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“STEAM”一詞起源于1986年美國國家科學委員會發布的“STEM”教育,指的是科學(Science)、技術(Technology)、工程(Engineering)、數學(Mathematics)學科的有關教育。后來人們逐漸意識到完整的教育要把藝術(Arts)也結合起來,“STEAM”教育便應運而生。與傳統分學科不同,steam教育使相關學科都有機融合在一起,相互調節,形成新的知識體系,運用在解決實際問題當中。
如今,美國的STEAM學校已聯合企業界、社會上的教育公司和政府相關部門,為學生創造一個具備高科技、團結性的學習環境。韓國教育部在2011年就頒布了《搞活整合型人才教育方案》,該方案為打造“培養現代化社會所需的科學技術素質人才”創造平臺。我國引入STEAM教育正與高等學府、教育協會以及科技館等社會資源加強合作,例如為幫助南師附中成立機器人實驗室的“福特STEM項目”;青少年科技創新教育的服務性機構“STEM機器人科技創新教育中心”;以及南京創客教育空間、STEM實驗工坊等教育研究平臺越來越密集。
“STEAM教育戰略計劃”是美國主要應用在投資科技人才和未來經濟發展的重要項目;“項目引路機構”的目的是為初高中提供STEAM教育課程,如今美國被哥倫比亞特區和50個州的共計4200多所學校推廣使用。“為創新而教計劃”這一項目意在讓所有學生在科學、數學、技術和工程學科上綜合發展,并靈活掌握批判性思維。另外,北京中學引進北伊利諾伊大學“STEM擴展部趣味實驗”項目;上海的青少年科學教育推廣項目,即科學種子“STEM云”正式開啟以及教育部與新加坡科學館合作,截止至2017年已經提供STEAM應用學習項目得學校有六十多所。
自“科教興國”戰略的議題引入創客教育和教育智能互聯網+,愈來愈多的智能產品涌入教育市場。目前相對主流的STEAM教育主要包含機器人教育、編程教育和3D打印,較多表現中小學的編程類或媒體制作類APP。以及校園中的綜合實踐課程、信息技術課程和通用技術課程,進而推動智能教育產品不斷更新研發,如機器人、樂高、3D產品、電子積木等。在2015 年樂高教育和西覓亞公司聯合提出“語言文學與工程教育相融合”的共同促進理念,推廣出“STEAM跨學科學習創新教育理念”的Story Games故事大賽。在中國上海為更好的服務廣大青少年科學創新愛好者的 STEAM CLUB2015年正式成立,這一結果會使STEAM教育更加課程化、本土化以及資源配套化。
STEAM教育是突出結合了科學、技術、工程、數學和藝術五種不同領域的基礎知識和專業技能,把探究與實踐放在相同重要的位置。即使傳統的分科課程在基礎知識的傳授方面有明顯優勢,但在鍛煉學生的創造精神和能力方面的科學教育中就顯露弊端了。STEAM教育是以問題做導向,通過跨學科的教學方法,綜合運用科學知識以解決現實問題。針對如今科學課程的分科教學方式,可以開發編寫有內在聯系的綜合課程,使不同學科知識間的聯系更為緊密。
STEAM教育的核心是通過教育教學活動,使學生在內化與吸收課程知識的基礎上,解決現實生活中急需處理的問題或完成他們所感興趣的項目,在這一過程中來鍛煉學生的STEAM素養和創新意識。換句話說,教學方法是否具有適切性是影響STEAM教育的成果的直接原因。當今,我國教師通常使用以強調知識為主的“講授法”教學方法,易忽視學生的身心體驗與實踐能力培養,因而教學方式的轉變是STEAM教學模式的內在核心。教師靈活使用新的教學方法,使學生在真實情境中習得未來社會所需的知識與技能,這不僅可以運用親自體驗的教學方法或基于項目的教學方法又或基于問題的教學方法,而且還可以結合信息技術與STEAM教育的翻轉課堂教學方法。
目前,世界各國在開展STEAM 教育過程中都十分重視師資的建設,然而,STEAM師資隊伍卻供不應求。亟需優秀的師資團隊儼然成為世界各國開展STEAM教育的最大阻礙。2010年,美國總統科技顧問委員會發表意見:當今STEAM教師的流動性較為頻繁,且教師的缺口較為明顯。現有很多的STEAM教師的專業素養相對有待加強且不具備長期有效的專業發展。這些因素對各國STEAM教育的健康發展影響相對直接。因此,不但要盡可能多地培養STEAM師資,而且在培養師資時還要注意理論與實踐相結合,提高教師素質,拓展教師的多學科思維模式,促進教師融合多個學科的知識。