STEAM教育先行校掠影

陳健

“STEAM與傳統(tǒng)教育有比較大的區(qū)別，傳統(tǒng)教育注重知識傳授、注重考試，而STEAM則注重實踐，是一種超學科的教育概念，讓孩子們自己動手完成自己感興趣的、和生活相關的項目，從這個過程中來學習各種學科和跨學科的知識。”國家教育發(fā)展研究中心原副主任、研究員周滿生認為，STEAM教育與國內倡導的素質教育理念高度契合。作為一線教育工作者，江蘇省無錫輔仁高中副校長沈志斌告訴《教育》記者：“我曾去美國高中考察過，數(shù)學物理不好的學生去學木工，設計制作一個茶幾，學生要考慮幾何尺寸、力學結構等，在設計制作過程中，學生懂得數(shù)學物理的重要性了，于是，就選修數(shù)學物理了。陶行知先生講，生活即教育，一點也不錯。”針對一些先行學校對于STEAM教育理念有何認識，為學生篩選合適的STEAM課程時應考慮哪些因素，如何對接學生核心素養(yǎng)等問題，《教育》記者進行了采訪。

浙江省義烏市稠城第一小學教育集團 STEAM教育并不是簡單疊加

“當前，STEAM教育已經(jīng)成為我國教育改革創(chuàng)新的一個熱點，也是近幾年國際科學與技術教育新興的科學教育實踐和研究范式。”義烏市稠城第一小學教育集團總校長樓曙光認為：STEAM教育并不是科學、技術、工程、藝術和數(shù)學教育的簡單疊加，而是要將多門學科內容組合形成有機整體，以更好地培養(yǎng)學生的科學實踐能力與創(chuàng)新精神，直指學生發(fā)展核心素養(yǎng)。基于此，我校進行了一些探索與實踐。

自2013年起，稠城一小就把生命教育確立為學校特色發(fā)展內容與目標，并基于學生發(fā)展核心素養(yǎng)，構建了學校生命教育課程體系。為豐富生命教育的內涵，提升生命教育品質，學校于2015年成立了STEAM教育中心，組建STEAM教育團隊，開發(fā)出許多STEAM教育課程并付諸于實踐。（見表一）樓曙光說：“這些課程打破了學科的界限，聚焦科學技術的應用與創(chuàng)新，關注了科學精神、學會學習、健康生活、實踐創(chuàng)新等核心素養(yǎng)；讓學生體驗生命的多彩，欣賞生命的智慧，活出生命的價值，滿足生命成長與個性發(fā)展的需要。”

在具體操作中，稠城一小將STEAM教育理念整合到學科教學中，以工程項目為引導開展教育活動。例如，陳純慶老師的《小天才創(chuàng)客——穿越新時代的“霸王龍”》一課，充分利用了聲、光、電，體現(xiàn)了STEAM教育的思想。其中，恐龍的身體搭建要用到科學知識；編程、調試、123D建模、PPT的制作要用到技術；整個流程采用工程學的原理；為了使霸王龍的外表更形象逼真，采用了3D打印技術打印了頭部，屬于藝術范疇；編程中要涉及參數(shù)的調整，計算霸王龍行走的步伐自然運用了數(shù)學知識。整個活動過程，使綜合運用學校樂高積木、愛創(chuàng)仿人機器人、123D建模、3D打印課程。學生在親自參與、親自動手中，培養(yǎng)了解決問題能力、批判思維和創(chuàng)新推理能力，最后展示分享環(huán)節(jié)，更是鍛煉了語言表達能力，展示了各自的才華。

近年來，稠城一小在STEAM教育方面取得了較好成績。2017年11月，學校教師樓曙光、潘小慶、陳純慶、羅軍共同編寫《愛玩 愛學 愛做 愛創(chuàng)》人形機器人校本課程，榮獲NOC第15屆“全國中小學信息技術創(chuàng)新與實踐活動”決賽校本課程賽項一等獎；潘小慶、羅軍共同撰寫的教學論文《小學機器人社團活動建設的若干思考》榮獲教育論文賽項一等獎；樓宇洋、翁梁碩同學的《雞毛換糖》，趙妍心、呂昕桐同學的《顏烏葬父》榮獲機器人微電影賽項二等獎；潘一格、龔浩洋、陳佳樂同學的《穿越新時代的霸王龍》榮獲天才創(chuàng)客賽項二等獎。2018年4月，在“2018RoboCup機器人世界杯中國賽”中，學校翁梁碩、樓宇洋、趙妍心3名同學榮獲人形機器人微電影項目一等獎；在“2018浙江省青少年未來工程師大賽”中，學校陳錦超、王得一、吳子謙3名同學榮獲空中機器人項目一等獎，潘小慶、羅軍老師榮獲優(yōu)秀科技輔導員稱號。

浙江省金華市環(huán)城小學 像科學家、工程師那樣學習

“培養(yǎng)具有國際視野、民族靈魂的健全的‘人，大寫‘人是我們學校的目標。‘世界因我多溫暖是我們的校訓。如果說‘人的一撇是溫暖教育，它側重的是傳統(tǒng)、人文，那么‘人的一捺則是STEAM教育，它側重于創(chuàng)新、科學，面向未來培養(yǎng)人才。”浙江省特級教師、金華市環(huán)城小學校長王偉文介紹：STEAM教育不光是一種課程，也是一種教育理念、一種教育方式、一種學習方式、一種教學策略。它最主要的特點是綜合性、動手操作性和創(chuàng)新性。這也是針對目前教育存在的兩大弊端而提出。一是過于注重分科教育。分科教育其實是大工業(yè)時代的產物，追求效率，把生活與教育割裂開來。二是過于注重知識教學，忽視動手操作性、忽視經(jīng)驗性，忽視創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

在開展STEAM教育時，環(huán)城小學也曾走過一段時間的誤區(qū)——以為STEAM教育就是創(chuàng)客教育；以為STEAM教育就是要高大上的設備，比如3D打印、機器人等；以為STEAM教育就是做中學，以科學實驗課來代替。隨著探索的不斷深入，學校逐漸認識到它應該旨在促進STEM教育素養(yǎng)的培養(yǎng)。比如獲得科學、技術、工程與數(shù)學知識；掌握STEM教育項目的特征，包括探究、設計和分析的過程；具備STEAM理念，努力做一個積極向上、建設性的公民等。

環(huán)城小學將STEAM教育作為可應用于學科課堂的教學理念和教學方法，與科學、信息技術、數(shù)學、美術等學科融合。比如學校科學教研組對國家小學科學課程進行梳理，選用《新的生命》《形狀結構》《宇宙》三個主題單元內容為線索，圍繞“生命科學”“工程技術”“地球與宇宙”三條線索來設置項目式學習。在六年級工程單元《形狀與結構》中，嘗試將《建高塔》這一課整合科學、工程和數(shù)學，又以《高塔不倒的秘密》為題，使用iPad編程進行設計高塔實施教學。在《抵抗彎曲》這一課中以《做一個小板凳》為體驗作業(yè)，讓學生深刻體會增加厚度能大大增加抗彎曲能力的實踐活動。在《宇宙》單元的學習舉辦了“邀月為友”的觀月活動。

與此同時，環(huán)城小學還專門組織開展STEAM教育活動。每年舉辦一次STEAM科創(chuàng)節(jié)，專門開發(fā)的STEAM課程中目前有兩項被評為浙江省精品課程，3位學生的小發(fā)明獲得國家專利局認可，學校還被金華市教育局授予首批STEAM教育項目校。居然同學被評為中國少年科學院的“小院士”，環(huán)城小學也被授予中國少年科學院的科普示范基地。其中，學校開發(fā)的《兒童動漫》是浙江省精品課程之一，它以任務驅動為特點，集信息技術、美術、語文、攝像等學科知識、技能為一體，運用“計算機+板繪”的技術手段，通過設計人物、編寫劇本、制作動畫等在電腦上直接完成動畫短片的制作；在實際制作中，涉及攝像、美術、編劇等多方面內容。動漫課程的劇本創(chuàng)作也是完全由學生自己創(chuàng)造腳本和劇本，最終形成一個能夠表達學生自我的動漫劇。

王偉文指出：在開展STEAM教育項目的探索過程中，我們發(fā)現(xiàn)最大的困難不是項目本身，而是老師如何引導學生進行項目式學習，學習時需要提供怎樣的“腳手架”，以怎么樣的程度去平衡教師與學生之間的教學關系，以及通過怎么樣的途徑讓學生之間完成評價與交流，這些都是教師面對的實際問題。STEAM教育對師資水平提出了更高的要求。做好STEAM教育師資培訓將作為我們下一步工作的重點。

江蘇省錫山高級中學 重點關注STEAM課程的品質

早在2009年，江蘇省錫山高級中學就開始了對學生想象力與創(chuàng)造力的培養(yǎng)，這與STEAM教育的某些理念十分相近。在《教育》記者采訪時，江蘇省特級教師、錫山高級中學校長唐江澎說：“針對普通高中分科設置，缺少跨學科學習的課程；學生以接受式學習為主，學習方式單一；缺少培養(yǎng)學生想象力和創(chuàng)造力的有效路徑等問題，我校從2009年就開始了開發(fā)‘想象·創(chuàng)造課程群的探索。我們深度融合藝術、技術、研究性學習等課程，整合國家課程和校本課程，開發(fā)了包括3個課程門類30余門課程的跨學科課程，建立了長短課程結合、大單元制的課程實施方案。”

由于學生的創(chuàng)造力常發(fā)生在課程交叉、邊沿、綜合地帶，所以錫山高中開發(fā)“工業(yè)設計”課程，旨在跨學科學習，用工具輔助創(chuàng)造、激發(fā)想象；開發(fā)整合融通多學科的“微電影”課程，學生小組合作撰寫劇本、架起攝像機拍攝、使用非編軟件剪輯加工、組織校園電影節(jié)；開發(fā)“服裝設計與表演”，學生用美的追求激發(fā)想象，用雙手和縫紉機讓美變得可以觸摸；開發(fā)“工程科學創(chuàng)新”課程，使用開源硬件制作解決真實問題的物化成果，每個小組的作品各不相同……這些課程排入課表，每個學生每周至少4課時“人人必修，選項學習”。

“這些課程也是我們所理解的STEAM課程。”唐江澎說，這些課程有這樣的特點：一是真實情境，學習是發(fā)生在與真實世界的碰撞之中的，問題來源于生活，最好是學生自己提出來的；二是問題解決，課程學習要指向解決一個具體的實際問題；三是創(chuàng)意方案，學生要有設計、規(guī)劃，制訂一套解決方案；四是探究實踐，在課程的學習過程中需要用探究、實踐的方式開展學習，動手動腦；五是技術語言，學習的過程要符合技術規(guī)范，要嚴謹、科學；最后是物化成果，通過課程學習要能夠拿的出一件可以觸摸、能被人感知的物化作品。當學生每周有4節(jié)課學這樣課程后，他們的學習打破了學科界限，在專業(yè)、精致的學習環(huán)境里，采用多樣化的學習方式，他們的綜合能力有明顯提升。

唐江澎表示：STEAM課程的選擇，要慎用“拿來主義”。在為學生開發(fā)STEAM課程時，我們重點關注課程的品質。我校提倡本校教師開發(fā)課程，成立了“STEAM專業(yè)社群”。志同道合的老師自愿組成研究團隊，開展STEAM課程理論研究、課程開發(fā)研討，組織賽課、期末課程交流等活動，開發(fā)了包括“微電影課程”“電子制作”“植物組培研究”“理科拓展性實驗”等近20門課程。為了提升課程品質，還選送教師進修，用走出去的方式拓展視野，學習經(jīng)驗，培養(yǎng)自己的教師，開發(fā)適合本校的課程。同時，我校以大視角開發(fā)課程，建立主體多元的課程合作開發(fā)機制。一方面，海外課程本土化。比如，與新南威爾士大學建筑學院和人文與藝術學院合作，外教扎根學校，研發(fā)“設計科”，全英文授課。另一方面，與國內高校、科研院所、高科技企業(yè)和政府機關合作。比如，與江南大學設計學院合作研發(fā)“工業(yè)設計”課程，全程由院長領銜的教授團隊來校授課，每周2課時，將高校的課程簡化，適合我校高中生學習；南航無錫研究院的無人機研究專家，每周到校開發(fā)“無人機設計”課程。實施“雛鷹反哺”計劃，獲得“科技創(chuàng)新省長獎”的謝超同學升入大學后，每周返校開設“電子制作”課，輔導學弟學妹。

湖北省公安縣第一中學 促進知識產權教育與科技創(chuàng)新

在探索STEAM科創(chuàng)教育中，湖北省公安縣第一中學不斷深化課程改革，優(yōu)化辦學模式，把學習最終為了創(chuàng)新作為根本宗旨，積累了一些有益做法。即：以STEAM創(chuàng)新為動力，完善知識產權教育和科技創(chuàng)新的工作機制；以STEAM課程為載體，搭建知識產權教育和科技創(chuàng)新的工作平臺；以物化為手段，促進知識產權教育和科技創(chuàng)新的成果轉化

公安一中認為：建立健全知識產權工作的機制，是知識產權教育與科技創(chuàng)新工作的根本保障。學校校長助理馮祥告訴《教育》記者：“我校構建了校長為組長，教學副校長為副組長，相關中層干部為成員，以科技教師、信息技術教師、和班主任為主體的知識產權教育與科技創(chuàng)新工作領導機構，設立工作專班及科技教研組，做到了有機構、有專班、有導師、有規(guī)劃、有場館、有經(jīng)費。同時，為推動試點工作取得實效，學校從制度入手，建立和完善包括目標考核、激勵支持等各項工作制度，不僅出臺了《公安一中專利發(fā)展資金管理辦法》，還制訂了創(chuàng)新工作‘十三五發(fā)展規(guī)劃，安排了一年一度的科技文化節(jié)。每年年初，我們會同知識產權局將科研項目、專利申報等與其他科技工作目標一道下達到各學科組，以學校名義，將專利申請量等知識產權工作指標納入教師業(yè)務考核，科技活動和教師評優(yōu)、職稱晉升的指標體系‘硬掛鉤。”

科技要創(chuàng)新，教師是關鍵。公安一中注重知識產權與科技創(chuàng)新教師隊伍建設。聘請科技創(chuàng)新先進個人肖昌發(fā)為學校科技創(chuàng)新首席教師，安排9名專職教師共同指導全校師生創(chuàng)新發(fā)明實踐活動。圍繞“以德立校、科研興校、人才強校”的教學方略，組織教師編寫了《我們身邊的科學》《我愛發(fā)明》等STEAM校本教材，并開設了精工、電工、鉗工、車工、設計、機器人、無人機等動手實踐課程和知識產權知識課，培養(yǎng)學生動手能力；通過宣傳櫥窗、知識產權知識競賽，增強學生創(chuàng)新意識。除了注重抓課改，構建一系列有序推進、內容銜接的科技創(chuàng)新與知識產權課程，學校還建有科技樓、實驗樓約3000平方米的科普教育與知識產權教育實驗基地。理化生實驗室、數(shù)字實驗室、信息技術實驗室、通用技術實驗室等科技教育場所定時向學生開放。設有“肖昌發(fā)名師工作室”、綜合制作室、STEAM創(chuàng)新教室、科技成果展覽室等設施。

在實施創(chuàng)新教育中，公安一中把目標任務和責任要求落到實處，推動知識產權與科技創(chuàng)新工作，促進成果轉化。學校把每年3月至4月定為學校科技文化節(jié)，開展“小發(fā)明·小制作·小論文”的“三小”活動，并于“五四”青年節(jié)的晚上進行頒獎暨文藝匯演活動。十多年來，已連續(xù)舉辦14屆科技文化節(jié)，師生獲國家專利52項。

廣東省深圳市龍崗區(qū)平安里學校 力避假大空與形式化

深圳市龍崗區(qū)平安里學校校長毛展煜說：STEAM不同于傳統(tǒng)的學科知識教學，它首先是實踐性課程，知識要能夠用出來，要體驗到知識的力量；其次，STEAM是項目式課程，是解決現(xiàn)實生活問題的項目；第三，在完成STEAM項目的過程中會有很多不可預知因素，它不同于傳統(tǒng)課堂中把不可預知因素都排除掉的實驗，所以會帶來很多難題，很多挑戰(zhàn)，需要學生去面對；第四，STEAM是跨學科的，現(xiàn)實生活問題往往不是一個學科的知識可以解決的，需要多學科知識的配合和綜合應用，而且A的存在有利于學生通過藝術來表現(xiàn)創(chuàng)新；第五，要體現(xiàn)新時期核心素養(yǎng)的深度培養(yǎng)，比如批判性思維、計算思維和設計思維，這些都是國際公認的核心素養(yǎng)培養(yǎng)方向。落實這些理念，才是真正的STEAM。

毛展煜還強調：STEAM很時尚，如果還是用已有的那些來套這個新名詞，很容易被人認為假大空或形式主義。比如原來的科技活動，“創(chuàng)客”來了，就馬上貼“創(chuàng)客”的標簽，STEM來了，就馬上貼STEM的標簽，國內開始把STEAM寫入教育部的文件了，于是到處飄揚STEAM的彩旗。換湯不換藥，就是假大空。

結合學校實際，毛展煜指出：“為了避免這種情況，我校積極開發(fā)有深度的STEAM課程，在深圳市好課程評審中，我校與STEAM相關的課程就有10多個，走在全區(qū)全市的前列。全新的STEAM課程的開發(fā)，不同于傳統(tǒng)的教材式的課程，而是開放式、項目式的設計；課程內容也不是為了知識考點而設計的，而是面向問題解決、面向未來需要、面向學生興趣的。”

為了避免STEAM的假大空，學校把計算思維、批判性思維和設計思維等核心素養(yǎng)融入其中，以增加課程的深度，真正鍛煉學生新時代必須具備的思維品質。為此，平安里學校還成功申報了廣東省“十三五”教育科學規(guī)劃課題《面向計算思維的校本課程開發(fā)研究》，并通過科學化的課題研究，發(fā)展出《基于Scratch的小學生計算思維課程》，并通過了深圳市教育科學研究院組織的專家評審驗收。毛展煜著重以這個課程為例指出：“計算思維”這個詞開始流行時，定義廣泛，沒有統(tǒng)一的說法。為此，學校課題組通過文獻研究，不斷進行實踐摸索，把“抽象”作為計算思維的關鍵。即：懂得把現(xiàn)實世界中復雜的事物，通過抽象，化簡為可以計算的模型，然后，用程序去“自動化”解決問題，這樣才能實現(xiàn)真正的智能化創(chuàng)作。

“我們的計算思維教材就是這樣來融入計算思維的，讓學生在現(xiàn)實生活中學會觀察、學會分析、學會找規(guī)律，這才是STEAM教育的本意。”毛展煜表示：我校還有很多STEAM課程也是這樣扎扎實實去做的。雖然還有很多改進的空間，但我們會不斷努力！