例谈STEAM教育在中国的创新发展路径
李超 李萍
[摘? ?要]steam教育在中国的发展，不仅需要构建体现STEAM能力的科学学科核心素养，实施循序渐进的跨学科整合模式，还应打造中国特色的STEAM教育，结合地域特色建立STEAM教育生态系统。
[关键词]STEAM教育;思维培养;科学;学科核心素养;课程重构
一、中国STEAM教育的发展现状
我国很多中小学在STEAM（Science，Technology，Engineering，Arts，Mathematics的首字母）教育领域进行了多样化的尝试，但从目前的发展状况来看，多数STEAM课程依然未成体系。STEAM教育不能等同于创客教育，也不能等同于编程教育、3D打印或机器人等具有学科化倾向的课程，也不能等同于实践课或手工课。STEAM教育是一项较为复杂又具有战略意义的教育工程。要有效解决STEAM教育的师资问题，使STEAM教育在中国真正落地，有赖于STEAM教育生态系统的建立，需要教育部门、学校及全社会各个层面的支持与配合，需要从顶层设计到教学实践的全方位的改革与突破。我国的STEAM教育需要探索与国情相适应的创新发展路径。
二、构建体现STEAM能力的
科学学科核心素养
核心素养是全球性的发展战略与教育理念， 体现了世界各国在21世纪对人才培养的共同诉求。2016年发布的《中国学生发展核心素养》是核心素养在中国的发展，蕴含和体现了中国的文化背景、教育实际情况与人才培养的愿景。
胡卫平教授认为，STEAM能力和核心素养是统一的、相互促进的，STEAM能力是一种跨学科整合性的能力，旨在提高学生科学素养，而学生发展核心素养也指向培养全面发展的人，二者的教育目的是统一的[1]。STEAM教育与中国学生发展核心素养的融合与对接是促进STEAM教育本土化的重要途径。
三、实施循序渐进的跨学科整合模式
STEAM课程的开发需要对不同课程进行重新整合。这种整合不是简单的学科课程知识的叠加，而是以活动为基础，让学生在解决真实问题的过程中把原本独立、分散的学科知识和技能进行应用和迁移。许多学者针对STEAM课程设计提出了不同的整合方案。但无论哪种整合形式，都不能脱离我国分科教育由来已久、课程体系相对固定的传统教育背景。课程开发者要充分认识到不同学科在STEAM课程体系中的价值、地位、作用和相互关系，打破学科壁垒，才能实现跨学科的内容整合和有效教学。
1.初期：实施以科学课为载体的STEAM课程
在解决STEAM课程从无到有的初级阶段，应依据科学课程标准，以科学课为载体，通过信息化手段和数字资源库，将不同学科的知识融入科学课，通过科学活动实现“做中学，学中思”。资源库的建设可采用自建、购买、二次开发等方式实现。这一时期的课程建设应注意以下问题。
一是跨学科整合不能忽视学科教学。STEAM教育的核心是工程设计，而工程设计离不开学科基础知识，因此具备一定的学科知识是跨学科学习的前提和基础。《义务教育小学科学课程标准（2017年版）》增加了“技术与工程”的内容，本质上是STEAM教育理念的一种体现。
二是跨学科整合应力求全面均衡地覆盖不同学科的基础知识。小学科学课的知识涵盖面较广，是初中阶段物理、化学、生物等多门课程的基础;具体内容涉及自然现象、生活常识、天文、地理等，这与STEAM课程跨学科的特点非常一致。
三是以科学课为中心的STEAM课程要避免为师生增加额外的负担。要有数字资源库的支持。如在课前、课中、课后的不同环节，提供教学参考资料、课件、视频、案例、活动拓展、游戏等，以有效弥补科学教材在内容及呈现形式等方面的不足。
以二年级上册科学课教材中的“太阳的位置和方向”一课为例，在进行STEAM整合时，应基于教学目标，凸显STEAM课程“活动性”的特征，设计具体的活动目标（见表1），以引导学生“做中学，学中思”。
在具体实施时，可按照“视频引入、聚焦主题;引导探究、建立认识;知识应用、实践制作;总结提升、课后拓展”的总体思路，在不同环节应用不同的数字资源。在导入环节，可通过视频中简单有趣的太阳钟，直接聚焦主题“太阳和影子的变化”，激发学生探究的兴趣。在“引导探究、建立认识”环节，可借助“太阳升落的轨迹”示意图，引导学生建立“太阳每天在天空中东升西落的位置会有变化”和“利用影子的长短和轨迹的变化可以推测时间”的科学认识，同时引出日晷，使学生认识到“日晷是利用太阳下影子的变化制成的钟表”;再通过设置引导性问题，激发学生制作的兴趣。在“知识应用、实践制作”环节，教师借助微课视频进行演示和指导，使学生小组能够合作完成日晷模型的制作并用其观察时间，完成实验记录单。最后，在“总结提升、课后拓展”环节，引导学生回顾学习活动，为课后的继续学习和制作提供思路和方向，将课内学习延伸到课外。
课后，还可通过设置基于生活经验的思考题（如在阴雨天或夜晚没有太阳的情况下，日晷是否可以使用？）、AR互动游戏、阅读材料（中国古代计时器）、小制作等方式促进学生对知识的理解和运用，激发学生进一步探究的兴趣。学生还可以将作品和观察结果分享到互动平台，使教师和家长也能参与到相关的学习过程和评价。这样，“太阳的位置和方向”一课就通过教学内容的重构和数字资源的运用，使天文、物理、历史、语文、数学等不同学科实现了融合。
2.中期：实现学科之间的深度整合
在STEAM课程实现了从无到有的跨越后，可考虑基于现行学科课程，梳理出学科知识结构和学科素养之间的关联和逻辑，进一步加强跨学科理念的渗透，实现学科之间的深度融合。
可将相关学科知识分为基础类知识和应用类知识，对应用类知识进行基于STEAM理念的课程重构。比如，小学学科包括语文、数学、英语、科学、音乐、美术、体育与健康、信息技术、道德与法治以及地方学校的特色课程等，梳理各学科的知識体系，可区别出基础类知识和应用类知识，对应用类知识进行重构，最终可形成科学、系统、合理的小学STEAM课程体系。
3.远期：根据地域和学校特色开发STEAM校本课程
STEAM课程设计要立足于学生的现实生活环境，培养学生解决实际问题的能力。而校本课程通常具有实践性较强、以活动为载体、注重培养学生的学习兴趣、能体现地方和学校特色等特点。将STEAM课程作为校本课程进行开发与实施，一方面，可有效推进STEAM教育从“普及”到“因材施教”的发展;另一方面，可促进已在STEAM教育初期和中期积累了一定经验的教师进一步提高教研与教学水平。
四、结合地域特色
建立STEAM教育生态系统
建立STEAM教育生态系统需要全社会的努力。从国家层面上，需要构建全面的STEAM标准体系，具体涵盖STEAM教育目标、教育评价标准、师资标准、课程标准以及相关设备设施标准。STEAM标准体系的建立是将全社会STEAM教育的参与者，包括各级政府教育部门、教育工作者、家长、学生纳入STEAM教育话语体系，这是STEAM教育顺利实施的重要保障。教育部门需要带动学校、企业等各方社会资源促进STEAM教育长效深入地开展。
以四川省蒲江县为例。蒲江县结合地域特色和资源优势，以“STEAM课程在蒲江现代田园的教育实践”项目为抓手，积极打造了“四川省STEAM教育课程教学改革试验区”，创建了“首批四川省STEAM教育示范基地”，并参加了教育部基础教育课程教材发展中心首批STEAM教育课程改革项目。蒲江县的学校通过参与该项目所搭建的全国区域间STEAM教育教师访学、游学的交流平台，获得了实验学校骨干校长、科学教师到实验学校进行常态化交流学习的机会，有效促进了STEAM教育的良性发展，为探索地方建立STEAM教育生态系统积累了宝贵经验。
1.教育部门层面：政策引领，构建工作体系
一是建立工作领导小组。蒲江县成立了由县教育局局长任组长、副局长任副组长，督导室、基础教育科、政教科、校外活动中心、教培中心等科室负责人、18所九年制学校和单设小学校长为成员的“STEAM课程在蒲江现代田园的教育实践”试点工作领导小组。由蒲江县青少年校外活动中心牵头负责日常工作，定期召开专题会议、推进会议，研究部署工作，分析解决问题，确保试点工作顺利开展并取得实效。
二是制定工作實施方案。蒲江县教育局印发的《关于推进“STEAM课程在蒲江现代田园的教育实践”工作实施方案的通知》，从指导思想、目标任务、实施步骤、保障措施等方面进行了顶层设计。
三是建立STEAM课程体系。组织了对业内STEAM教育机构的深度考察，筛选出符合蒲江县学生实际的STEAM教育课程体系和解决方案。由蒲江县青少年校外活动中心统筹推进，与优秀的STEAM课程开发教育企业合作，引进整套成熟的STEAM课程解决方案，合作推动项目工作。
2.学校层面：构建“四维一体”的STEAM教育模型
学校教育不能割裂学校、教师、学生、家长四者之间的联系，STEAM教育更是如此。因此，在课程设计上除了要坚持以学生为主体的理念，还要充分考虑学校、教师及家长在教学实践和评价环节中的作用与需求，构建“四维一体”的在线学习模型。即：通过高质量、系统性的课程资源库建设，解决学校科学师资缺乏的实际困难，帮助学生整体提高科学教育的认识水平和教学水平;通过教师及家长在课前、课中、课后不同阶段的资源使用需求，方便其备课、授课及实施教学评价;通过数字互动平台，创建学生之间互助与分享的学习氛围，实现教师、家长共同参与教学评价，保障STEAM教育在课堂内外的有效实施。蒲江县的18所小学在开展STEAM教育的过程中，很好地实施了这一教育模型。
一是解决了学校师资问题。我国的STEAM教师普遍短缺。蒲江县18所小学多处于乡镇、农村，科学课程专职教师少，教师缺乏理科或工科学历背景，教育理念落后，教学方式单调。蒲江县通过教企合作的方式，全县引进优质STEAM教育数字资源，利用教育信息化的优势，使无科学教育背景的教师也能轻松开展STEAM教学，有效解决了初期的师资问题。同时，结合线下的定期师资培训活动，邀请知名专家学者、科学教研员、一线名师、企业讲师等进校培训，组织科学教师参加市级、国家级培训，帮助教师拓宽了视野，更新了观念，加快了知识结构的调整优化，培养了一支小学科学教师骨干队伍。
二是解决了教学资源的问题。蒲江县教育局为学校引进的STEAM教育解决方案中包含教材、教具、数字资源库，可为开展STEAM教学活动提供全方位的支持。在备课阶段，教师可参考数字资源中的教案、说课视频、教学参考资料等;在上课阶段，可使用课件、教学中心（PC端）、实验视频、导入视频等。这使教师在初期得以迅速上手开展STEAM教学，而逐渐成熟起来的科学教师则可以在此基础上进一步开发校本课程。
三是构建了学生喜爱的生动有趣的STEAM课堂。蒲江县教育局在项目开展前的调研中发现：小学生喜欢动手实验，但由于实验材料缺乏、教师操作技能不足等原因，大部分学校的科学课停留在书本上，学生常常“看”实验而非亲手“做”实验。而STEAM课堂以丰富的实验材料和有趣的数字教育资源，让学生在课堂上体验快乐、锻炼动手能力、激发潜能，不断深化对STEAM活动的探索。课后，学生可以利用互联网使课堂得以延续，通过有趣的形式进行主动学习和探索。
四是提供了家长参与孩子STEAM学习的载体。蒲江县地处成都郊县，STEAM校外培训机构数量有限。但在STEAM 教育的推广过程中，其有别于传统学习方式、更重实践的超学科教育理念获得了家长们的广泛关注。学校通过开设教育教学展示会、家长开放日、社团活动课等吸引了家长的注意;学校引进的STEAM教育解决方案中，课后环节的数字教育资源（活动拓展）也为家长创造了参与孩子STEAM学习的机会。
3.社会层面：借助社会平台和资源联合培养STEAM人才
STEAM教育要培养学生基于真实情境解决问题的能力。那么教育部门也应该将社会资源纳入STEAM教育生态系统。一方面，可借助社会平台和资源（如博物馆、科技馆等）丰富STEAM学习的内容。另一方面，可鼓励企业从人才培养的角度出发，根据不同岗位人才培养的能力模型，帮助学校重构STEAM课程。企业可作为学校STEAM教育的合作伙伴，与学校联合培养学生，为学生获得真实环境下的工作提供实践平台。蒲江县充分利用社会资源促进STEAM教育，与中德（成都）AHK职教培训中心共建了STEAM课程教育基地，依托职教园区丰富的教育资源，开设了丰富的课程，激发了学生的创新热情。
参考文献
[1]胡卫平，首新，陈勇刚.中小学STEAM教育体系的建构与实践[J].华东师范大学学报（教育科学版），2017（4）：31-39，134.
