的人[3]。市場要求人才不僅具有扎實的專業能力，還要具有溝通交流能力、創新能力、創造性思維。在此背景下，STEAM教育在STEM教育的基礎上應運而生。

（二）STEM與STEAM及其變遷的由來

1.STEM教育與STEAM教育

STEM是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數學（Mathematic）的縮寫，它是1986年由美國國家科學委員會首次提出的。開啟STEM教育的最初目的是為了通過STEM教育的開展提升學校教學質量，促進科技精英人才的培養。STEM教育主要是以項目學習和解決問題的學習方式培養學生的STEM技能，它為學生們提供了一種動手實踐的課堂體驗，其目的是讓學生主動參與到數學和科學的學習活動中去。它強調通過創造、設計、建造、發現、合作和解決問題的過程使學生具備應對世界上重大挑戰的能力。STEM教育實質是為培養學生在理工科方面跨學科的能力、跨學科創造性思維。

STEAM教育是在“STEM教育+”基礎上發展而來的一種教育方式，STEAM教育是一種培養學生創造力和跨學科創造性思維的教育方式[4]。STEAM教育在STEM教育基礎上增加了Art（人文藝術），它主要以項目學習、問題學習為主要學習方式，通過融合工程、技術、數學與人文藝術，通過技術驅動的教學創新促進學生能力的培養[5]。STEAM教育與STEM教育在追求的大目標與某些方面的理念具有一致性，但是STEAM教育在強調培養學生的STEM技能過程中通過增加藝術增強學生學習的興趣，強調在理工科學習中增加藝術來培養學生的創新精神與創造能力。

2.從STEM到STEAM變遷的由來

由于在STEM教育的實施中Art（人文藝術）的作用日益凸顯，Art（人文藝術）逐漸為人們所重視，因此在STEM教育基礎上增加了Art（人文藝術）。STEAM教育創始人Georgette Yakman認為，STEM教育只關注項目本身，以及項目如何去做，而忽略了關心人本身與進行這個項目的原因。因而STEM教育在跨學科知識的廣度和深度范疇內仍有一定的局限性，并且在其教學過程中缺乏較強的趣味性與藝術性。因此，她將Art（藝術）和STEM教育有機整合，并于2006年提出STEAM教育的概念。Georgette Yakman指出，Art（人文藝術）不僅僅指我們通常所說的藝術、音樂、人文等，而是一個包含了人文、藝術、美學、音樂、戲劇、生理和社會科學、人類學、哲學等的概念。Georgette Yakman將STEAM教育分為9個主要的方面，包括：社會研究、科學、數學、語言藝術、技術、工程、音樂、美術和體育[6]。關于STEAM教育暫時沒有約定俗成的內涵，Georgette Yakman研究時它定義為在STEM教育中加入Art（人文藝術）的一種教育方式。他認為，STEAM教育的理念可以簡要概括為：以數學為基礎，通過工程和藝術來解讀科學和技術。STEAM教育作為一種學習方式和教學策略，它將問題解決教學用于強化學生理解復雜概念。

二、STEM到STEAM課程理念的變遷

STEM教育作為一種促進學生理工科發展的一種教育方式，它的目的在于培養學生創造性與跨學科創造性思維，而STEAM教育在STEM教育的基礎上增加了Art（人文藝術），它在培養學生創造性與創造性思維中強調科學的美，同時關注人的內在需求與人文道德理性。歸結從STEM教育到STEAM教育，雖然STEAM教育在總體理念與觀點上同STEM教育較為一致，但STEAM下的課程理念也有了一定的轉變。從STEM到STEAM，增加與轉變的課程理念如下：

（一）以學習者為中心，注重深度學習

首先，從STEM教育到STEAM教育，更加關注學習者的需求。STEM教育強調利用相關的智能技術、編程等方式促進學生STEM相關知識技能的學習，這對學生來說是非常有必要的，然而在STEM教育的學習過程中容易忽視學生的現實生活需要，教育開展最應該關注的是學生自己的生活世界中而言，對他們最重要的是什么。STEM教育只專注于學生數學和科學方面的學習[7]，但是學生應該是全面發展的，學生應該得到一種影響到他們是否能夠對世界做出明智的決定和對生活方式的正確規劃的全面的教育，這種教育中學生真實生活需要得到關注，每個學生都被教師所關注到;而在STEM教育中增加Art，可以實現這種教育。人文藝術（Art）中包含創新與創造，這正是學生發展所需要的，正如一名建筑師不僅要擁有科學技術的能力，而且要擁有審美的能力。在STEM教育中增加人文藝術（Art）給學習賦予更多意義，真正地使得學生全面發展得到重視，同時通過與學生生活接軌，使教師關注每個學生的需求，使STEM教育成為真實的以學習者為中心的教育方式。

其次，STEAM教育在以學生為中心的基礎上，注重學生深度學習。從對國外STEM教育政策的分析來看，美國、英國等國都在STEM教育計劃中增加了人文藝術（Art）。STEAM教育試圖改變以教師為中心的課堂模式，鼓勵一種發現、探索、解決問題的課堂，要求學生積極參與情境找到解決方案。STEAM教育與 STEM教育的學習環境都不是以教師為中心的，而是由學生為中心的，在學習過程中通過發現問題、探索問題、解決問題，學生進行探索學習[8]。STEAM教育在STEM教育中加入Art（人文藝術），可以通過探究學習與教學加強師生之間、生生之間的聯系和增強學習的深度。STEAM教育注重學生深度學習，不只是簡單的知識與技能獲得，它強調的是一種內在的轉化，與其他學科知識的聯系。

（二）注重學生交流、理解與審美創造能力

首先，從STEM教育到STEAM教育更加注重學生的交流能力。從STEM到STEAM不僅僅是增加了人文、藝術，還增加了交流技能與讀寫技能、審美能力。針對“STEAM是由STEM教育增加了關注藝術的方面而形成的嗎？”這個問題，Fioriello指出，一個均衡的STEM教育必須包含人文藝術（Art），人文藝術（Art）不只是簡單的藝術，它包含閱讀、寫作和說話等有利于交流表達的技能[8]。讀寫能力在一致性課程中具有著至關重要的作用，它提供了一個清晰的視角來看待試圖解決的歷史問題，使得問題解決變得容易[9]。工作中有效的協作依賴于有效的演講、傾聽技巧以及勸說技能，因此未來的企業將會尋找那些在專業之外有其他技能訓練的人才，這種人才需要具有較強的交流溝通能力。

其次，STEAM教育能夠增強學生的理解能力與創造能力。盡管STEM技能是教育的重要組成部分，但是在就業中起促進競爭和員工創新能力關鍵作用的是人文藝術（Art），人文藝術（Art）在真實情境中具有重要作用。在STEM教育中增加Art（人文藝術），可以提升學生的審美能力，而審美能力對于學生創新能力的培養具有重要作用。正如，一名優秀的工程師必須具備良好的審美能力，這樣他才能在設計新產品的過程中更加游刃有余。如果學生能夠在早期的教育過程中就注重審美能力的培養，且在今后的工作中有效利用，這將對他們自身發展和社會發展都有很大意義。Tarnoff以蘋果產品設計為例指出，使用界面設計的特點說明沒有“Art”（人文藝術）的STEM，就“沒有科學、技術、工程和數學的產品成功出口”。這些公司希望員工能夠有能力解決問題，能夠創造性地合作、貢獻，傳達新的想法[10]。從STEAM教育角度來看，當前社會創新驅動型經濟的雇主對問題解決者、批判性思考者和優秀的溝通者更感興趣。此外，STEAM教育將數學、科學、工程、技術與人文藝術相整合，為學生提供跨學科的教學方式，可以使學生能夠通過人文與科學的結合學習加深學生對科學與數學的理解。

（三）關注學生對科技道德的理解與對科技理性的認識

最早提出STEAM教育定義的Georgette Yakman在對STEAM定義時，她將STEAM教育分為九大主題，包括社會研究、科學、數學、語言藝術、技術、工程、音樂、美術和體育[6]。在STEAM教育九大主題的其中一項是社會研究，而社會研究是Art（人文藝術）的內涵之一，社會研究強調公民教育，強調科技理性、科技道德。Maguth B.M.研究表明，社會研究是維系STEM的黏合劑，政治的健康和繁榮可能會受到在科學中缺乏對政治和道德的理解的影響，因為他們的技術和科學的能力提高了而自身的思想道德水平卻不高[11]。因此，在STEM教育中應當加入Art（人文藝術），重新把學科整合成一個負責任的公民禮節性均衡教育是必要的。

此外，在當前社會科技性與人文性之間的矛盾沖突下，STEM教育中加入Art（人文藝術）可以增強學生對科技理性的認識，使學生能夠科學、全面、客觀地認識科技為人類帶來的好處與問題。通過STEAM教育可以使得學生正確對待科技問題，可以培養學生未來如何使用科技，從道德層面認識科技理性問題。科技對自然社會、人類社會帶來的利與弊是應該被關注的，STEAM教育中強調關注科技理性，認識科技對自然的破壞可以培養學生的公民意識，可以使未來的科學家更加關注科技使用與科技發明的合理性。

三、STEAM下課程實施策略

（一）在課程教學中嵌入道德與科技理性教育

STEAM教育在STEM教育的基礎上將科技帶來的人與自然、社會、經濟、政治之間的矛盾考慮到教育中，這正好與黨的十九大上習近平同志指出要加快生態文明體制改革，建設美麗中國的思想一致。習近平同志在十九大報告中提出要構建市場導向的綠色技術創新體系，發展綠色金融，壯大節能環保產業、清潔生產產業、清潔能源產業。推進能源生產和消費革命，構建清潔低碳、安全高效的能源體系。這一思想在教育中的體現是科技理性與科技對人類的發展的作用應用。因此，在課程實施中，尤其是工科中，應該實施科技道德與科技理性教育。

具體實施中，不僅是在高校工科教育中進行科技道德與科技理性的教育，還應該在中小學課程實施中納入對科技理性與道德的教育。針對高校教育，要以社會需求為導向，讓學生通過實踐調查，認識科技理性問題，并鼓勵學生進行深入研究，以求解決科技帶來的人們的生活問題。對于中小學，在科學課程實施中應當以隱性教育、無形的思想教育讓學生領悟科技給人們帶來的好處與壞處，引起學生反思。

（二）高校和教師加強教育研究與學習

針對STEAM教育，美國對STEAM教師有嚴格要求，政府努力培養合格的STEAM教師。從美國施行STEAM的這一方面可知，對于科學課這門獨立學科來說，它涉及范圍從小學到高中，而國內缺乏對專門的科學教師的培養，因此需要各高校努力培養合格的師資。高校應當設置專業師資，還要設置相應科目給相應理科類師范生，這可以一定程度上解決科學教師缺乏的問題。此外，高校還應當為當地中學教師接收新理念、新思想提供機會，為各位教師再教育、進修提供保障。

對于中學教師，可以通過自我學習尋找自己現任教的學科同STEAM有哪些一致的地方，將二者進行融合尋找新的教學突破點。教師可以通過對當地、對學校進行深入了解，根據自己的理解、興趣、特長等與其他教師探討構建特色校本課程，或是通過學習更新自己的知識、提升自己教學能力、改變自己授課的方式，對課程內容進行延伸，促使科學課的有效開展。

（三）改進教學方式

我國傳統教育沿襲凱洛夫教育學的教學方式——教師講授法，而在這樣一門探究性課程中運用這種教學方式是不合適的。教師在課程實施中應當學習國外STEM教育的方法，如STEM教育運用網絡平臺、校企合作各種方式進行教育，因此課程教學應當開發新的教學方式。

國內外關于STEAM教育的實施，注重通過科學教育實踐動手操作、課程設置等方式培養學生的學習興趣。韓國由于學生對數學等理科學習興趣不佳而進行了課程改革，引入STEAM教育;國內關于STEM教育和STEAM教育的實施一方面也是通過各種實物的操作，使學生在實踐操作中學到知識的同時培養學生的學習興趣。當前中小學課堂內外針對STEM均注重學生如何動手實踐學習到一個知識點，使學生的學習興趣得到提高，使學生在開心快樂的學習氛圍中獲取知識，同時培養學生的創新性思維。因此，教師在教學中應當多與外界結合，不以“填鴨式”的方式進行教學，學會使學生利用網絡媒體查找資源，學生通過觀看視頻、利用AI智能了解科學的發展。教師還可以借助學校環境、社區環境、科技館等資源，使學生貼近生活地學習科學課程。教師可以借助不同的教學方式使學生的學習興趣得到提高，從而更好地開展課程教學。教師也可以在學校舉辦有獎參與科學創作活動，如科學主題的畫報活動等，不局限于一種教學方式，這樣更能夠吸引學生學習的興致。

（四）利用校內外資源協同教育

STEAM教育與STEM教育一樣，在實施過程中都利用身邊各種網絡資源、AI技術、電子媒體進行教育，并且在實施過程中不只是學校教育者作為課程實施者，還可能有家長、社區、商業和企業、個人和公共基金會、社會名人、科學家和工程師、傳媒和其他利益相關者的參與[12]。此外，它還以創客支撐實踐。

因此，在課程實施中，應當不單是以教材、教室、多媒體教學設備等作為學習資源，還應當將校內外其他資源納入學校教育中。例如，在學校中可以通過項目整合的方式，將學校外的社區、公司、敬老院等納入學校教學中，使學生分組合作，通過解決實際問題培養學生解決問題的能力與創造能力，同時也可以將學校外各種專長人員，如公司經理、優秀技工等請到學校中為學生學習提供更切合實際的知識。此外，在學校中可以利用身邊盡可能的一切事物進行教育，讓學生通過觀察、發現問題、試驗、解決問題，從這種生活中的研究性學習中促進學生深度學習，發展學生的各種能力。

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[12]王娟，吳永和.“互聯網+”時代STEAM教育應用的反思與創新路徑[J].遠程教育雜志，2016（2）：90—97.