小学女生友好型STEAM产品课程创新途径

（江南大学设计学院 214122）

20世纪80年代，为培养学生在理工科方面的跨学科创造思维，促进科技精英人才的培养，美国国家科学委员会在主导的“项目引路 PLTW”计划中提出了STEM教育，以动手实践的课堂体验、项目实践和问题解决等学习方式，让学生切身体会到科学等理性学科在生活中的运用。随着科学与人文矛盾的不断激化，人文艺术教育的重要性日益凸显，2006年Georgette Yakman 提出将Art（艺术）与STEM教育有机结合，形成了现阶段以Science（科 学）、Technology（技术）、Engineering（工程）、Art（艺术）、Mathematics（数学）五个学科为核心STEAM教育模式。以期既保留STEM教育理性逻辑的核心，亦在艺术与人文的烘托下增加项目的趣味性和丰富性，也更能激发学生们的学习兴趣。以多学科、多视角、多维度的项目学习方式，培养学生们的动手能力、创新创造能力以及综合知识运用的实践能力。

一、 小学女生学习STEAM的必要性

当今时代技术的高速发展正使我们的社会发生深刻的变革，为迎接以智能制造为主导的第四次工业革命的到来，加强STEAM教育已是势在必行。目前，全球范围中接受STEAM教育的女生人数仍占少数，在STEAM教育的推进过程中，出现了强烈的性别失衡现象。吸引更多女性进入STEM相关领域，不仅可丰富该学科人员的组成结构、促进学科领域思维多样化，也可以有利于女性权利的维护和未来职业的发展。另外，小学女生比男生智力发育早，在智力能力和思维能力上都表现出突出的优势，也更容易获得家长和老师的肯定，因而小学阶段是女生培养自我效能感的绝佳时期，对女生STEAM的学习启蒙至关重要。

二、 导致女性STEAM学习过程中严重的“管道泄漏现象”的原因

“管道泄漏现象”被用来比喻女性在科学、技术、工程和数学（STEM）职业中代表性不足的事实，如图1所示，K12女生从基础教育到从事STEM职业这条单向管道上漏掉了绝大多数的女性，这源于许多独立且相关的因素的累积效应。

1.生理因素固有的性别差异

智商测试研究显示男性和女性的整体智力没有平均差异，但发现智力上的性别差异，确实导致了男性在数学和空间能力方面的优越性以及女性在语言能力方面的优越性。然而，多项研究表明性别差异的作用力并非普世观念的那么强，并不足以解释女性在STEAM职业中代表性不足的现象，而且继续强调男女生理差异却会导致严重的心理差异危险。

图1 管道泄漏现象示意图

2.观念倾向及自我效能感弱的心理屏障

女孩自身普遍对工程科学领域持有消极否定的心态。女孩经常认为科技是困难的，理性的，目的是解决问题和发明新事物，而艺术更具创造力，更富有温度和感性。小学女生常常误解对自己STEAM能力的认识，导致学习的积极性没有充分地被发挥出来，微弱的自我效能感带来的不自信使其对STEAM教育望而却步，形成不容乐观的恶性循环。

3.女孩在STEAM领域面临的“寒冷气候”

全球范围内在STEAM领域优秀的女性代表屈指可数，年轻女性在STEAM的学习过程中难以找到学习榜样，在STEAM相关教育媒体上也很少能够找到女性形象。一个学科女性的比例很低，可能会向女孩传达着这个学科不适合女性的信息，也使得女孩们对自身性别角色身份的可能性认识得不够充分。

此外，目前市面上STEAM课程产品多强调机械化的外感、功能操作的实现等来突出STEAM的核心竞争力，科学导向模式单一，趣味性和美观度并不受女孩所喜爱和接受，家长也无法从其中感知到培养女生STEAM兴趣的主动意识。因而，女生缺失了大量接触STEAM学习的机会，不利于经验的积累，影响之后自我效能感的培养。

4.社会环境的文化压力与性别期待

性别不平等往往主要植根于社会和文化建构的观念差异。多项研究指出，STEAM学科的实践和知识受到影响人类行为思想的社会文化价值观的影响，而历史上男性则是普遍影响的主体甚至是偏独裁的实践者，男性气质与STEAM领域紧密联系。在传统观念里，STEAM源于启蒙理性，本质上便是男性化的。这显然不利于女性STEAM的培养和发展，从教学的本质便切断了女性与STEAM的联系。

强烈的意识形态竞争，对女孩施加文化伦理压力以符合传统的性别角色。出于“母性主义”的考量，父母和老师往往会为孩子的未来职业规划和家庭考虑，鼓励和督促男生追求事业上的发展，而更多地引导和说服女性选择相对稳定的工作，避免工作难度较大、社会压力较大的STEAM学科。这也成为女生学习STEAM课程的关键阻力之一。

三、小学女生友好型STEAM产品和课程的创新途径

我们要想帮助小学女生营造更良好的氛围，创造有利于女孩STEAM学习的兴趣和环境，就要从产品和课程特性入手，利用产品视觉呈现抓住女孩眼球，让女孩有愿意主动接触的欲望，同时优化自我、家长、老师、社会的互动关系，使得“管道泄漏”的阻碍因素转变成正向通道，如图2所示。

图2 K12女孩STEAM学习阻力动力转化图

1.结构层：以女性感兴趣的生活主题为背景的锚定式体验教学

锚定式体验教学是基于确定的问题进行的实例性教学法。让学生身临其境地感受真实的生活问题，并通过学生间自主讨论和交流加以解决。多项研究指出女孩特别受益于动手实践或探究式学习，并愿意积极主动地参与到她们喜爱的或与生活相关的主题活动中（例如健康问题，时尚领域，以及生态学、植物学、营养学和神经学等科学领域）。因而，以女性感兴趣的生活主题为背景的锚定式体验教学有利于女孩积极参与到STEAM中来。例如“智能服装： 智能女孩”（“Smart Clothing：Smart Girl”现更名为：“Style Engineers”）是由明尼苏达大学和康奈尔大学联合设立的双站点沉浸式体验合作项目，专注于通过功能性服装设计来吸引STEAM中学女生。以太空旅行为主题，就可穿戴电子设备、热传印等核心问题进行测试实验，并且女性科学家导师与NASA航天服设计师还鼓励女孩用巧妙人性化的解决方案在功能需求和审美目标之间取得平衡。最后，通过趣味性十足的时装秀来交付设计成果，如图3所示。再例如无锡协和国际学校与iLAB儿童创造力学院联合举办的暑期夏令营，该活动鼓励学生利用简单的建筑逻辑，用彩色橡皮泥、木棒等材料搭建自己的理想小屋，并构想小屋里的人物和故事，女孩们表现出了非常积极的参与度，并设计出了十分优秀的作品，如图4所示。

图3 女学生展示设计的航天服

图4 女学生合组搭建理想小屋

2.表现层：以艺术设计为中心，以工程科学为支撑

艺术（A）的介入让我们重新审视和理解女性与STEAM本质的不同互动和社交。强化艺术与STEM的结合使得课程理性的同时亦附有情感烘托，打破STEM男性化的刻板印象，重新给予STEM学科以新的色彩，培养女孩更全面的逻辑思维能力、实践能力、创新能力以及人文关怀的集合。多项研究指出，艺术有利于推进女生对STEAM与创造力真实观点的发展，从而促进女生对STEAM学科的兴趣度和参与度。因而，学校教师应该增强艺术性的引导意识，支持女孩将STEAM作为人们不同身份的一部分，而不是排斥在外，才能够更好地有助于女孩融入到STEAM领域。

艺术包含了创造审美的精致艺术、历史逻辑的人文艺术、听说读写的语言艺术、舞蹈杂技的肢体艺术以及劳动制造的手工艺术。通过大艺术视角、可视化的思维方式、人文色彩的美感烘托等方式让艺术（Art）与STEM教育有机的结合。采用多媒体、多感官的艺术手段结合女孩该兴趣的主题，以工程科学为架构支撑，实现形体、色彩、质感、光影、理念的设计表达，形成轻松愉悦学习氛围，以激发女生的同理心。例如英国Technology Will Save Us公司设计的DIY游戏面团小型编程工具包，通过柔软的、色彩缤纷的面团来鼓励孩子们自主创造生物，通过套件的搭配使其能够实现基础动作、发声、发光等功能，使得制造的物品活灵活现。同时搭载app作为游戏的指南应用，通过一系列的故事和游戏挑战，丰富了玩具的趣味性；以及专为女孩设计的建筑工具包Roominate系列电气建筑玩具颠覆了洋娃娃传统，采用模块化结构片建立建筑空间，包括房间、旋转木马、风车等，并内置电动机电路可使得纺纱风车、旋转木马等转动起来，富有生机。

图5 DlY游戏面团小型编程工具包功能结构图

图6 利用Roominate工具包搭建的玩具屋

3.认知层：自我角色认定与社交说服

女孩实现STEAM自我效能感的培养，需要女孩强化社交和情感学习的技能，来调节思想、情绪和判断的能力，培养积极面对STEAM学习的态度。Zeldin和Pajares指出女性生活里的重要人物对其STEAM相关能力的积极评价有利于帮助发展其STEAM相关技能和能力。由于女性认为自己处于错综复杂的关系网络中心，她们依靠自己与家庭成员、教师、同学的关系来形成自我角色的认定。借用女性生活中的重要关系，通过他人与其分享STEAM能力的经验和积极体会，支持其在代表性不足的领域中可以胜任的能力，不仅可以增强她们的信心，更能鼓励孩子发现自我价值，培养归属感，将是他们在STEAM之路上坚持不懈的必要条件。

以劝导式设计方法强化社交说服，能够帮助实现降低小学女孩STEAM的学习焦虑，并唤醒其主动学习的积极意识。实现社交说服便需要营造良好的社交教育环境，主要通过以下几个方面：第一，树立一个真实或虚拟的女性STEAM榜样形象。榜样是女性学习的目标和希望，借助榜样效应，让女生对自己的身份角色有了更好地认知和肯定，也加深了学习STEAM的动力和热情；第二，良好的鼓励机制。多项研究发现影响女孩选择STEAM课程和职业规划中包括同伴和父母支持，以前的学习经历，教师和指导顾问的建议等多项因素。身边能够对女孩产生影响的人能够化质疑为鼓励和支持，将极大减少外界的动摇因素，使得学生坚守在STEAM的学习之路上。第三，强化项目的团队合作。女孩平均而言比男孩更具合作性，并且更强烈地主动寻找深刻的概念理解和积极的学习经历。加强团队彼此的良性相处，可以让女孩更加从容自如地完成任务。例如《奥拉学编程》这本绘本讲述了五位谷歌女性高管工程师，帮助小女孩奥拉一步步排除编程困难的故事，如图7所示。笔者科曼辛格以真实的优秀女性人物形象为原型，富有生活气息的场景，通俗易懂故事描述，旨在自己的女儿和其他女孩感受到女性也是STEAM领域的一员，激励女孩更勇敢自如地接受STEAM教育。

图7 奥拉学编程绘本截图

四、结语

女孩的STEAM学习需要基础教育阶段能力的培养和环境创设来实现女性与STEAM的互联体验。从兴趣引导，艺术烘托，技能训练，体验经历，到学校、家庭、社会的多方鼓励，使得她们在学习STEM的过程中循序渐进，从学习中发现和体验乐趣，学会自我满足和成就，培养积极向上的愉悦感，最终架构女性STEAM角色的认定，树立正确的STEAM理想。然而，女性STEAM的干预并非一蹴而就，一帆风顺，受到资金、空间、时间以及社会伦理、根深蒂固的文化的层层限制，因而，需要引起家长、学校、社会各方的广泛关注和培养意识，通过更多地实践来探索改善教育方式，以期更有效地帮助女孩愿意主动地融入到STEAM领域。