從“STEM”到“STEAM”：如何讓藝術融入科學教育

林駿科

隨著全球高科技產業的不斷發展，培養適應未來社會的“綜合型人才”成為各國基礎教育的核心目標。在這樣的背景下，美國為加強理工科人才培養，率先提出“STEM”教育模式并在實踐過后加入了“Arts”，也就是藝術，從而使該教育結構變得更加全面。由此反思中國小學科學教育，如何在科學教育中滲透“藝術”這一命題，不僅將為學生打開“STEAM”的大門，同時也為教師重新思考教學模式提供了核心依據。

一、核心探討：“STEAM”教育的“前世今生”

“STEM”教育活動已經開展了20多年，已逐步成為美國教育改革的核心部分。據相關統計數據顯示，在科學和技術方面的知識技能競賽中，許多國家甚至遠遠領先于美國，這讓美國產生了極大的危機感。所以，重視科學、技術、工程、數學教育刻不容緩，勢在必行，“STEM”教育在這樣的背景下誕生。

“STEAM”簡言之就是在“STEM”的基礎上增設了“A”（Arts）學科的教育模式，它的出現讓原有的“STEM”教育變得更具欣賞性、人文性和藝術性。在基礎教育階段，“STEAM”教育更加注重學生思維品質的提升，不再局限于技能和知識的習得，而是關注學生個性化與創造力的培養。

二、意義探尋：從“STEM”到“STEAM”的價值詮釋

從“STEM”變成“STEAM”，增加的“A”是指設計思維、美感素養、人文追求、可視化的思維以及外顯的美。

1.學會審美

美國杰出工程師巴克明斯特·福勒說：“當我工作的時候，我很少考慮審美的問題，但是當我完成工作的時候，如果我發現成果沒有美感，我就知道我錯了。”在工程師的“工程思維”里，“美感”似乎總是缺席，他們關注的是產品的質量、使用期限和保障措施，這也為成品的最終呈現造成了瑕疵。“STEAM”教學可以教會學生修飾自己創造的“產品”，彌補美學缺陷，為提高審美情趣打下基礎。

2.理解情感

藝術還包括人與人之間溝通的技巧與方式，體現在團隊共同完成某件任務時各組員之間是否能夠充分傾聽對方的發言并理解其情感態度，因為在理解他人的基礎上結合自己的見解做出正確的判斷是許多課堂中所忽視的。一件好的產品離不開設計者的情感投入，在產品設計上如何體現生產者的情感、情緒，也是科學與工程教育應該重視的。

3.追求個性

現實中，每個人的觀點都有局限性，但也同時具備“藝術性”。在創造的過程中免不了會有“與眾不同”。教師要教會學生如何去接納他人的“與眾不同”，展示自己的“與眾不同”，倡導個性化的同時幫助學生戰勝“恐新癥”。

三、課堂探索：科學與藝術的碰撞與融合

1.藝術與科學融合的實踐探索

在小學科學教學中，教師普遍傾向于向學生傳授知識，忽略了科學知識與人文、歷史、藝術的聯系，割裂了學生思維上關于科學與藝術的想象，尤其是動手環節的缺失，更是限制了他們創造力與抽象思維的發展。而藝術與科學融合的教學方式則很好地彌補了這一問題，為促進學生參與藝術實踐與創作提供了保障。

在課堂實踐過程中，教師可將藝術與科學兩大領域中互為交叉的區域進行統整，主要分兩種形式。（1）學科知識滲透式：學會審美。學科知識滲透是指在保留科學知識基本邏輯的基礎上，選擇藝術領域中易于被學生接受的知識點進行滲透式的學習。如，在教授“建橋梁”一課時，教師可先讓學生去看看從古至今那些偉大的橋梁建造師所建造的實體橋結構，引導學生去思考為什么這些橋梁在保證質量的同時還能兼顧“美觀”。這樣做既豐富了教學的環節，還有助于學生引發更深層次的思考，讓他們在獲得直觀化審美體驗的同時，將知覺體驗概念化，逐漸形成抽象的、完整的理解能力。（2）主題活動融合式：學會創造。主題活動融合是指在某一特定科學主題內，融合多學科知識，共同解決項目問題。它打破了原有科學與藝術領域的學科壁壘，讓知識相互貫通。主題中所涉及的知識具有綜合性和關聯性，科學承擔的任務是實踐與想象，而藝術則體現在創作與欣賞，并且主題的選擇應從學生的興趣出發，圍繞一個“令人振奮”的問題展開活動。主題式活動更強調學生對于知識的運用，給予了他們更大的空間去想象與創作。

2.藝術與科學融合的關鍵因素

在實踐“STEAM”教學前，科學教師必須理解“A”的含義，在“STEAM”框架下，更要從不同方向思索“A”的意義與價值才能真正做到融合教育。美國華盛頓州立大學三鎮分校里奇蘭市藝術委員陳怡倩博士認為“A”（藝術素養）不僅包括學生的審美能力，還包括外顯的美、設計思維、人文素養等。這些都是藝術與科學融合的關鍵因素，也是后續“STEAM”教學的基礎，因此需要教師在課堂的外部環境與課程設計上做出相應的調整。

首先，教學環境分析。基于小學“STEAM”的教學環境，教師和學生所在的學習環境是經過改良的、更適合科學實驗和藝術創作展開的環境。其次，教學模型建構。基于學生的學習特征，結合建構主義學習理論，并在此基礎上借鑒科學探究和藝術設計模型，將彼此有機統整，創設出科學與藝術相結合的教學模型。具體內容如下。

第一，模型設計。以克洛多納科學探究模型和藝術設計相關步驟為原型，構建出符合學生探究的學習模型，包括情境創設、問題提出、探究方案制定、設計與優化、分享與評價。（1）情境創設與問題提出：情境的選擇應該與生活實際相聯系，這樣更容易讓學生接受，教師可在此環節中加入“歷史人文”等要素，讓學生在學習新知的過程中了解知識產生的背景與發展概況。（2）探究方案制定：對提出的問題進行解析，了解問題中的限制性條件，指導學生通過小組合作的方式找出可供設計的部分，引導學生展開思維，大膽想象。（3）設計與優化：教師組織學生評判每個方案是否符合初始的設計條件（技術參數），讓學生試著分析每組方案是否存在可行性上的缺陷，用心去感受每組作品所詮釋的“個人情感”，品味作品中的“設計思維”。（4）分享與評價：課程結束后，教師可讓學生對本節課進行總結交流，引導學生談談自己的心得，也可以是在實踐上的技術分享。教師需要對小組分工、個人的參與度以及成品的完成度進行評價，保持學生對藝術創作和科學實踐的持續關注。

第二，操作要點。在實際課堂教學中，教師對于課堂的把控還需更加精準，有些“要素”是提升藝術與科學融合的重點所在。（1）注重“可視化”：在實踐過程中，教師應注重學生設計思維所存在的局限性，幫助學生尋找設計思路中能夠實現的部分，讓他們體驗思維“具象化”的過程。（2）尊重“個性化”：在實踐過程中，有的學生可能在作品設計的問題上有著自己“固執”的見解，教師應尊重此類學生的想法，在可控的范圍內給予其幫助并引導其嘗試將自己的想法融于集體中，使自己的價值在集體中有最大范圍的體現。（3）保持“樂觀化”：設計與創作思維習慣之一就是保持樂觀主義，即反映了“每一種技術都能被改善”的認識，教師應設置能保持持續優化的課程內容，保證學生在課后也能繼續展開研究，思維不斷延伸，工程思維慢慢在學生心中扎根。

基于“STEAM”教育模式下的科學課程改革正在全國中小學如火如荼地開展著，在此過程中教師要做好引導工作，在幫助學生理解多學科知識的基礎上，激發他們的想象力和創造力，讓創意思維在學生的實踐中真正得到鍛煉。

（作者單位：江蘇省常州市武進清英外國語學校）

（責任編輯 岳舒）