以艺术为核心的STEAM跨学科教育当代议题与趋势

张严翰,吴佳妮,赵玥涵

(1.香港教育大学 文化与创意艺术学系;2.澳门理工大学 艺术及设计学院;3.英国剑桥大学 教育学院)

一、STEAM教育的起源与本土化

近年来,国际教育学领域对“如何培养未来人才”这一话题保持着高度关注并开展了学生发展核心素养等一系列研究,以期待学生在未来能够主动并具创造性地解决实际应用问题。然而,可预见的是,未来的实际应用问题是复杂的,也是难以运用单一学科知识和以往经验来解决的。为应对未来世界的挑战,具有创造力的,能够融合多学科知识的人才将发挥核心作用。2007年美国艺术与国家政策圆桌会议在原有的STEM教育基础上,提出了STEAM教育,即融合与统整了科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、艺术(Arts)和数学(Mathematics)学科的教学模式(图1)。通过在STEM课程中增加艺术学习,学生的创造力和创新思维得到了提升。继美国之后,加拿大、英国、韩国、土耳其、马来西亚、澳大利亚等国家纷纷加入了研究,韩国更是将其设定为中小学必修科目。截至目前,STEAM课程在理论框架、政策制定与实施、教师教育、教学实践和评价等方面都得到了完善。

图1 STEAM课程理论框架

STEAM教育在中国也取得了一定的成果,中国政府在上海、北京等地对STEM/STEAM课程给予了强力支持,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)》中明确提到:“鼓励发展STEAM等创新教育模式,使学生具有较强的信息意识与创新意识,使信息化教学真正成为教学活动的常态。”但是,由于起步时间较晚,中国的大多数STEAM教学实践都以西方发达国家的理论框架和素材为模板,并且教学内容趋同、缺乏创新,忽略了教育本土化的重要性。

社会建构主义是支撑STEAM课程的哲学理论,它把学习视为认知的发展和集体知识的构建,认为教学和学习是在社会背景下进行的,并将“5E”模型应用于探究式教学(图2)。作为在世界范围内广泛应用的STEAM理论框架之一,“5E”模型因其具有跨文化背景的特点,也被认为适用于中国文化背景及中国教育体系。

图2 STEAM教育的“5E”建构模型

本文在Perignat和Katz-Buonincontro的研究基础上,回顾了自2007年STEAM教育概念提出以来至2020年,以艺术教育为基础的STEAM研究中英文论文,形成了“以艺术教育为核心的STEAM教育研究文献归纳表”(表1)。

表1 以艺术教育为核心的STEAM教育研究文献归纳表

二、当代STEAM教育中的艺术教育议题

关于STEAM教育的定义。STEAM教育被认为是对科学、技术、工程、艺术和数学学科进行融合与统整的教育,但是随着科学研究的不断深入以及教育理念的更替,STEAM教育的定义也在不断发展。在2017年英国教育研究学会对STEAM教育的研究中发现,已有STEAM教育的定义存在概念的混淆和不一致,主要原因是关于“A”的定义仍然存在争议:有些学者认为“A”是Art的简写,代表的是狭义的视觉艺术;有些学者认为“A”是Arts的简写,代表的是广义的艺术(包括视觉艺术、舞蹈、音乐、戏剧、手工艺等),乃至被拓展为广义的人文、社会科学等。此外,对STEAM教育定义的混淆还直接影响着STEAM教学实践。虽然部分研究者意识到了艺术学习的重要性,在STEM教育中加入艺术使其融合为STEAM教育，并鼓励开展以艺术为基础的STEAM课程教学,但仍有研究显示:非艺术教师在将艺术融入STEM教育的实践操作中遇到了困难,主要表现在艺术教育十分关注学习过程中的体验、创造、探究、思维与批判、错误及自我反思等项目,但非艺术教师在设计和实施STEAM课程时,往往会忽略艺术的过程性价值,更加关注教学成效和教学成果。

关于STEAM教育的目的。STEAM课程并非只注重传统的“知识”(认知)转移,更多提倡的是“能力”的提升。STEAM教育旨在通过引导学生联系不同学科之间的知识来促进学生对科学、技术、工程、艺术和数学的综合理解,从而进一步提升学生的逻辑思维能力、问题解决的创新能力、同伴之间的合作能力,以及自我实现的激励能力。STEAM扩展了学生获取知识的方式,强调学生主导,鼓励自主探究的氛围,针对学生目前的学习需要和未来的工作需要,通过问题导向的项目实践实现多个学科之间的整合,为学生提供体验创新、独立思考和团队协作的机会。基于问题的学习能有效提升学生的演绎与归纳等逻辑思维能力,还能促进学生养成解决现实问题所需的灵活性和适应性,使他们具备跨文化交流能力,有助于提升学生解决现实问题的能力。STEAM教学模式与传统的分科教学模式有很大的区别,既增强了学生的学习兴趣,提升学生课堂参与度和教学成效,还有助于提升学生的创造力、自主学习能力、创新综合思维能力和研究能力。还有学者认为,STEAM教学的设计应以核心素养的培养为目标,在发展学生多学科综合能力的同时,提升学生的六大核心素养(人文底蕴、学会学习、科学精神、责任担当、健康生活、实践创新),培养具有创新精神和社会责任感的全面发展的人。

关于STEAM教育中的A。大多数STEAM文献将其中的A定义为“文科”(arts),即包括社会研究、语言、形体、音乐、美学、表演等在内的较为宽泛的人文艺术。STEM对社会进步和经济增长很重要,而A的加入是其所需创新的关键。A提供了不同于STEM教学的方式,有助于学生从更多视角认识不同学科间的联系,并优化学生对不同学科知识的理解与应用,加强了学习与现实生活的联系,是解决人文和社会问题必不可少的方法,有助于提高学生综合运用知识解决现实问题的能力。从另一个角度来看,STEM学科常会被认为有压力,可能会给学生带来焦虑,这可能会导致学生对科学产生消极态度,甚至可能限制学生解决问题的能力。A的融入使科学教学方式更自由、更灵活,学生可以通过视觉、听觉和动作线索来学习,在有趣、自由、颠覆性和异想天开的科学活动中进行创作,提高了学习科学的兴趣及参与程度,进而提升了学习效果。此外,STEM与A的深度融合实现了理性与感性的对话。在科技教育中融入人文艺术,可以提高学生对美的理解水平,增加对美的体验能力,树立正确的价值观和人生观,成为未来全面发展的高素质人才。而创造力是解决当前问题和满足后工业时代要求的关键能力,年轻一代需要用思维的灵活性和实验的乐趣重新发现和发展创造力,与此同时，人文艺术在发展学生创造性、批判性思维以及21世纪技能方面的作用受到重视。有学者提出,在STEAM教育中融入艺术主要是为了促进STEM各个领域的发展,可以发展学生在科学探究中的发散思维和创新意识,以有效地提升学生的想象力,使其对审美和艺术更敏锐。

关于STEAM教育中的艺术教育。STEAM教育中的艺术教育常被误认为只是提高STEM课程的工具。尽管艺术整合方法可能是一个有用的工具,但艺术和其他学科应该具有同样的重要性。STEAM中的艺术教育并非只局限于艺术学科的教学,而是让学生懂得如何在现实生活中运用艺术不断完善目前的生活方式和所在的现实世界,旨在鼓励学生通过创造性和人道主义的方式思考解决问题。研究人员发现,艺术和科学、数学之间的界限是流动的,A作为STEAM学习的一个元素,能够贯穿所有的课堂学科。因此,有必要在教学中鼓励学生以创造性和艺术性的方式解决问题,打破学科之间的僵硬界限。有研究表明,创造力是21世纪最重要的能力,鉴于艺术可以帮助学习者发展对科学概念的理解,且艺术学习本质上是体验式的,具有培养学生创造性和批判性思维技能的潜力,能促进创造力和创新能力的发展,所以常将艺术教学作为培养创造性人才的一种方式。此外,STEAM课程中增加艺术内容能发展个体未来职业所需的各项能力,为他们应对复杂和多样的变化做准备。然而,尽管我国对于STEAM中艺术元素的理解，以及科学与艺术融合的理论探索在逐步加深,但在实施方面仍对艺术元素的应用有着片面性的理解。

关于STEAM教育中的艺术学习评价。研究表明,STEAM教育的标准化评价可以促进学生不断取得进步,因此建立STEAM艺术学习的评价体系至关重要。已有研究表明，STEAM教育评价需兼顾对STEAM主题的内嵌式评估和国家及地区的学业标准;将形成性评价和终结性评价相结合,并注重凸显学生STEAM教育学习过程的表现性评价;此外,还需要以学生的STEAM素养发展为导向,通过学生的行为表现来判断课程质量和需要改进之处。STEAM教育中的艺术学习评价大多采用过程性评价和终结性评价相结合的方式。其中,过程性评价是培养学生创新思维和创造力的重要环节,可以借助录像、过程性评价量表及工作记录纸,在协作反思过程中不断对创意设计和实践进行修改和完善,以提升其问题解决能力、沟通协作能力和系统思考能力。终结性评价主要关注学生对核心概念的掌握和运用、创新价值实现及批判性反思能力,可以通过标准化测试、STEAM素养评价量表和创新作品展示加以评估。创新作品展示不仅是学生隐性知识学习的外化、创造力价值的显现、沟通和协作能力的深化,还是学生与真实世界互动实践的关键。除了过程性评价和终结性评价之外,还有学生自评、互评、教师评价和社会评价,学生在多维度的评价中不断进步,综合素质得到提升。其中,在学生自评及互评阶段融入语言艺术,可以培养学生的逻辑语感、发展学生的批判性思维。有专家提倡,STEAM教育中的艺术学习以艺术设计展示、学业标准和学生合作的作品作为教育实践和评价的主要方式,为个性化STEAM教育实践的发展以及学生创新能力的培养提供保证。此外,有研究者提出，在评估学生艺术素养能力时需考虑对学生审美能力的评估,学生审美能力的强弱在某种程度上可能会直接影响学生的艺术素养能力。

三、STEAM教育中的艺术教育趋势

关于A的定义及未来教学实践。学界对STEAM教育中A的定义是多样化的。在STEAM教育的研究初期,研究者们对A的定义多局限于视觉艺术。随着研究者们对A元素重要性认知的增加,对于A的定义、范围和其在STEAM中的作用的讨论也在不断变化与发展。A的定义逐渐扩展到包括社会研究、语言、形体、音乐、美学、表演等在内的较为宽泛的人文艺术,被认为是人类社会与科学技术之间的桥梁和超越知识与技能的存在,A所带来的创造力、批判性思维、心理活动、科学精神以及人文情怀也愈加受到重视。然而,仍有不少学者认为,在STEAM教育中融入艺术的主要目的是促进STEM学科的发展。由此可见,在STEAM教育中A是否应与STEM学科具有平等地位仍然存在争议。这其中的主要原因是STEAM课程由STEM课程发展而来,大多学校在选择与任命STEAM课程教师时,所选择教师的教学背景与个人学科知识储备(PCK)仍然向理工类学科倾斜,因此,此类教师在进行艺术与文科教学时，认知、知识储备等方面存在困难。此外,STEAM教育中的学科侧重也受到教育政策的影响,例如,随着中国职业教育的大力发展,未来STEAM教育中技术(Technology)的内容可能会越来越多。对于STEAM中的A来说,虽然A加入STEAM的时间较短,但是在国家对艺术与人文教育愈加重视的当下,仅从文献的梳理来看,关于以艺术/文科为核心的STEAM教育已经展现出了快速发展的趋势。

关于A的未来教学评价方式。目前国际上对STEAM教育的评价方式更倾向于STEM,常忽视对A的评价,这可能与STEAM中的学科侧重有关,也有一定的原因是STEM和A同时进行评价时比较困难。STEM学习评价更多位于知识与技能层面,而对于A的评价多关注于超越知识与技能的创造力、批判性思维、心理活动、科学精神以及人文情怀等内容,因此很难采用与STEM相同的方式进行评估。此外,尽管教育学的评价是必要的,但评价框架本身也会局限于学习范围和学习目标,会限制创造力和发散思维。在未来的STEAM教育中,应避免把对学生学习的评价作为唯一考量标准,关于A的过程性评价、档案袋式评价等多元评价方式是必要的,关于STEAM的综合评价模式也是值得进一步研究的。

关于STEAM教师的未来角色。在以往的教育教学中,教师通常扮演“学科知识权威+行政管理者”的角色,是既有课程的实施者。近年来,信息技术的发展使得学生拥有了更多的学习渠道,教师作为“学科知识权威”的角色受到挑战。同时,传统学校中教授的既有课程具有较强的计划性,从某种意义上讲,在学习内容、学生思维与逻辑的培养上存在一定限制。为了避免传统学校学习模式的这一局限性,近年来,中国各阶段学校纷纷开展项目式学习(PBL),教育模式也逐渐向“以学生为中心”和“去中心化”转变,STEAM强调基于项目的学习、基于问题的学习等“以学生为中心”的学习模式。这样的学习模式对STEAM教师提出了一定的要求。STEAM教师既需要具备专业的学科知识和跨学科学习能力,还需要具备在教学中基于某一问题创设特定真实情境的能力，以促使学生深度学习。因此在未来,STEAM教师的角色将更多转向学习的设计者(设计学习内容)、促进者(持续的为学生提供学习动力、提供社交互动)、引导者(引导学生使用技术检索、整理、归纳、总结自身所需要的资料)。教师“陪伴角色”的回归凸显了STEAM教育关注学习共同体多元参与的合作属性,有助于教师全面而深入地了解学生,从而将“学习目标和教学目标与多样的学习者相匹配,寻找到学生感兴趣的教学主题”。相对应地,对教师的教学评价方式也是值得研究的内容之一。

STEAM教育是近年来的热门中英文研究议题，但是在STEAM中的艺术教育领域,中文研究数量很少且集中在概念和理念的讨论,缺少哲学层面的思辨研究和实际行动层面的实证与行动研究。目前,中文语境急需以艺术为核心的STEAM教育操作指南和实际操作的案例,为以艺术为核心的STEAM教育的本土化实施提供基础和动力。