中小学STEAM教育推进策略研究

2017-03-29尚亚丽

长春师范大学学报 2017年12期

关键词：实验室课程设计

尚亚丽

(长春师范大学传媒学院，吉林长春 130032)

中小学STEAM教育推进策略研究

尚亚丽

(长春师范大学传媒学院，吉林长春 130032)

STEAM教育是融合科学、技术、工程、数学和艺术多学科的综合教育，旨在培养学生的创新精神和实践能力。本文基于STEAM教育思想，分析我国中小学STEAM教育存在的问题，并给出具体的解决对策。

中小学STEAM教育；路径

STEAM课程是美国政府主导的“项目引路PLTW”计划所倡导的以科学、技术、工程、艺术和数学为核心的课程。STEAM教育以项目学习为主要学习方式，学习者不仅从理解、记忆的维度去习得知识，而且从应用和解决问题的角度，通过项目学习获得知识与技能，并将多学科知识融会贯通，通过完成项目学习解决实际问题，培养创新精神、解决问题的能力以及与同伴之间互相协作的能力。目前，我国关于STEAM教育的研究主要停留在理论层面，要在中小学全面推进STEAM教育还面临诸多问题，如项目的研究与设计、教师的培训、实验室的建设以及需要大量资金的支持等。

1 STEAM教育概况

STEAM教育由美国弗吉尼亚科技大学学者Yakman在研究综合教育时首次提出，即加强美国K12关于科学、技术、工程、艺术及数学的教育，专门用于建立动手类创造性课程。STEAM教育以项目学习为主要学习方式，是在STEM教育基础上延伸的教育模式，是科学、技术、工程、数学和艺术人文教育的融合，主要通过新技术在教育中的应用来推动教学创新。STEAM教育注重实践和过程，强调解决真实问题；倡导“做中学”和“体验式教学”的教学模式；强调创新思维和创造力的培养，注重知识的跨学科迁徙及其与学习者之间的关联。STEAM教育不是将几个学科领域知识简单叠加，而是通过解决真实问题，综合运用这些学科知识，把死记硬背的机械学习变成解决问题的有意义学习。由此可见，STEAM教育是一种新型的创新教育应用体系。

2 中小学STEAM教育推进的主要问题

从美国的实践经验来看，STEAM教育的全面实施应该是一项由政府、学校、社会团体、公众共同参与并协力打造的系统工程。当前，STEAM教育理念在我国尚没有被广泛普及，教师的配置与培训、实验室的建设、设备资源的建设资金尚存在诸多现实问题。

2.1 缺乏对实践项目的设计与开发

目前，在我国基础教育领域，STEAM教育尚处于起步阶段，对STEAM教育的研究主要集中在理论层面和国外经验的介绍,一些大城市的重点学校开设有实践课程或项目实践活动。STEAM教育项目的设计需要教师具备科学、技术、工程、数学、艺术等领域的知识,一个教师很难具备所有这些领域的知识和素养，这就需要多名教师的协调合作。但是，在应试教育背景下，教师、学生和家长更注重单科考试成绩，忽略对学生创造性思维和创新能力的培养。因此，在课程的实施过程中，中小学教师没有更多的时间和精力将跨学科的知识进行融合，无法设计出科学、合理的项目内容和培养目标。

2.2 缺乏STEAM专业师资及其培养机制

STEAM教育的实施要求教师不仅具备丰富的学科知识、掌握一定的教学方法，而且能够将跨学科的知识应用于解决实际问题的情境中。学生通过项目实践活动解决生活中的实际问题，设计并完成作品。我国目前的中小学师资培养机制没有涉及STEAM教育开设的师资培训课程和专业教师，所以需要对教师进行系统的培训。随着新技术在教育领域的应用，培训的内容还应不断更新。很多地区由教育技术专业教师开展STEAM教育课程，但由于教师本身受到专业知识结构的限制，STEAM课程只是涉及Scratch编程、机器人设计、3D打印等项目。因此，加强STEAM的师资队伍建设，建立有效的STEAM师资培养机制，已成为STEAM教育发展的关键问题。

2.3 缺乏对STEAM实验室的建设

目前，国内有少数中小学校教师通过校园创客空间或个人工作坊开展STEAM教育，但这类实验室的项目活动主要是3D打印、Scratch和机器人设计等,不能满足更多学生的需求。为了满足不同学生的兴趣爱好，项目或活动内容可以设计得更加丰富些。根据美国STEAM教育的经验，需要建设更多的STEAM教育实验室，增多项目和活动的门类，加强学科的交叉性,并建设相应的实验室。实验室内应具有更大的操作空间、更丰富的资源和设备，满足更多学生的需要，为学生的创新活动提供支持。

2.4 缺乏资金支持

STEAM教育实践项目的研究、设计与开发，需要多名不同专业教师的不断探索和实验。为了满足开展多种实践项目的需求，实验室要购买大量的资源和设备，如3D打印机、木工工具、电子设备和元件、电路元件、缝纫设备和材料等。可见，STEAM教育在中小学的推进过程中需要大量的资金，然而该课程并非考试课程，多数学校未投入足够的资金用来开展STEAM教育的实验室。

3 中小学STEAM教育推进策略

我国中小学STEAM教育的发展由教师、设计、开发，由大学、培训机构、社会力量辅助，由家长和企业众筹资金。

3.1 设计基于项目、活动及问题的学习情境

目前，多数学校的STEAM教育由计算机专业或教育技术学专业教师担任，设计的项目主要是3D打印、Scratch和机器人等活动。为了满足不同学生的兴趣爱好，可招聘电子或工程技术专业教师，与信息技术、美术、数学等专业教师一起设计、开发项目内容。项目活动内容包括3D打印、Scratch、机器人设计与制作、创建电路、插图制作、生活物品设计与制作、缝纫手工制作、木工制作等。为学生提供丰富的资源、工具和设施，指导他们设计并制作作品，培养学生的创新思维、创新能力和协作能力。

3.2 构建STEAM教育实验室

为了满足不同年级学生以及不同项目的需求，应提高对实验室设计的要求。除了计算机设备外，实验室还需要具备操作台、工具摆放区、3D打印设备、激光切割机、焊接工具、木工工具、缝纫手工设备等。摆放这些设备和工具需要很多空间，因此实验室面积比普通教室要大很多。实验室分几个功能区，每个功能区的设备要有固定的摆放位置。较小的工具应该分类挂在墙上，以方便学生查找。为了避免学生在实践操作过程中受伤，实验室的装修设计要充分考虑安全问题，用防护罩将一些有危险的工具包装起来。