STEAM教育：發(fā)展、內(nèi)涵與可能路徑*

范文翔 張一春

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STEAM教育：發(fā)展、內(nèi)涵與可能路徑*

范文翔 張一春

（南京師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院，江蘇南京 210097）

STEAM（Science, Technology, Engineering, Art, Mathematics）教育是以跨學(xué)科整合的方式培養(yǎng)學(xué)生STEAM素養(yǎng)的一種技術(shù)教育。文章首先回顧了STEAM教育的發(fā)展歷程，然后分析了STEAM教育的本質(zhì)，重點(diǎn)梳理了STEAM教育的內(nèi)涵，指出：STEAM教育作為一種技術(shù)教育，是一種跨學(xué)科整合的教育、在做中學(xué)的教育、創(chuàng)新意識(shí)的教育、基于項(xiàng)目與問題的教育、依托工具與資源的教育、真實(shí)情境下的探究教育以及多元主體共同參與的教育。最后，文章提出政府與社會(huì)的支持、優(yōu)質(zhì)的課程資源、教學(xué)模式的轉(zhuǎn)型、優(yōu)秀的師資隊(duì)伍、教學(xué)環(huán)境的建設(shè)是推進(jìn)STEAM教育的可能路徑，以期為我國STEAM教育的開展提供一些有益的參考。

STEAM教育；STEM教育；技術(shù)教育；項(xiàng)目引路

高層次創(chuàng)新型人才是國家競爭力的關(guān)鍵。20世紀(jì)80年代，美國國家科學(xué)委員會(huì)（National Science Board，NSB）就已深刻地認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，提出“STEM（Science, Technology, Engineering, Mathematics）教育集成”的建議并發(fā)展成為國家戰(zhàn)略[1]，其初衷是通過STEM教育的開展，使更多的學(xué)生在高等教育階段選擇與STEM相關(guān)的學(xué)科，以保持美國在科技創(chuàng)新與國際競爭力上的領(lǐng)先地位。STEAM教育是步入21世紀(jì)以后，由美國弗吉尼亞科技大學(xué)的Yakman教授[2]在原有STEM教育的基礎(chǔ)上，將藝術(shù)（Art）作為一個(gè)重要的人文因素加入其中而發(fā)展起來的。目前，STEAM教育已得到教育界的廣泛認(rèn)可[3]。新媒體聯(lián)盟在《2015年地平線報(bào)告（基礎(chǔ)教育版）》中指出：STEAM教育將在全球興起，成為知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代一種全球性的科技教育戰(zhàn)略，并且將在近期對學(xué)校教育特別是基礎(chǔ)教育產(chǎn)生重要影響。2017年3月，《2017新媒體聯(lián)盟中國高等教育技術(shù)展望：地平線項(xiàng)目區(qū)域報(bào)告》也明確指出：STEAM學(xué)習(xí)的興起將是短期內(nèi)我國教育技術(shù)的重要發(fā)展趨勢之一。可以預(yù)見，STEAM教育將迅速在我國教育教學(xué)領(lǐng)域火熱起來。在此背景下，STEAM教育的研究者與實(shí)踐者需要在“STEAM教育熱”中保持“冷思考”，形成對STEAM教育之發(fā)展、內(nèi)涵以及可能路徑的清醒認(rèn)識(shí)。

一 從STEM教育到STEAM教育

STEAM教育發(fā)源于美國，是在STEM教育的基礎(chǔ)上發(fā)展完善而來的。目前，美國不僅有項(xiàng)目引路（Project Lead the Way，PLTW）機(jī)構(gòu)專注于K-12階段的STEAM教育，還建立了布朗斯科學(xué)高中（Bronx High School of Science）等專門的STEAM中學(xué)。經(jīng)過30余年的歷史積淀，美國的STEAM教育走在了世界的前列，引領(lǐng)著世界各國STEAM教育的發(fā)展。

1 STEM教育的萌芽與形成

第二次世界大戰(zhàn)后，美國與蘇聯(lián)為了爭奪世界霸權(quán)，開始了長達(dá)44年的冷戰(zhàn)。在冷戰(zhàn)初期，占據(jù)太空新?lián)c(diǎn)成為彰顯國家實(shí)力的重要標(biāo)志，為此美、蘇兩國展開了一場太空據(jù)點(diǎn)爭奪的競賽。蘇聯(lián)率先于1957年10月用P-7洲際導(dǎo)彈發(fā)射了世界上第一顆人造衛(wèi)星“斯普特尼克1號(hào)”，并且在1961年4月用東方號(hào)運(yùn)載火箭把宇航員Gagarin送上太空，使他成為了世界上第一個(gè)進(jìn)入太空的地球人。美國在這場競賽中接二連三地落后于蘇聯(lián)，使美國這個(gè)極具危機(jī)感與反思精神的民族陷入了恐懼與不安：一方面擔(dān)心蘇聯(lián)會(huì)使用類似的飛行器向他們的城市投擲炸彈，另一方面擔(dān)心在科技與軍事的競爭中也無一例外地?cái)〗o蘇聯(lián)[4]。

這場太空據(jù)點(diǎn)爭奪賽的失利，引發(fā)了美國公眾對學(xué)校教育的深刻反思，他們認(rèn)為宇航技術(shù)之所以落后于蘇聯(lián)是學(xué)校教育質(zhì)量下滑導(dǎo)致的，是由于對教育投入不足、課程設(shè)置缺乏基礎(chǔ)性和系統(tǒng)性與不重視數(shù)學(xué)和科學(xué)教育所帶來的惡果[5]。這種反思強(qiáng)烈激發(fā)了美國公眾對教育改革的熱情，促使政府和各個(gè)組織機(jī)構(gòu)開始反思其在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的政策，并在教育界掀起了一場以科學(xué)技術(shù)為主題的改革運(yùn)動(dòng)，STEM教育就此萌芽[6]。1986年，美國NSB發(fā)布了第一個(gè)關(guān)于STEM教育的指導(dǎo)性文件——《本科科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程教育》[7]。該報(bào)告在肯定STEM教育之突出地位的基礎(chǔ)上，提出了STEM教育發(fā)展的指導(dǎo)性意見，成為STEM教育的開端。此后，針對美國K-12階段STEM教師素質(zhì)普遍不足的問題，美國國家科學(xué)基金會(huì)（National Science Foundation，NSF）于1996年發(fā)布報(bào)告《塑造未來：透視科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程和技術(shù)的本科教育》[8]，重點(diǎn)關(guān)注K-12階段STEM師資的培養(yǎng)問題。美國STEM教育的快速發(fā)展期在2006年之后，轉(zhuǎn)折性的事件是美國政府在《美國競爭力計(jì)劃：在創(chuàng)新中領(lǐng)導(dǎo)世界》中指出“要通過創(chuàng)新引領(lǐng)世界，知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的教育目標(biāo)之一就是培養(yǎng)具有STEM素養(yǎng)的創(chuàng)新人才”[9]。

2 STEAM教育的興起與發(fā)展

隨著STEM教育的開展，人們發(fā)現(xiàn)“藝術(shù)”在教育中具有不可或缺的作用。Gaugin指出藝術(shù)代表了美國很大一部分的勞動(dòng)力，Preminger的研究揭示了對藝術(shù)的投入有助于提高人們的認(rèn)知能力，Piro的研究表明樂器訓(xùn)練能夠有效提高人們的言語能力與非言語推理[10]。Yakman[11]也深刻地認(rèn)識(shí)到了藝術(shù)的重要性，于2006年將藝術(shù)（Art）作為一個(gè)重要的人文因素融入STEM教育中，從而形成了STEAM教育（有時(shí)也被寫成“STΣ@M教育”）。她認(rèn)為Art所代表的藝術(shù)，包含了社會(huì)研究、語言、形體、音樂、美學(xué)、表演等較為廣泛的人文藝術(shù)科目。將藝術(shù)加入到STEM教育中，是對原有四類課程的良好補(bǔ)充，可以使學(xué)生從更多視角認(rèn)識(shí)不同學(xué)科之間的聯(lián)系：STEAM教育中的科學(xué)可以幫助人們認(rèn)識(shí)世界的規(guī)律，工程與技術(shù)可以幫助人們根據(jù)社會(huì)的需求改造世界，藝術(shù)可以幫助人們以美好的形式豐富世界，數(shù)學(xué)可以為人們發(fā)展與應(yīng)用科學(xué)、工程、藝術(shù)和技術(shù)提供思維方法與分析工具[12]。

STEAM教育將人文藝術(shù)中的“誰來做”和“為什么這樣做”，加入到STEM教育領(lǐng)域的“做什么”與“怎么做”中，讓人和倫理道德在創(chuàng)新過程中扮演重要的角色[13]。與STEM相比，STEAM教育的內(nèi)涵更加豐富，不僅能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維、問題解決、創(chuàng)新、合作、激勵(lì)等能力，還致力于將學(xué)生塑造成具有創(chuàng)造和革新精神的全面發(fā)展的人，支持學(xué)生成為未來的發(fā)明家與創(chuàng)造者[14]。近年來，來自不同國家和地區(qū)的學(xué)者通過深入研究，證實(shí)了STEAM教育更有利于培養(yǎng)全面發(fā)展的創(chuàng)新型人才，STEAM教育正在成為技術(shù)創(chuàng)新的重要驅(qū)動(dòng)力[15]。自《2015年地平線報(bào)告（基礎(chǔ)教育版）》中指出STEAM教育將成為短期教育的應(yīng)用趨勢以來，STEAM教育備受關(guān)注，迅速成為了國際教育界的研究熱點(diǎn)。隨著學(xué)者們對STEAM教育研究的不斷深入，STEAM教育有演進(jìn)為STREAM（Science, Technology, Reading / Writing, Engineering, Art, Mathematics）教育的趨勢。STREAM教育是在STEAM教育的基礎(chǔ)上添加讀/寫（Reading / Writing）能力，強(qiáng)調(diào)讀/寫能力是科學(xué)、工程和技術(shù)教育的重要組成部分，目的是使高素質(zhì)專業(yè)人士能夠勝任撰寫報(bào)告、實(shí)驗(yàn)材料以及與他人交流的需要[16]。

二 STEAM教育的本質(zhì)與內(nèi)涵

作為當(dāng)今國際教育領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，雖然學(xué)界已經(jīng)對STEAM教育的本質(zhì)展開了較為熱烈而深入的討論，但在理解上卻不盡相同。從教育目標(biāo)的角度來看，代表性的觀點(diǎn)主要有以下幾種：①教學(xué)創(chuàng)新說，即STEAM教育是在STEM教育的基礎(chǔ)上延伸和拓展而來的一種新的教育模式，它以項(xiàng)目學(xué)習(xí)、問題學(xué)習(xí)為主要的學(xué)習(xí)方式，融合技術(shù)、工程教育和藝術(shù)人文教育，旨在推動(dòng)技術(shù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)創(chuàng)新[17]。如王娟等[18]指出，STEAM教育是一種注重實(shí)踐和過程，強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科知識(shí)遷移與交流協(xié)作的、整合多學(xué)科知識(shí)的教學(xué)方式。②創(chuàng)新人才說，即STEAM教育是立足于實(shí)際問題，通過協(xié)作和實(shí)踐完成項(xiàng)目、解決問題，以培養(yǎng)具有綜合素養(yǎng)、問題解決能力和創(chuàng)新能力的優(yōu)秀人力資源為目的的新型教學(xué)模式[19]。③素養(yǎng)說，即STEAM教育是通過項(xiàng)目學(xué)習(xí)的方式，使學(xué)習(xí)者在項(xiàng)目學(xué)習(xí)中完成學(xué)業(yè)，其目標(biāo)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和STEAM素養(yǎng)的全人[20]。④社會(huì)服務(wù)說，即STEAM教育是通過有趣的且與現(xiàn)實(shí)生活相關(guān)的實(shí)踐項(xiàng)目，讓學(xué)生在把握運(yùn)用知識(shí)的時(shí)機(jī)和方法的基礎(chǔ)上開展實(shí)踐，以創(chuàng)新產(chǎn)品與方案的形式服務(wù)社會(huì)[21]。

上述觀點(diǎn)雖然在表述上存在些許差異，但基本思想是相通的。本研究認(rèn)為，STEAM教育是在真實(shí)情境中以跨學(xué)科整合的方式培養(yǎng)創(chuàng)新人才的一種教育類型，是依托工具與資源，以基于項(xiàng)目或問題的方式培養(yǎng)學(xué)生STEAM素養(yǎng)的一種技術(shù)教育。此外，還可以從其它不同的視角來解讀STEAM教育的本質(zhì)特征：從教育內(nèi)容的角度，STEAM教育是跨學(xué)科整合的教育；從教育主體的角度，STEAM教育是多元主體共同參與的教育；從教育開展方式的角度，STEAM教育是做中學(xué)的教育；從教育技術(shù)支持的角度，STEAM教育是以機(jī)器人、編程、3D打印為主要載體的教育。作為一種技術(shù)教育，STEAM教育的內(nèi)涵涉及多個(gè)方面：

1 跨學(xué)科整合的教育

美國弗吉尼亞理工大學(xué)的Sanders教授[22]認(rèn)為，STEAM教育是在建構(gòu)主義和認(rèn)知科學(xué)理論的指導(dǎo)下，以科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)對問題或項(xiàng)目進(jìn)行探討，因而跨學(xué)科整合是STEAM教育最根本的本質(zhì)屬性。可見，STEAM教育并不是科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)知識(shí)的簡單疊加，而是根據(jù)解決現(xiàn)實(shí)問題的需要，將來自這幾個(gè)不同學(xué)科的零碎知識(shí)有效地整合成相互聯(lián)系的統(tǒng)一整體。

2 在做中學(xué)的教育

日本廣島大學(xué)的Kageyama教授指出，相關(guān)STEAM教育的兩種哲學(xué)觀點(diǎn)是“整合”和“制作”，制作的重要意義就在于整合知識(shí)[23]。也就是說，STEAM教育以“做”貫穿于教學(xué)的全過程，引導(dǎo)學(xué)生在探索與創(chuàng)造的過程中主動(dòng)發(fā)現(xiàn)知識(shí)，并運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)來解決實(shí)際問題。

3 創(chuàng)新意識(shí)的教育

STEAM教育以跨學(xué)科整合的方式幫助學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)世界，并且支持學(xué)生以綜合創(chuàng)新的形式改造世界，其目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力與創(chuàng)新能力。需要注意的是，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)并不能使每個(gè)學(xué)生都成為科學(xué)家，其意義在于讓學(xué)生有創(chuàng)新意識(shí)。因此，STEAM教育的開展以學(xué)生為中心，通過引導(dǎo)學(xué)生在解決問題的過程中積極探索，來激發(fā)學(xué)生的想象力與創(chuàng)造力。

4 基于項(xiàng)目與問題的教育

STEAM教育以具體的項(xiàng)目或者問題為教學(xué)的中心，圍繞具體的教學(xué)任務(wù)制定教學(xué)目標(biāo)，并以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)有效的跨學(xué)科整合。換言之，STEAM教育是針對某一具體的項(xiàng)目或者問題而開展的一系列教學(xué)活動(dòng)，主要包含工具與資源設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)活動(dòng)過程設(shè)計(jì)、支架設(shè)計(jì)以及評價(jià)設(shè)計(jì)等四方面的內(nèi)容[24]。

5 依托工具與資源的教育

STEAM教育通常以某一具體的案例為學(xué)習(xí)起點(diǎn)，工具與資源是STEAM教學(xué)活動(dòng)有效開展的重要支持。學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)開始前，需要利用信息檢索工具查找與本次教學(xué)主題相關(guān)的STEAM案例，在熟悉案例活動(dòng)的基礎(chǔ)上，利用概念圖、思維導(dǎo)圖等知識(shí)建模工具表征案例的活動(dòng)流程，在此基礎(chǔ)上開展后續(xù)的進(jìn)階學(xué)習(xí)活動(dòng)。

6 真實(shí)情境下的探究教育

回歸到真實(shí)世界的學(xué)習(xí)已成為當(dāng)前教育改革最為重要的一項(xiàng)內(nèi)容，而STEAM教育就是真實(shí)世界的探究學(xué)習(xí)活動(dòng)之一。STEAM教育致力于構(gòu)建學(xué)生的具身學(xué)習(xí)環(huán)境，重視學(xué)習(xí)與現(xiàn)實(shí)世界的聯(lián)系，注重學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的親身探究經(jīng)歷與動(dòng)手體驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生通過具身學(xué)習(xí)探究他們感興趣的項(xiàng)目或現(xiàn)實(shí)生活中亟需解決的問題。

7 多元主體共同參與的教育

STEAM教育是多元主體共同參與的教育：從教師主體來看，STEAM教學(xué)活動(dòng)通常需要不同學(xué)科的教師通力合作，有時(shí)甚至還需要企業(yè)專家、圖書館管理員、媒體專家、教育技術(shù)人員等的共同參與；從學(xué)生主體來看，通常采取小組協(xié)作的學(xué)習(xí)方式完成任務(wù)，為了促進(jìn)團(tuán)隊(duì)成員的互補(bǔ)優(yōu)化，也鼓勵(lì)跨年級(jí)組建學(xué)習(xí)小組。

三 STEAM教育的可能路徑

PLTW機(jī)構(gòu)是美國STEAM課程的主要提供者，也是目前全美最大的、非營利的STEAM教育項(xiàng)目提供者。PLTW機(jī)構(gòu)于1997年首次面向紐約州的12所中學(xué)，推行“工程之路”的STEAM課程項(xiàng)目。截至2017年4月，PLTW機(jī)構(gòu)已為美國50個(gè)州和華盛頓哥倫比亞特區(qū)的9000多所學(xué)校提供了10500余種STEAM課程，已有超過240萬學(xué)生使用PLTW機(jī)構(gòu)提供的課程進(jìn)行學(xué)習(xí)，此外還有超過3.5萬名教師參加了PLTW機(jī)構(gòu)的高級(jí)培訓(xùn)[25]。PLTW機(jī)構(gòu)在美國的STEAM教育領(lǐng)域取得了巨大的成功，這為我國STEAM教育的開展指明了方向。本研究基于對PLTW機(jī)構(gòu)中STEAM教育項(xiàng)目的深入研究，提出了推進(jìn)STEAM教育的幾條可能路徑。

1 政府與社會(huì)的支持是STEAM教學(xué)質(zhì)量的重要保障

STEAM教育是一項(xiàng)較為復(fù)雜又極具現(xiàn)實(shí)意義的教育工程項(xiàng)目，美國政府將STEAM教育視為提升國家競爭力的重要抓手，已將其納入國家競爭力的戰(zhàn)略計(jì)劃之中。美國PLTW機(jī)構(gòu)的STEAM教育之所以能夠在全美取得巨大的成功，很大程度上得益于美國政府和社會(huì)各界的高度重視與大力支持。為了促進(jìn)STEAM教育的有效開展，PLTW機(jī)構(gòu)與美國聯(lián)邦及各州政府、K-12學(xué)校、大學(xué)、科研院所、企業(yè)、慈善機(jī)構(gòu)等相關(guān)利益主體結(jié)成戰(zhàn)略合作伙伴的關(guān)系，制定了一套較為完善的STEAM教育標(biāo)準(zhǔn)體系，涵蓋STEAM教育目標(biāo)、教育評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、師資標(biāo)準(zhǔn)、課程標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)設(shè)備設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)。此外，政府與社會(huì)的大力支持，也為PLTW機(jī)構(gòu)在STEAM的課程資源開發(fā)、師資培訓(xùn)、課程學(xué)分認(rèn)證及相關(guān)的經(jīng)費(fèi)支持等方面提供了強(qiáng)勁的外部資源保障。可見，政府與社會(huì)各界的重視與支持是STEAM教學(xué)質(zhì)量的重要保障。鑒于我國STEAM教育目前尚處于初級(jí)發(fā)展階段，政府與社會(huì)各界理應(yīng)給予更多的關(guān)心與支持，并協(xié)助教育部門盡快制定出適合我國國情的STEAM教育標(biāo)準(zhǔn)體系，從而為STEAM教育提供充足的外部資源保障。

2 優(yōu)質(zhì)的課程資源是STEAM教學(xué)質(zhì)量的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)

PLTW機(jī)構(gòu)能夠成功吸引美國的9000多所學(xué)校，并且這些學(xué)校的STEAM教育都取得了良好的成效，在很大程度上歸功于其優(yōu)質(zhì)的STEAM課程資源。之所以說PLTW機(jī)構(gòu)的STEAM課程資源是優(yōu)質(zhì)的，是因?yàn)檫@些課程資源由航天、工程、生物、醫(yī)學(xué)等方面的專家、K-12的一線教師、高校的教育工作者以及學(xué)校管理人員組建起來的專家隊(duì)伍共同開發(fā)，并且隨著知識(shí)的更新與社會(huì)需求的轉(zhuǎn)向，這些課程資源也在不斷地調(diào)整、更新與改進(jìn)。這些課程資源在內(nèi)容設(shè)計(jì)上具有鮮明的模塊化特點(diǎn)，不同模塊的課程資源彼此相互獨(dú)立，而相同階段模塊的內(nèi)容之間具有較強(qiáng)的內(nèi)在邏輯聯(lián)系，共同組成一個(gè)完整的主題單元。各模塊的內(nèi)容在設(shè)計(jì)時(shí)，緊密結(jié)合新一代科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、國家技術(shù)素養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)等文件，以理論學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，以實(shí)踐探究為主導(dǎo)，與社會(huì)的需求緊密銜接。可見，優(yōu)質(zhì)的課程資源為美國STEAM教學(xué)質(zhì)量打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。然而，當(dāng)前我國STEAM教育課程資源還較為匱乏。因此，如何結(jié)合學(xué)生的生活體驗(yàn)，設(shè)計(jì)出具有連貫性、實(shí)用性與時(shí)代性的課程內(nèi)容，是STEAM教育課程設(shè)計(jì)者需要認(rèn)真思考的問題。

3 教學(xué)模式的轉(zhuǎn)型是STEAM教學(xué)質(zhì)量的內(nèi)在核心

STEAM教育的本質(zhì)是通過教育教學(xué)活動(dòng)的開展，使學(xué)生在吸收與內(nèi)化課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上，完成他們所感興趣的項(xiàng)目或解決現(xiàn)實(shí)生活中亟需處理的問題，在此過程中鍛煉、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與STEAM素養(yǎng)。因此，教學(xué)模式是否具有適切性，直接影響STEAM教育的成效。STEAM教育的教學(xué)模式既要求學(xué)生具有較好的理論基礎(chǔ)，又要求學(xué)生在實(shí)踐探索的過程中能將所掌握的理論知識(shí)根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪w移與轉(zhuǎn)化，并通過具身體驗(yàn)與不斷的嘗試建構(gòu)知識(shí)體系，從而對學(xué)習(xí)內(nèi)容產(chǎn)生更深層次的理解。我國教師所慣常使用的“講授法”教學(xué)模式，是一種強(qiáng)調(diào)知識(shí)本位的教學(xué)手段，并不注重學(xué)生的具身體驗(yàn)與能力培養(yǎng)，因而教學(xué)模式的轉(zhuǎn)型是STEAM教學(xué)質(zhì)量的內(nèi)在核心。正所謂“教學(xué)有法，教無定法，貴在得法”，教師在確保新的教學(xué)模式能夠使學(xué)生在真實(shí)情境中習(xí)得未來社會(huì)所需的知識(shí)與技能的前提下，既可以借鑒PLTW機(jī)構(gòu)的做法，采用親自體驗(yàn)的教學(xué)模式（Hands-on Model）、基于項(xiàng)目的教學(xué)模式（Project-based Model）或基于問題的教學(xué)模式（Problem-based Model），也可以采用信息技術(shù)與STEAM教育深度融合的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式（Flipped Classroom Model）。

4 優(yōu)秀的師資隊(duì)伍是STEAM教學(xué)質(zhì)量的根本保證

目前，世界各國在開展STEAM教育時(shí)都十分重視對優(yōu)秀師資的培養(yǎng)，然而STEAM的師資仍然供不應(yīng)求。缺乏優(yōu)秀的師資已成為世界各國開展STEAM教育的重要阻礙，就連走在世界前列的美國也不例外。2010年，美國總統(tǒng)科技顧問委員會(huì)發(fā)文指出：“目前STEAM教師的缺口仍然比較大，教師的流動(dòng)也較為頻繁，加上不少STEAM教師的專業(yè)素養(yǎng)差且缺乏長期有效的專業(yè)發(fā)展的支持，直接影響了美國STEAM教育的健康發(fā)展。”[26]近年來，PLTW機(jī)構(gòu)使用預(yù)備狀態(tài)培訓(xùn)、核心培訓(xùn)和持續(xù)培訓(xùn)三環(huán)緊扣的培訓(xùn)方法，培養(yǎng)了大量的STEAM師資，并致力于推動(dòng)教師專業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，使美國的STEAM師資短缺問題得到了較大的緩解。從美國的經(jīng)驗(yàn)來看，不僅要盡可能多地培養(yǎng)STEAM師資，壯大STEAM教育的師資隊(duì)伍，而且在培養(yǎng)師資時(shí)還應(yīng)注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，致力于拓展教師的多學(xué)科視野，促進(jìn)教師有效整合多個(gè)學(xué)科的知識(shí)。此外，還應(yīng)重視教師專業(yè)可持續(xù)發(fā)展的問題，使教師能夠有效應(yīng)對知識(shí)的更替。

5 教學(xué)環(huán)境的建設(shè)是STEAM教學(xué)質(zhì)量的必要條件

STEAM教育強(qiáng)調(diào)“做中學(xué)”，其課程需在良好的軟硬件實(shí)驗(yàn)環(huán)境中才能有效地開展。以PLTW機(jī)構(gòu)提供的“工程原理”STEAM課程[27]為例，該課程要求學(xué)生使用慧魚零件來制造一輛具有履帶牽引裝置的車輛，目的是用于運(yùn)載大理石，并能按顏色對大理石進(jìn)行排序。課程在專門的STEAM實(shí)驗(yàn)室中開展，不僅配有3D打印、計(jì)算機(jī)等設(shè)備，還提供與課程內(nèi)容相關(guān)的零部件以及可能用到的工具。在教學(xué)活動(dòng)開始前，學(xué)生首先要思考如何將牽引裝置、馬達(dá)、感應(yīng)器等眾多的慧魚零件進(jìn)行組合，使其能夠承載大理石的重量，然后再考慮如何實(shí)現(xiàn)對大理石排序。具體實(shí)踐時(shí)，學(xué)生從簡單的模型入手，以此為基礎(chǔ)根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)組裝成具有更多復(fù)雜功能的模型。在此過程中，學(xué)生可以利用計(jì)算機(jī)虛擬建模，并利用3D打印機(jī)打印出模型，遇到故障時(shí)可以通過計(jì)算機(jī)向行內(nèi)專家求助。可見，建設(shè)良好的教學(xué)環(huán)境是STEAM教學(xué)質(zhì)量的必要條件。因此，在開展STEAM教育時(shí)要高度重視教學(xué)環(huán)境的建設(shè)，提供滿足STEAM課程教學(xué)需求的場所，并配備好所需的軟硬件等設(shè)備。

四 小結(jié)

當(dāng)前，跨學(xué)科研究的發(fā)展勢不可擋[28]，STEAM教育這種跨學(xué)科的教育形式已在我國教育界呈方興末艾之勢。然而，STEAM教育畢竟是“舶來品”。因此，只有厘清STEAM教育的發(fā)展脈絡(luò)，并在把握STEAM教育內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，將STEAM教育的可能路徑與我國的教育實(shí)際相結(jié)合，才能有效推動(dòng)STEAM教育的本土化發(fā)展。

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編輯：小米

STEAM Education: The Development, Connotation and Possible Paths

FAN Wen-xiang ZHANG Yi-chun

Science, Technology, Engineering, Art, Mathematics (STEAM) education is a kind of technical education that cultivates students’ STEAM literacy through the way of interdisciplinary integration. This paper reviewed the development history of STEAM education, analyzed the essence of STEAM education, and further emphasically elaborated the connotation of STEAM education. It was pointed out that as a kind of technical education, STEAM education was the kind of education being interdisciplinary integrated, learning by doing, having innovative consciousness, basd on project and problem, relying on tools and resources, based on inquiry in real situations, and participated by multiple subjects. In addition, this paper proposed that the governmental and social support, high-level curriculum resources, transformation of teaching model, outstanding STEAM staff and construction of teaching environment were the possible ways to promote the STEAM education, expecting to provide useful reference for the launch of STEAM education in China.

STEAM education; STEM education; technical education; project lead the way

本文受教育部人文社會(huì)科學(xué)研究規(guī)劃基金項(xiàng)目“高職教師信息化教學(xué)能力發(fā)展研究”（項(xiàng)目編號(hào)：15YJA880108）、江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題“基于‘互聯(lián)網(wǎng)+’的中小學(xué)智慧教育平臺(tái)的建設(shè)與應(yīng)用”（項(xiàng)目編號(hào)：B-b/2016/01/29）、江蘇省高等教育教改研究重點(diǎn)課題“歷史視域下的江蘇教育技術(shù)發(fā)展與教學(xué)促進(jìn)研究”（項(xiàng)目編號(hào)：2017JSJG425）、江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：PAPD）資助。

范文翔，在讀博士，研究方向?yàn)榧夹g(shù)哲學(xué)與新技術(shù)視野下的教育應(yīng)用，郵箱為562038951@qq.com。

2017年4月9日

10.3969/j.issn.1009-8097.2018.03.015

G40-057

A

1009—8097（2018）03—0099—07