以藝術為核心的STEAM跨學科教育當代議題與趨勢

張嚴翰,吳佳妮,趙玥涵

(1.香港教育大學 文化與創意藝術學系;2.澳門理工大學 藝術及設計學院;3.英國劍橋大學 教育學院)

一、STEAM教育的起源與本土化

近年來,國際教育學領域對“如何培養未來人才”這一話題保持著高度關注并開展了學生發展核心素養等一系列研究,以期待學生在未來能夠主動并具創造性地解決實際應用問題。然而,可預見的是,未來的實際應用問題是復雜的,也是難以運用單一學科知識和以往經驗來解決的。為應對未來世界的挑戰,具有創造力的,能夠融合多學科知識的人才將發揮核心作用。2007年美國藝術與國家政策圓桌會議在原有的STEM教育基礎上,提出了STEAM教育,即融合與統整了科學(Science)、技術(Technology)、工程(Engineering)、藝術(Arts)和數學(Mathematics)學科的教學模式(圖1)。通過在STEM課程中增加藝術學習,學生的創造力和創新思維得到了提升。繼美國之后,加拿大、英國、韓國、土耳其、馬來西亞、澳大利亞等國家紛紛加入了研究,韓國更是將其設定為中小學必修科目。截至目前,STEAM課程在理論框架、政策制定與實施、教師教育、教學實踐和評價等方面都得到了完善。

圖1 STEAM課程理論框架

STEAM教育在中國也取得了一定的成果,中國政府在上海、北京等地對STEM/STEAM課程給予了強力支持,教育部在《關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見(征求意見稿)》中明確提到:“鼓勵發展STEAM等創新教育模式,使學生具有較強的信息意識與創新意識,使信息化教學真正成為教學活動的常態。”但是,由于起步時間較晚,中國的大多數STEAM教學實踐都以西方發達國家的理論框架和素材為模板,并且教學內容趨同、缺乏創新,忽略了教育本土化的重要性。

社會建構主義是支撐STEAM課程的哲學理論,它把學習視為認知的發展和集體知識的構建,認為教學和學習是在社會背景下進行的,并將“5E”模型應用于探究式教學(圖2)。作為在世界范圍內廣泛應用的STEAM理論框架之一,“5E”模型因其具有跨文化背景的特點,也被認為適用于中國文化背景及中國教育體系。

圖2 STEAM教育的“5E”建構模型

本文在Perignat和Katz-Buonincontro的研究基礎上,回顧了自2007年STEAM教育概念提出以來至2020年,以藝術教育為基礎的STEAM研究中英文論文,形成了“以藝術教育為核心的STEAM教育研究文獻歸納表”(表1)。

表1 以藝術教育為核心的STEAM教育研究文獻歸納表

二、當代STEAM教育中的藝術教育議題

關于STEAM教育的定義。STEAM教育被認為是對科學、技術、工程、藝術和數學學科進行融合與統整的教育,但是隨著科學研究的不斷深入以及教育理念的更替,STEAM教育的定義也在不斷發展。在2017年英國教育研究學會對STEAM教育的研究中發現,已有STEAM教育的定義存在概念的混淆和不一致,主要原因是關于“A”的定義仍然存在爭議:有些學者認為“A”是Art的簡寫,代表的是狹義的視覺藝術;有些學者認為“A”是Arts的簡寫,代表的是廣義的藝術(包括視覺藝術、舞蹈、音樂、戲劇、手工藝等),乃至被拓展為廣義的人文、社會科學等。此外,對STEAM教育定義的混淆還直接影響著STEAM教學實踐。雖然部分研究者意識到了藝術學習的重要性,在STEM教育中加入藝術使其融合為STEAM教育，并鼓勵開展以藝術為基礎的STEAM課程教學,但仍有研究顯示:非藝術教師在將藝術融入STEM教育的實踐操作中遇到了困難,主要表現在藝術教育十分關注學習過程中的體驗、創造、探究、思維與批判、錯誤及自我反思等項目,但非藝術教師在設計和實施STEAM課程時,往往會忽略藝術的過程性價值,更加關注教學成效和教學成果。

關于STEAM教育的目的。STEAM課程并非只注重傳統的“知識”(認知)轉移,更多提倡的是“能力”的提升。STEAM教育旨在通過引導學生聯系不同學科之間的知識來促進學生對科學、技術、工程、藝術和數學的綜合理解,從而進一步提升學生的邏輯思維能力、問題解決的創新能力、同伴之間的合作能力,以及自我實現的激勵能力。STEAM擴展了學生獲取知識的方式,強調學生主導,鼓勵自主探究的氛圍,針對學生目前的學習需要和未來的工作需要,通過問題導向的項目實踐實現多個學科之間的整合,為學生提供體驗創新、獨立思考和團隊協作的機會。基于問題的學習能有效提升學生的演繹與歸納等邏輯思維能力,還能促進學生養成解決現實問題所需的靈活性和適應性,使他們具備跨文化交流能力,有助于提升學生解決現實問題的能力。STEAM教學模式與傳統的分科教學模式有很大的區別,既增強了學生的學習興趣,提升學生課堂參與度和教學成效,還有助于提升學生的創造力、自主學習能力、創新綜合思維能力和研究能力。還有學者認為,STEAM教學的設計應以核心素養的培養為目標,在發展學生多學科綜合能力的同時,提升學生的六大核心素養(人文底蘊、學會學習、科學精神、責任擔當、健康生活、實踐創新),培養具有創新精神和社會責任感的全面發展的人。

關于STEAM教育中的A。大多數STEAM文獻將其中的A定義為“文科”(arts),即包括社會研究、語言、形體、音樂、美學、表演等在內的較為寬泛的人文藝術。STEM對社會進步和經濟增長很重要,而A的加入是其所需創新的關鍵。A提供了不同于STEM教學的方式,有助于學生從更多視角認識不同學科間的聯系,并優化學生對不同學科知識的理解與應用,加強了學習與現實生活的聯系,是解決人文和社會問題必不可少的方法,有助于提高學生綜合運用知識解決現實問題的能力。從另一個角度來看,STEM學科常會被認為有壓力,可能會給學生帶來焦慮,這可能會導致學生對科學產生消極態度,甚至可能限制學生解決問題的能力。A的融入使科學教學方式更自由、更靈活,學生可以通過視覺、聽覺和動作線索來學習,在有趣、自由、顛覆性和異想天開的科學活動中進行創作,提高了學習科學的興趣及參與程度,進而提升了學習效果。此外,STEM與A的深度融合實現了理性與感性的對話。在科技教育中融入人文藝術,可以提高學生對美的理解水平,增加對美的體驗能力,樹立正確的價值觀和人生觀,成為未來全面發展的高素質人才。而創造力是解決當前問題和滿足后工業時代要求的關鍵能力,年輕一代需要用思維的靈活性和實驗的樂趣重新發現和發展創造力,與此同時，人文藝術在發展學生創造性、批判性思維以及21世紀技能方面的作用受到重視。有學者提出,在STEAM教育中融入藝術主要是為了促進STEM各個領域的發展,可以發展學生在科學探究中的發散思維和創新意識,以有效地提升學生的想象力,使其對審美和藝術更敏銳。

關于STEAM教育中的藝術教育。STEAM教育中的藝術教育常被誤認為只是提高STEM課程的工具。盡管藝術整合方法可能是一個有用的工具,但藝術和其他學科應該具有同樣的重要性。STEAM中的藝術教育并非只局限于藝術學科的教學,而是讓學生懂得如何在現實生活中運用藝術不斷完善目前的生活方式和所在的現實世界,旨在鼓勵學生通過創造性和人道主義的方式思考解決問題。研究人員發現,藝術和科學、數學之間的界限是流動的,A作為STEAM學習的一個元素,能夠貫穿所有的課堂學科。因此,有必要在教學中鼓勵學生以創造性和藝術性的方式解決問題,打破學科之間的僵硬界限。有研究表明,創造力是21世紀最重要的能力,鑒于藝術可以幫助學習者發展對科學概念的理解,且藝術學習本質上是體驗式的,具有培養學生創造性和批判性思維技能的潛力,能促進創造力和創新能力的發展,所以常將藝術教學作為培養創造性人才的一種方式。此外,STEAM課程中增加藝術內容能發展個體未來職業所需的各項能力,為他們應對復雜和多樣的變化做準備。然而,盡管我國對于STEAM中藝術元素的理解，以及科學與藝術融合的理論探索在逐步加深,但在實施方面仍對藝術元素的應用有著片面性的理解。

關于STEAM教育中的藝術學習評價。研究表明,STEAM教育的標準化評價可以促進學生不斷取得進步,因此建立STEAM藝術學習的評價體系至關重要。已有研究表明，STEAM教育評價需兼顧對STEAM主題的內嵌式評估和國家及地區的學業標準;將形成性評價和終結性評價相結合,并注重凸顯學生STEAM教育學習過程的表現性評價;此外,還需要以學生的STEAM素養發展為導向,通過學生的行為表現來判斷課程質量和需要改進之處。STEAM教育中的藝術學習評價大多采用過程性評價和終結性評價相結合的方式。其中,過程性評價是培養學生創新思維和創造力的重要環節,可以借助錄像、過程性評價量表及工作記錄紙,在協作反思過程中不斷對創意設計和實踐進行修改和完善,以提升其問題解決能力、溝通協作能力和系統思考能力。終結性評價主要關注學生對核心概念的掌握和運用、創新價值實現及批判性反思能力,可以通過標準化測試、STEAM素養評價量表和創新作品展示加以評估。創新作品展示不僅是學生隱性知識學習的外化、創造力價值的顯現、溝通和協作能力的深化,還是學生與真實世界互動實踐的關鍵。除了過程性評價和終結性評價之外,還有學生自評、互評、教師評價和社會評價,學生在多維度的評價中不斷進步,綜合素質得到提升。其中,在學生自評及互評階段融入語言藝術,可以培養學生的邏輯語感、發展學生的批判性思維。有專家提倡,STEAM教育中的藝術學習以藝術設計展示、學業標準和學生合作的作品作為教育實踐和評價的主要方式,為個性化STEAM教育實踐的發展以及學生創新能力的培養提供保證。此外,有研究者提出，在評估學生藝術素養能力時需考慮對學生審美能力的評估,學生審美能力的強弱在某種程度上可能會直接影響學生的藝術素養能力。

三、STEAM教育中的藝術教育趨勢

關于A的定義及未來教學實踐。學界對STEAM教育中A的定義是多樣化的。在STEAM教育的研究初期,研究者們對A的定義多局限于視覺藝術。隨著研究者們對A元素重要性認知的增加,對于A的定義、范圍和其在STEAM中的作用的討論也在不斷變化與發展。A的定義逐漸擴展到包括社會研究、語言、形體、音樂、美學、表演等在內的較為寬泛的人文藝術,被認為是人類社會與科學技術之間的橋梁和超越知識與技能的存在,A所帶來的創造力、批判性思維、心理活動、科學精神以及人文情懷也愈加受到重視。然而,仍有不少學者認為,在STEAM教育中融入藝術的主要目的是促進STEM學科的發展。由此可見,在STEAM教育中A是否應與STEM學科具有平等地位仍然存在爭議。這其中的主要原因是STEAM課程由STEM課程發展而來,大多學校在選擇與任命STEAM課程教師時,所選擇教師的教學背景與個人學科知識儲備(PCK)仍然向理工類學科傾斜,因此,此類教師在進行藝術與文科教學時，認知、知識儲備等方面存在困難。此外,STEAM教育中的學科側重也受到教育政策的影響,例如,隨著中國職業教育的大力發展,未來STEAM教育中技術(Technology)的內容可能會越來越多。對于STEAM中的A來說,雖然A加入STEAM的時間較短,但是在國家對藝術與人文教育愈加重視的當下,僅從文獻的梳理來看,關于以藝術/文科為核心的STEAM教育已經展現出了快速發展的趨勢。

關于A的未來教學評價方式。目前國際上對STEAM教育的評價方式更傾向于STEM,常忽視對A的評價,這可能與STEAM中的學科側重有關,也有一定的原因是STEM和A同時進行評價時比較困難。STEM學習評價更多位于知識與技能層面,而對于A的評價多關注于超越知識與技能的創造力、批判性思維、心理活動、科學精神以及人文情懷等內容,因此很難采用與STEM相同的方式進行評估。此外,盡管教育學的評價是必要的,但評價框架本身也會局限于學習范圍和學習目標,會限制創造力和發散思維。在未來的STEAM教育中,應避免把對學生學習的評價作為唯一考量標準,關于A的過程性評價、檔案袋式評價等多元評價方式是必要的,關于STEAM的綜合評價模式也是值得進一步研究的。

關于STEAM教師的未來角色。在以往的教育教學中,教師通常扮演“學科知識權威+行政管理者”的角色,是既有課程的實施者。近年來,信息技術的發展使得學生擁有了更多的學習渠道,教師作為“學科知識權威”的角色受到挑戰。同時,傳統學校中教授的既有課程具有較強的計劃性,從某種意義上講,在學習內容、學生思維與邏輯的培養上存在一定限制。為了避免傳統學校學習模式的這一局限性,近年來,中國各階段學校紛紛開展項目式學習(PBL),教育模式也逐漸向“以學生為中心”和“去中心化”轉變,STEAM強調基于項目的學習、基于問題的學習等“以學生為中心”的學習模式。這樣的學習模式對STEAM教師提出了一定的要求。STEAM教師既需要具備專業的學科知識和跨學科學習能力,還需要具備在教學中基于某一問題創設特定真實情境的能力，以促使學生深度學習。因此在未來,STEAM教師的角色將更多轉向學習的設計者(設計學習內容)、促進者(持續的為學生提供學習動力、提供社交互動)、引導者(引導學生使用技術檢索、整理、歸納、總結自身所需要的資料)。教師“陪伴角色”的回歸凸顯了STEAM教育關注學習共同體多元參與的合作屬性,有助于教師全面而深入地了解學生,從而將“學習目標和教學目標與多樣的學習者相匹配,尋找到學生感興趣的教學主題”。相對應地,對教師的教學評價方式也是值得研究的內容之一。

STEAM教育是近年來的熱門中英文研究議題，但是在STEAM中的藝術教育領域,中文研究數量很少且集中在概念和理念的討論,缺少哲學層面的思辨研究和實際行動層面的實證與行動研究。目前,中文語境急需以藝術為核心的STEAM教育操作指南和實際操作的案例,為以藝術為核心的STEAM教育的本土化實施提供基礎和動力。