从STEM到STEAM的课程理念的变迁与课程实施策略及STEAM教育与创客教育跨学科融合策略初探.docx
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1、从STEM到STEAM:课程理念的变迁与课程实施策略摘要:STEM教育到STEAM教育的转变是在科学性与人文性矛盾加剧、“互 联网+教育”创新、市场对人才的新要求的背景下发生的。STEAM教育作为由 STEM教育发展而来的一种教育方式,其创始人Georgette Yakman从他的角度阐 释了转变的原因和STEAM教育的主要内涵。从STEM教育到STEAM教育,课 程理念变迁主要包括:以学习者为中心,注重深度学习;注重学生交流、理解与 审美创造能力;关注学生对科技道德的理解与对科技理性的认识。由此提出 STEAM教育下的课程实施策略:在课程教学中嵌入道德与科技理性教育;高校和 教师加强教育研究
2、与学习;改进教学方式;利用校内外资源协同教育。关键词:STEAM教育;课程理念;理念变迁;课程实施一、STEM到STEAM转变背景与由来(一)STEM到STEAM转变的背景1 .科学性与人文性问题矛盾的加剧进入21世纪,随着科学技术的突飞猛进,人与自然、社会、人之间的矛盾 日益加剧。首先,人与自然的关系由于科技带来的负面影响日益恶化。科技发展 在推进人类社会文明进步的同时,由于人类为了满足个人享乐,滥用科学技术, 不断开采自然,向自然不断索取,导致了资源短缺、环境污染、生态失衡、部分 物种灭绝等一系列自然环境问题。其次,人与社会的矛盾也日益紧张。由于科技 发展带来的地区之间发展不平衡使得南北矛
3、盾、区域矛盾、战争冲突、饥饿和疾 病等一系列矛盾日益凸显。如发达国家为了资本输出,将高污染、低产出产业转 移到发展中国家,还有部分国家为了掠夺资源挑起战争。此外,人与人之间的矛 盾也日益加剧。近代工业文明以来,人类对权力和利益追逐越发强烈,最终造成 了享乐主义、个人主义、官僚主义等不良作风盛行。在物质利益驱动下人类为了 追求利益造成了精神与道德的缺失,这也影响到国家政治和信仰的稳定。在这种 社会背景下,科学性是人类与自然、社会、人之间关系矛盾问题的一个重要影响 因素。在封建社会与农业社会时期,人与自然、社会、人的关系和谐是社会进步 的重要因素。因此,在当下社会科学发展中人们呼吁关注科技人文化,
4、教育理论 界也呼吁关注教育的人文性。2 .“互联网+教育”创新自2015年党中央国务院提出“互联网+”的新概念起,“互联网+”在各个领域 不断兴起。教育领域也不例外,互联网技术引起教学内容延伸、教学手段变革、 教学方式改变口1。单纯的“教育+互联网”(如远程教育等,直接将教育嵌入信息 化网络中),单纯地通过这种信息化路径而不从根本上改变学校教育方式,那么 教育则不能有实质性的创新2。破解“教育+互联网”,必须探究“互联网+教育” 的创新之路,变革学习方式是学校教育信息化的立足点。STEAM教育以互联网 多媒体技术为依托,促使学生进行探究性学习、项目学习,这是“互联网+教育” 创新的必要手段。3
5、 .市场对人才的新要求STEM教育关注到新时代对理工科技术人才的要求,也关注到科学、技术、 工程、数学几个学科的整合。但是当今社会市场不仅是要求工程技术人才的培普, 也要求这些人才要具备善于交流的能力,以及理工科专业能力之外的其他能力。 未来的公司也更倾向于寻找那些在专业方面的必需能力之外还有其他各种能力 的人才,这种人才主要指经过“扎实文科教育”训练的人3。市场要求人才不仅具 有扎实的专业能力,还要具有沟通交流能力、创新能力、创造性思维。在此背景 下,STEAM教育在STEM教育的基础上应运而生。(二)STEM与STEAM及其变迁的由来I.STEM教育与STEAM教育STEM 是科学(Sci
6、ence)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学 (Mathematic)的缩写,它是1986年由美国国家科学委员会首次提出的。开启 STEM教育的最初目的是为了通过STEM教育的开展提升学校教学质量,促进科 技精英人才的培养。STEM教育主要是以项目学习和解决问题的学习方式培养学 生的STEM技能,它为学生们提供了一种动手实践的课堂体验,其目的是让学 生主动参与到数学和科学的学习活动中去。它强调通过创造、设计、建造、发现、 合作和解决问题的过程使学生具备应对世界上重大挑战的能力。STEM教育实质 是为培养学生在理工科方面跨学科的能力、跨学科创造性思维。STEAM
7、教育是在“STEM教育+”基础上发展而来的一种教育方式,STEAM 教育是一种培养学生创造力和跨学科创造性思维的教育方式4。STEAM教育在 STEM教育基础上增加了 Art (人文艺术),它主要以项目学习、问题学习为主要 学习方式,通过融合工程、技术、数学与人文艺术,通过技术驱动的教学创新促 进学生能力的培养5。STEAM教育与STEM教育在追求的大目标与某些方面的 理念具有一致性,但是STEAM教育在强调培养学生的STEM技能过程中通过增 加艺术增强学生学习的兴趣,强调在理工科学习中增加艺术来培养学生的创新精 神与创造能力。2.从STEM到STEAM变迁的由来由于在STEM教育的实施中Ar
8、t (人文艺术)的作用日益凸显,Art (人文艺 术)逐渐为人们所重视,因此在STEM教育基础上增加了 Art(人文艺术)0STEAM 教育创始人GeorgetteYakman认为,STEM教育只关注项目本身,以及项目如何 去做,而忽略了关心人本身与进行这个项目的原因。因而STEM教育在跨学科 知识的广度和深度范畴内仍有一定的局限性,并且在其教学过程中缺乏较强的趣 味性与艺术性。因此,她将Art (艺术)和STEM教育有机整合,并于2006年 提出STEAM教育的概念。Georgette Yakman , Art (人文艺术)不仅仅指我 们通常所说的艺术、音乐、人文等,而是一个包含了人文、艺术
9、、美学、音乐、 戏剧、生理和社会科学、人类学、哲学等的概念。Georgette Yakman将STEAM 教育分为9个主要的方面,包括:社会研究、科学、数学、语言艺术、技术、工 程、音乐、美术和体育。关于STEAM教育暂时没有约定俗成的内涵,Georgette Yakman研究时它定义为在STEM教育中加入Art (人文艺术)的一种教育方式。 他认为,STEAM教育的理念可以简要概括为:以数学为基础,通过工程和艺术 来解读科学和技术。STEAM教育作为一种学习方式和教学策略,它将问题解决 教学用于强化学生理解复杂概念。二、STEM到STEAM课程理念的变迁STEM教育作为一种促进学生理工科发展
10、的一种教育方式,它的目的在于培 养学生创造性与跨学科创造性思维,而STEAM教育在STEM教育的基础上增加 了 Art(人文艺术),它在培养学生创造性与创造性思维中强调科学的美,同时关 注人的内在需求与人文道德理性。归结从STEM教育到STEAM教育,虽然 STEAM教育在总体理念与观点上同STEM教育较为一致,但STEAM下的课程 理念也有了一定的转变。从STEM到STEAM,增加与转变的课程理念如下:(一)以学习者为中心,注重深度学习首先,从STEM教育到STEAM教育,更加关注学习者的需求。STEM教育 强调利用相关的智能技术、编程等方式促进学生STEM相关知识技能的学习, 这对学生来说
11、是非常有必要的,然而在STEM教育的学习过程中容易忽视学生 的现实生活需要,教育开展最应该关注的是学生自己的生活世界中而言,对他们 最重要的是什么。STEM教育只专注于学生数学和科学方面的学习7,但是学生 应该是全面发展的,学生应该得到一种影响到他们是否能够对世界做出明智的决 定和对生活方式的正确规划的全面的教育,这种教育中学生真实生活需要得到关 注,每个学生都被教师所关注到;而在STEM教育中增加Art,可以实现这种教育。 人文艺术(Art)中包含创新与创造,这正是学生发展所需要的,正如一名建筑 师不仅要拥有科学技术的能力,而且要拥有审美的能力。在STEM教育中增加 人文艺术(Art)给学习
12、赋予更多意义,真正地使得学生全面发展得到重视,同 时通过与学生生活接轨,使教师关注每个学生的需求,使STEM教育成为真实 的以学习者为中心的教育方式。其次,STEAM教育在以学生为中心的基础上,注重学生深度学习。从对国 外STEM教育政策的分析来看,美国、英国等国都在STEM教育计划中增加了 人文艺术(Art)。STEAM教育试图改变以教师为中心的课堂模式,鼓励一种发 现、探索、解决问题的课堂,要求学生积极参与情境找到解决方案。STEAM教 育与STEM教育的学习环境都不是以教师为中心的,而是由学生为中心的,在 学习过程中通过发现问题、探索问题、解决问题,学生进行探索学习8。STEAM 教育在
13、STEM教育中加入Art (人文艺术),可以通过探究学习与教学加强师生 之间、生生之间的联系和增强学习的深度。STEAM教育注重学生深度学习,不 只是简单的知识与技能获得,它强调的是一种内在的转化,与其他学科知识的联 系。(二)注重学生交流、理解与审美创造能力首先,从STEM教育到STEAM教育更加注重学生的交流能力。从STEM 到STEAM不仅仅是增加了人文、艺术,还增加了交流技能与读写技能、审美能 力。针对“STEAM是由STEM教育增加了关注艺术的方面而形成的吗? ”这个问 题,FiorielIO指出,一个均衡的STEM教育必须包含人文艺术(Art),人文蓼术(Art)不只是简单的艺术,
14、它包含阅读、写作和说话等有利于交流表达的技能 8o读写能力在一致性课程中具有着至关重要的作用,它提供了一个清晰的视 角来看待试图解决的历史问题,使得问题解决变得容易9。工作中有效的协作 依赖于有效的演讲、倾听技巧以及劝说技能,因此未来的企业将会寻找那些在专 业之外有其他技能训练的人才,这种人才需要具有较强的交流沟通能力。其次,STEAM教育能够增强学生的理解能力与创造能力。尽管STEM技能 是教育的重要组成部分,但是在就业中起促进竞争和员工创新能力关键作用的是 人文艺术(Art),人文艺术(Art)在真实情境中具有重要作用。在STEM教育 中增加Art (人文艺术),可以提升学生的审美能力,而
15、审美能力对于学生创新能 力的培养具有重要作用。正如,一名优秀的工程师必须具备良好的审美能力,这 样他才能在设计新产品的过程中更加游刃有余。如果学生能够在早期的教育过程 中就注重审美能力的培养,且在今后的工作中有效利用,这将对他们自身发展和 社会发展都有很大意义。Tarnoff以苹果产品设计为例指出,使用界面设计的特 点说明没有“Art”(人文艺术)的STEM,就“没有科学、技术、工程和数学的产 品成功出口”。这些公司希望员工能够有能力解决问题,能够创造性地合作、贡 献,传达新的想法10。从STEAM教育角度来看,当前社会创新驱动型经济的 雇主对问题解决者、批判性思考者和优秀的沟通者更感兴趣。此
16、外,STEAM教 育将数学、科学、工程、技术与人文艺术相整合,为学生提供跨学科的教学方式, 可以使学生能够通过人文与科学的结合学习加深学生对科学与数学的理解。(三)关注学生对科技道德的理解与对科技理性的认识最早提出STEAM教育定义的Georgette Yakman在对STEAM定义时,她将 STEAM教育分为九大主题,包括社会研究、科学、数学、语言艺术、技术、工 程、音乐、美术和体育6。在STEAM教育九大主题的其中一项是社会研究,而 社会研究是Art (人文艺术)的内涵之一,社会研究强调公民教育,强调科技理 性、科技道德。MagUthB.M.研究表明,社会研究是维系STEM的黏合剂,政治
17、的健康和繁荣可能会受到在科学中缺乏对政治和道德的理解的影响,因为他们的 技术和科学的能力提高了而自身的思想道德水平却不高11。因此,在STEM教 育中应当加入Art (人文艺术),重新把学科整合成一个负责任的公民礼节性均衡 教育是必要的。此外,在当前社会科技性与人文性之间的矛盾冲突下,STEM教育中加入 Art (人文艺术)可以增强学生对科技理性的认识,使学生能够科学、全面、客 观地认识科技为人类带来的好处与问题。通过STEAM教育可以使得学生正确对 待科技问题,可以培养学生未来如何使用科技,从道德层面认识科技理性问题。 科技对自然社会、人类社会带来的利与弊是应该被关注的,STEAM教育中强调
18、 关注科技理性,认识科技对自然的破坏可以培养学生的公民意识,可以使未来的 科学家更加关注科技使用与科技发明的合理性。三、STEAM下课程实施策略(一)在课程教学中嵌入道德与科技理性教育STEAM教育在STEM教育的基础上将科技带来的人与自然、社会、经济、 政治之间的矛盾考虑到教育中,这正好与党的十九大上习近平同志指出要加快生 态文明体制改革,建设美丽中国的思想一致。习近平同志在十九大报告中提出要 构建市场导向的绿色技术创新体系,发展绿色金融,壮大节能环保产业、清洁生 产产业、清洁能源产业。推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高效的 能源体系。这一思想在教育中的体现是科技理性与科技对人类的
19、发展的作用应 用。因此,在课程实施中,尤其是工科中,应该实施科技道德与科技理性教育。具体实施中,不仅是在高校工科教育中进行科技道德与科技理性的教育,还 应该在中小学课程实施中纳入对科技理性与道德的教育。针对高校教育,要以社 会需求为导向,让学生通过实践调查,认识科技理性问题,并鼓励学生进行深入 研究,以求解决科技带来的人们的生活问题。对于中小学,在科学课程实施中应 当以隐性教育、无形的思想教育让学生领悟科技给人们带来的好处与坏处,引起 学生反思。(二)高校和教师加强教育研究与学习针对STEAM教育,美国对STEAM教师有严格要求,政府努力培养合格的 STEAM教师。从美国施行STEAM的这一方
20、面可知,对于科学课这门独立学科 来说,它涉及范围从小学到高中,而国内缺乏对专门的科学教师的培养,因此需 要各高校努力培养合格的师资。高校应当设置专业师资,还要设置相应科目给相 应理科类师范生,这可以一定程度上解决科学教师缺乏的问题。此外,高校还应 当为当地中学教师接收新理念、新思想提供机会,为各位教师再教育、进修提供 保障。对于中学教师,可以通过自我学习寻找自己现任教的学科同STEAM有哪些 一致的地方,将二者进行融合寻找新的教学突破点。教师可以通过对当地、对学 校进行深入了解,根据自己的理解、兴趣、特长等与其他教师探讨构建特色校本 课程,或是通过学习更新自己的知识、提升自己教学能力、改变自己
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