公共图书馆STEAM教育研究

赵 林

（辽宁省图书馆，辽宁 沈阳 110167）

1 什么是STEAM

1.1 STEAM的发展背景

中国于2015 年提出“中国制造2025”，即2025达到制造业的强国，在2035 年达到世界制造阵营中的中等水平，到2049年，建国百年的时候进入综合实力世界制造强国。在2016 年颁布的《国家创新驱动发展战略纲要》中，也提出国家发展要三步走，在2020年要进入创新型国家，2030年要跻身创新型国家的前列，到2050 年要成为世界科技创新强国，所有这些战略的实现都需要人才的支撑。

2015 年，教育部在《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见（征求意见稿）》中首次提出要“探索STEAM教育、创客教育等新教育模式”。2016 年教育部在《教育信息化“十三五”规划》中进一步要求：“有条件的地区要积极探索信息技术在‘众创空间’、跨学科学习（STEAM教育）、创客教育等新的教育模式中的应用，着力提升学生的信息素养、创新意识和创新能力，养成数字化学习习惯，促进学生的全面发展，发挥信息化面向未来培养高素质人才的支撑引领作用。”

公共图书馆作为不分年龄的非正式学习中心，其社会教育职能是独一无二的，图书馆应该抓住这个机会，为学习群体带来STEAM教育。

1.2 STEAM代表什么

STEAM 的前身是 STEM 理念，即科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics），是集科学、技术、工程、数学多学科融合的综合教育，鼓励孩子在科学、技术、工程和数学领域发展和提高，培养孩子的综合素养，从而提升其全球竞争力。后来加入了Arts，也就是艺术，从而变得更加全面。

1.3 STEAM的教育理念

STEAM 有别于单学科、重书本知识的传统教育方式，是一种重实践的超学科教育概念。任何事情的成功都需要人具备多种能力，而非一种能力，在高科技电子产品的制造过程中，不仅需要运用高科技手段创新产品的功能，还需要设计漂亮的外观，这就需要艺术等方面的综合技能，所以掌握单一技能已经无法支撑未来人才的发展。时代对于掌握多种技能的综合型人才的需求催生出了STEAM教育理念。

2 STEAM 在国外图书馆的发展现状

2017 年 3 月，来自澳洲、亚洲、东欧、西欧和美洲的100 多个公共图书馆的领导人聚集在新南威尔士州图书馆，旨在让STEAM走进悉尼，同时以庆祝公共图书馆支持科学、技术、工程、艺术和数学议程的创新方式，展示了一种前瞻性思维，使公共图书馆真正成为终身学习中心。

（1）高知特（Cognizant）信息技术公司于2011年发起了“创造未来”基金，目的是资助公共图书馆等机构为青少年开展STEM 手工制作活动。美国公共图书馆陆续开展了很多STEM主题活动，比如：“科学星期六”“机器人赛跑”“创客空间”“动手工作间”等，使STEM成为全国性的教育运动。

（2）悉尼图书馆的探索俱乐部是以学龄前儿童和小学学龄儿童及其家庭为目标，旨在发展其知识和技能，鼓励早期科学探索、发现和学习批判性思维和创新。俱乐部活动包括图书馆会议、现场活动、问答时间，以及一个可以带回家的“发现箱”，这些盒子增加了儿童、家庭和社区获得适龄的、高质量的科学设备的机会。

（3）Code Club 成立于2014 年，是一家总部设在英国的全球性、非盈利性组织。Code Club 向1500多个代码俱乐部提供网络连接，帮助5万名澳大利亚儿童学习编码。2015 年11 月，图书馆工作人员在新南威尔士州莱卡特图书馆成立了代码俱乐部。为初学者开办了持续4个星期的课程，该课程使用的是由麻省理工学院开发的免费在线编程（Scrach）网站。一个免费的在线编程网站，允许用户创建和编辑html 和css 代码，以及使用python 语言。

（4）澳大利亚莱德市图书馆拥有一个儿童科学和技术空间，提供两个大的嵌入式触摸屏、一批可供借用的科学资料袋、两台大型博物馆式显微镜等。自这项工作开展以来，项目小组和工作人员在西莱德提供了近20 项基于科学的活动，包括一个小爆炸发现俱乐部和一系列关于玩具物理学、乐高建筑、光、地震、水、电池、食物、恐龙、磁铁和气泡等专题的讲习班。

（5）2017年，加拿大湾市图书馆开放了一个学习空间，提供桌椅和一些家具，以方便工作、学习、聚会和活动，还提供了普通复印机、打印机、高分辨率绘图仪和扫描仪、3D 打印机以及计算机供公众使用。其中有两个工作室空间，一个是为摄影、视频制作、音乐制作、机器人和3D 打印等用户提供设备。另一个是数字教室，配备了一个交互式白板，可以举办研讨会、讲座。还有可以用来展示项目的大型视频墙、两个投影机屏幕和高端音响系统。

3 STEAM在国内的发展现状

3.1 STEAM在国内发展的背景

当今，正处在一个技术变革的时代，互联网、物联网、人工智能、智能制造改变了我们的生活和生产方式，技术变革的背后离不开对创新型人才的培育，创新已经成为时代的主旋律。世界各国政府一致认为，为了让各国在知识经济中茁壮成长，人才需要强大的STEAM 技能基础，STEAM 是技术创新的驱动力。从国际经验中可以看出STEM 教育是一种学习文化、学习系统、能力和智慧叠加的行动学习，能够培养学生的探究能力、批判性思维能力、沟通能力。STEAM 强调知识与能力并重，倡导“做”中“学”，在创新和创造力培养上具有非常好的效果。因此在这个时代背景下开展STEAM教育非常重要。

3.2 STEAM在国内图书馆的发展现状

据笔者调查了解，目前在国内真正将STEAM教育作为一项系统的业务来开展的图书馆并不多见。在笔者能力所及的范围内，只了解到金图科普联盟成员单位金陵图书馆和超创空间联合为读者精心准备了一系列的STEAM教育活动。

（1）2019年3月18日，举办了“浪漫月球”之STEAM教育——变化的月球系列活动，包括电影、科普知识讲座以及展览等多项内容。目的在于培养孩子们对太空探索的兴趣，大大提高他们对科学的好奇心，从而引起对科学知识的向往和学习。金陵图书馆科普联盟正是秉承了这一理念，利用各种类型丰富的活动，以达到普及科学的目的。

（2）2019年1月6日下午2点，由金图科普联盟成员单位金陵图书馆和超创空间联合为读者精心准备的一期寓教于乐的STEAM 系列活动“会跑的液体——毛细现象之谜”，在金陵图书馆二楼艺术设计阅览室成功举办。本次活动为科普体验课程，带领小朋友通过实际动手操作，解开了毛细现象之谜。

（3）读者节期间，金图科普联盟走进了鼓楼区图书馆，为小读者们带去了两场精彩的科普体验活动。2018年10月14日下午，科普联盟的老师们来到鼓楼区图书馆，带领大家一起制作“会发光的杯子”。

（4）2018年10月15日，金图科普联盟在“首届南京市公共图书馆读者节”期间的第二场活动在金陵图书馆二楼的艺术设计阅览室按时开展，成员单位超创空间带来的“STEAM 系列——挑战叠梁拱”体验课程，带领小朋友实际动手操作，领略古人智慧。此次活动让小朋友们在收获科学知识、感受古人智慧的同时，还锻炼了实际的动手能力，家长们纷纷对此种科普方式表示赞许。类似的科普教育活动，让更多的孩子能够在寓教于乐的过程中收获知识。

（5）2018 年10 月7 日，金图科普联盟在“首届南京公共图书馆读者节”期间的第一场活动拉开了序幕，成员单位超创空间带来的“STEAM 系列——磁铁的奥秘”体验课程在金陵图书馆二楼的艺术设计阅览室如期开展。小朋友们拿着自己的作品，轮流上台演示，看谁的小车在磁铁的牵引下开得更远，活动不但锻炼了孩子们的动手能力，也学习了科学小知识，还增加了家长和孩子间的亲子互动，收获颇多。

这是一项非常富有实践意义的图书馆教育活动，有着广阔的发展空间，预示着图书馆教育的未来。

4 公共图书馆STEAM教育的研究

4.1 STEAM教育是公共图书馆职能的自然延伸

当代图书馆已经真正走入了人民群众当中，担负起了引导人们学习科学知识和接受文化教育的任务。现代社会，图书馆已经成为继续教育、终身教育的基地，担负起了更多的社会教育职能。因此，在公共图书馆原有服务的基础上增加STEAM 教育是公共图书馆职能的自然延伸。

4.2 公共图书馆为STEAM教育提供支持

公共图书馆在数字未来中将起到重要的作用。可以说，图书馆是最重要的基层社区空间之一，有能力为学习群体提供获取知识和信息的机会，图书馆能够提供一系列硬件、软件和新兴技术，从台式机到平板电脑，再到Arduino、树莓派、机器人技术，从3D 打印到开源计算，提供协作工作空间以及专业的工作人员。可举办STEAM主题活动和制作针对不同受众的节目。

4.3 图书馆员在STEAM教育中的作用

图书馆员可以成为STEAM教育专家与学习群体之间的桥梁，使STEAM 专家的专长得到充分发挥，去帮助有需要的群体。图书馆员应该利用已有的资源和个人的技能去促进STEAM 教育的发展，引导学习群体不断深入研究。

4.4 图书馆STEAM教育公平性的研究

STEAM教育会对儿童及青少年产生长远的影响，应确保其尽早接触STEAM 教育，提升其竞争力。公共图书馆作为非正式学习的中心，不仅应该为儿童及青少年提供硬件、软件、技术等服务内容，更应加强与STEAM 相关机构合作，形成伙伴关系，促进STEAM 教育的公平性。

4.5 图书馆STEAM教育活动举例

（1）使用Arduino 可以制作各种电子产品，使用Scratch编程可以让电子器械动起来。可以利用Arduino、舵机和3D 打印技术来研发机器人，使用Arduino IDE 和Scratch 丰富的指令和逻辑组件通过搭积木拖动的方式对舵机及各类传感器的控制以实现不同的功能，无需掌握软件编程所具备的的专业知识即可实现机器人的研发，并利用3D打印技术设计制作机器人的框架结构。学习群体可以在过程中学习到各种学科以及跨学科的知识，思维能力、设计能力和动手能力都得到了全面协调的发展和提高，也能够越来越深地了解电子、机械、程序等现代科技所必需的知识。

（2）树莓派是注册于英国的慈善组织“Raspberry Pi 基金会”开发的一款搭载ARM架构处理器的微型电脑主机，着重在计算机、计算机科学和相关学科的领域推进成人和儿童的教育。它可以搭载Raspbain、Ubuntu、Windows IoT 等操作系统，可以配备Python、C、Java、Scratch等语言开发环境，树莓派本身拥有USB接口、以太网接口、SD卡扩展接口、视频模拟信号的电视输出接口和HDMI高清视频输出接口等常规接口，还具有DSI 接口、CSI 接口、GPIO接口，以连接光线、湿度、温度等各类传感器。树莓派的功能多样，其中包括音乐器、探测器气象站、红外照相机、浏览互联网、播放高清晰度视频、制作电子表格，即使是文字处理和游戏制作也能够通过树莓派来完成。

使用树莓派、显示屏幕、麦克风、音箱等硬件及各大服务商提供的人工智能接口服务即可实现人工智能语音控制设备的研发。通过树莓派项目能够提升学习群体的创新技能，提升其综合运用多学科知识的能力、发现问题和解决问题的能力，加强团队合作的能力，为学习群体运用创新思维奠定了很好的基础。

（3）随着STEAM 教育的持续开展，机器人、编程、人工智能教育受到了学生和家长的青睐。而作为新兴的“空中机器人”，无人机已经作为教育工具来推动少年儿童整体素质均衡全面发展，通过举办科学活动和无人机竞速比赛等形式，培养少年儿童的创新意识和创新精神，让孩子们在学习中领略科学与艺术的魅力。无人机竞速运动是近年来新兴的科技运动，与电子竞技、机器人格斗一起，并称为三大“智能科技运动”。穿越机属于高竞速，续航时间较短的小型无人机，目前国内外举办的无人机竞速赛事如火如荼，深受青少年的喜爱。使用飞控、电机、电调、摄像头、图传、碳纤维机架等组件组装穿越机，在此过程中，可以学习到无人机的机械结构，锻炼手眼协同能力，组装属于自己的飞行器，经过调试之后，使用2.4G遥控器及FPV 眼镜进行操控，体验“空中F1”的激情。在编程教学中，可以实现巡线、人脸识别等人工智能任务。

5 结语

STEAM教育已经在世界范围内进行了丰富的教育实践，在新一轮科技革命和产业变革的孕育期内，提倡多学科融合、注重创新精神和实践能力培养的STEAM 教育可以加快推进教育现代化、建设教育强国的进度，也可以为全面提升国家竞争力提供有力的支持。公共图书馆应该加强社会合作，不仅发挥公共图书馆的社会教育职能，更应以服务国家创新发展战略为目标，整合社会资源，建立多方融合的STEAM教育生态系统。