中医药STEAM课程进校园的实践与研究——以“神农尝百草”系列主题活动为例

尚晓晶 江丰光

上海师范大学教育学院

近年来，为传承弘扬中华优秀传统文化，我国各地中小学掀起了中医药文化进校园的热潮。中医药文化历史悠久、底蕴深厚，是我国传统文化的重要组成部分，习近平总书记曾称中医药学为“中华文明的一个瑰宝”。在抗击新冠肺炎疫情过程中，中医药发挥的作用有目共睹，“传统中医药和现代科学相结合、相促进”。2016年，国务院印发的《中医药发展战略规划纲要（2016—2030年）》特别提出“将中医药基础知识纳入中小学传统文化、生理卫生课程”［1］。在中小学开展中医药文化主题活动，有利于提升学生的健康意识和热爱传统文化等综合文化素养。对于北京市中小学开展“中医药文化进校园”活动，已有研究结果表明，中医药体验式教学活动更能激发学生的学习兴趣，学生在中医药知识、态度和行为等方面学习效果均显著［2］。东北育才学校采取多种组织策略，围绕中医药开设内容丰富的选修活动课程［3］。上海市铜川学校充分利用学校的教育资源优势，结合“本草园”设计校本课程并开展以“中草药”为主题内容的系列实践活动，以丰富学生的生活体验和学习经历［4］。

当前我国中医药文化进校园呈蓬勃发展之势，但在实践过程中也存在着一些不容忽视的问题。比如，活动流于形式，缺乏一定的有效性和创新性，难以让学生留下深刻印象，在课程的可持续和易推广等方面还存在不足［5］。如何在整合型课程中有机融入中医药等传统文化，使课程开发在满足教学需求的同时激发学生学习兴趣，值得进一步探讨。STEM教育已被国际上公认为培养创新型人才的教育理念，其跨学科融合的核心理念为中小学深入探究创新文化课程提供了条件和契机。鉴于此，本研究提出将STEM与中医药传统文化相结合，以中国的神话故事“神农尝百草”为主题，基于体验式学习理论设计中医药STEM活动课程，旨在提升学生对STEM学科的兴趣，培养其问题解决能力和合作探究能力，使学生在中国传统文化中体验中医药与STEM的魅力。

一、 理论基础

（一） 整合型STEAM课程

STEM教育涵盖科学（science）、技术（technology）、工程（engineering）和数学（mathematics）四大领域，是一种强调跨学科知识整合的教学方法。STEAM中新增的艺术部分（art），使STEM教育延伸到人文和社会领域。STEM教育能够在不同的学科知识体系之间起到桥梁的作用，它既强调了学科知识之间的“平衡”概念，又关注了本地和全球背景之间的联系［6］。近年来，STEAM教育在强调跨学科学习的同时，也逐渐注重计算思维能力、批判性思维能力、协作沟通能力和创造力等综合能力素养的提升。学生可以将多元化的知识观点与现实生活联系起来，在与同伴合作的过程中，以“边做边学”的方式解决实际问题。学生可以在实际应用中增加实践知识，以便更好地理解和分析现实世界的复杂问题。整合型STEAM课程中，通常采用项目式学习、创客活动、综合实践课等多种形式开展实施STEM教育。目前，我国STEAM课程的开发多集中于机器人、可视化编程、3D 打印、科学发明制作、AR/VR等方面，主要强调学生的主动参与和体验，以及跨学科知识的综合学习与运用［7］。本研究提出，将中医药文化知识与STEAM教育相结合，设计开发整合型STEAM课程，帮助学生从实际需求出发，以问题驱动学生主动探索，并在合作实践中完成小组任务。

（二） 体验式学习理论

体验式教育可以将学科知识与真实世界相结合，通过理解和经验之间的结合或转换产生新的认知，是一种知识创造的学习过程。体验式学习理论由库伯（Kolb）于1984年提出，概括起来主要包含四个循环阶段和两个维度。四个循环阶段即具体经验（CE）、反思观察（RO）、抽象概念（AC）、主动实验（AE），两个维度为信息理解和信息转换。这种学习模式强调学生作为知识的主动获取者，在实践中完成更深刻的思维过程，可以提高整合型STEM课程的学习效果［8］。本研究基于STEM教育理念，采用体验式学习模式进行课程实施，可以有效提高学生的动手实践能力。体验式STEAM课程设计框架如图1所示。

图1 体验式STEAM课程设计框架

在具体经验阶段（CE），主要通过提问、成品展示等方式激发学生兴趣，吸引学生的注意力。帮助学生连接先前学习的知识与经验，让学生更好地参与到学习活动中去。在反思和观察阶段（RO），学生能够结合已有的经验建构新知，加深对知识的理解。教师也可以提供适当的引导，让学生去主动探索问题。例如，STEAM课程分为七大主题，在主题四“小小船长”中，教师通过让学生阅读“神农找草药”的故事，启发学生去思考如何帮助神农渡河，学生结合学过的知识经验进行头脑风暴。在抽象化概念阶段（AC），主要让学生对所学的内容进行阐释与定义，使学生形成系统化和结构化的认知。在主动实验阶段（AE），学生需要利用所学到的知识和技能去解决实际问题，并在解决问题的过程中在更深层次上理解相关知识点，重新形成具体经验。体验式学习的四个阶段是一个不断循环往复的过程，帮助学生在实践中理解知识、扩展概念，最终实现知识的深化与迁移。

二、 “神农尝百草”主题STEAM活动设计

本研究在后疫情背景下，融合中医药等中国传统文化元素，结合STEAM跨学科理念设计了“神农尝百草”系列主题课程。课程内容如表1所示，以我国古代神话传说“神农尝百草”为故事主线，从中医科普小讲堂、中草药知识学习、乐高积木搭建、编程应用等方面，以问题驱动学生开展持续性探究学习。

表1 “神农尝百草”系列主题课程内容

主题一“神农的部落”在情境创设环节，以视频短片《无畏》引发学生对医生这一职业的思考。从当今抗疫一线医生救死扶伤过渡到古代神医治病的故事，引出以“神农尝百草”为主题的课程主线。请学生运用乐高套件，进行多种主题搭建活动，模拟帮助神农渡过探险路上的难关。课程设计循序渐进，由易到难。教师介绍乐高积木的零件，让学生掌握命名规则和方法，并指导学生按照学习手册的要求，对所有零件进行清点和分类，提高学生数学能力的同时也培养其耐心，为后续主题搭建课程筑牢基础。

主题二“会飞的鸟儿”承接神农看见“鸟儿衔种”，从而耕食五谷，发明农业的故事，通过讲解鸟儿对于植物传播种子的重要性，进而引出课程主题“会飞的鸟儿”。学生结合学习指导手册，进行小组合作，完成“鸟儿”的搭建任务，并在教师的指导下实现机电整合。本课程难度相对较低，主要让学生掌握基本的图形化编程知识。

主题三“探秘神农架”从神农架的传说引入，教师首先对神农架进行简单的介绍，并提出如何摘取悬崖边的草药的问题，引发学生思考并提出各种解决方案，如搭建升降梯、利用绳索等。本课程具有一定的难度，要求学生掌握机械爪的简单知识和齿轮转动的原理。

主题四“小小船长”先通过《中医药儿歌——薄荷》视频激发学生的兴趣，并通过仔细观察和“闻薄荷”等探究活动，促进学生对中草药的认识和理解；而后以探险故事阅读和讲述的形式引出神农遇到的困难——无法顺利渡河为村民采药治病，引导学生在积极思考和交流讨论中提出解决方案，并完成自由搭建和编程。本课程旨在锻炼学生的设计思维和问题解决能力，激发学生的想象能力和创造力。

主题五“中草药探险队”首先引导学生归纳生活中常见中草药的基本特点和主要功效，是“神农尝百草”主题系列课程中中草药知识最为聚焦、形象的一课。学生在确定“我想采的中草药”之后，开始借用“小鳄鱼”作为采药小帮手，进行搭建和编程，并在“小鳄鱼探险队”集结之后对生活中的草药和蔬菜进行了辨别，加深了对“药食同源”的理解。通过本课的学习，学生不仅成功地利用齿轮传动装置和距离传感器搭建出了“小鳄鱼采药助手”，还能灵活运用所学的中草药知识进行交流和对话。

主题六“草药配送车”联系生活实际，让学生设计并制作草药配送交通工具。在搭建方面，学生要综合前几个主题所学的滑轮、皮带、电机等零件，完成传动装置和距离传感器的设置，并在此基础上完成小车整体外形的装饰和美化，使学生的想象力和创造力得到进一步的激发和拓展。

主题七“创意大比拼”首先要求各组学生进行“神农尝百草”的故事续写和场景搭建，各组成员分工合作，可以参考教师提供的故事场景，也可以自由发挥设计主题。结合课程所需材料，进行场景的合作搭建。最后，组间进行作品的展示分享、交流和评比。在本课程中，学生的创造力得到最大程度的发挥；同时，学生的合作能力、语言表达能力、逻辑思维能力和想象力也得到进一步的提升。STEAM的魅力得以充分体现。

三、 中医药STEAM课程实施及效果分析

2021年寒假期间，上海师范大学教育技术团队主办，上海师范大学教育学院与基础教育中心协办，在上海引领未来教育科技有限公司的赞助下，特推出针对9—11岁小学生的STEM公益寒假营综合实践类活动课程。课程包含六个主题搭建课程和一个创意竞赛活动，每个主题课程根据内容难度安排1—2课时。课程采用乐高WeDo1.0套件，操作简单且易于编程，旨在帮助学生在组装乐高积木、连接传感器、编程和竞赛中体验STEAM活动的乐趣，同时更深刻地了解中医药在疫情时期发挥的巨大作用。授课团队与志愿者教师主要由上海师范大学、上海复旦大学、上海交通大学等几所高校的本、硕、博学生担任，教师授课前都经过了良好的培训。本次活动选取了上海市奉贤区的三所小学，每所学校开展三天营队活动。秉持公开公益、公平共享的原则，学生可以自愿报名参加。三所学校共招募到153名三、四年级小学生。根据观察和出勤记录，去除缺失数据和无效问卷，最终有133名学生完成了本次研究。招募对象中，男生有85人（占63.9%），女生有48人（占36.1%），且其中的82人（占61.7%）没有编程经验且从未参加过工程类竞赛或机器人培训活动。

为了评估学生对中医药STEAM课程设计的满意度，请学生在课程活动结束后，从课程主题的规划、课程内容的安排、编程知识的学习、乐高工程设计与动手搭建、创意搭建大比拼的竞赛活动设计等方面进行评分，研究采用李克特五点量表（1=完全不满意，2=不满意，3=不确定，4=满意，5=非常满意）。描述性统计结果表明（图2），学生对 “神农尝百草”系列主题体验式课程几乎达到“非常满意”，尤其对于工程设计与动手搭建、课程主题及编程知识等方面更感兴趣。

图2 “神农尝百草”系列主题体验式课程设计满意度调查

如表2所示，研究人员从课程内容的收获、志愿者服务以及课程整体情况（如场地、时间、流程等）调查了课程实施效果和教学满意度。结果显示，学生对课程实施情况满意度较高，且对课程内容收获方面评分最高。为进一步调查学生对中医药课程的体验和收获，结合学生访谈内容和问卷中开放题目进行编码，定性分析的结果表明，学生表示自己通过中医药STEAM课程的学习收获了新知识（20.64%），尤其是了解到了中草药知识（3.97%）；学会了乐高搭建和编程（30.16%）；学会创新（10.32%）；结识了很多新朋友，并且懂得了团队合作的重要性（9.52%）。还有个别同学表示自己增强了动手能力；收获到了很多快乐；遇到问题要勤于思考、善于观察；要学会倾听他人的建议等。在志愿者服务方面，学生建议可以增加助教指导教师，让各组在创意竞赛时都能得到教师及时的反馈和帮助；对于比较有难度的主题内容，应该提供更多的学习资源，比如提供搭建主题的参考图纸或是学习单，尽量避免因为课程难度过高而使学生产生挫败感和畏难情绪。

表2 课程实施效果和教学满意度情况

（续表）

在教师教学维度上，请学生为各个主题的教师课堂授课情况进行打分，如表2所示，学生对“神农尝百草”系列主题体验式课程的整体教学效果是非常满意的。结合访谈情况，学生整体表示最喜欢的两个课程主题是“小小船长”和“创意大比拼”。两位研究人员对学生访谈内容进行编码后发现，学生喜欢这两个主题的主要原因是课程简单有趣，可以发挥自己的创意和想法，而且创意竞赛活动培养学生的团队精神和竞争意识，让学生的学习更有成就感（表3）。

表3 学生最喜爱主题课程的原因分析

四、 研究结论与建议

本研究是在后疫情时代背景下，首次尝试将中医药传统文化与SETAM教育相结合，基于体验式学习理论设计“神农尝百草”系列主题课程。研究结果表明，中医药STEAM课程对学生的算法思维、问题解决能力、创造力和合作能力等方面具有显著影响，而在批判性思维上却无显著差异。究其原因，批判性思维能力的培养需要一个缓慢复杂的变化过程，而本次活动课程的开展比较密集，课时安排相对集中，短期密集型课程安排不足以对学生的批判思维能力方面产生显著影响。这也是未来活动开展需要改进优化的地方。为更好地推进校园中医药STEAM整合式课程的实施，本研究提出以下几点建议：

第一，从学生的心理特征和认知水平出发，发展文化浸润式教育。在课程内容设计上，结合学生的生活实际，以学科融合的方式向学生渗透易于学习和理解且与日常生活息息相关的中医药健康方面的内容。体验是传承文化的最好方式之一，可以结合具体的生活实例、影像资料或实地考察参观等，开展易于学生参与体验的项目式活动。

第二，不断加强学校、社区和社会等多方力量的合作，丰富可利用的本土化资源。推动中医药STEAM教育走进校园的同时，也要鼓励师生走出校园。精心设计的活动方案让学生在自然生活中感受草药种植生长与加工的奥秘。

第三，关注个体，面向全体，开展兴趣导向的差异化教学活动。在本次活动中，通过观察发现，女生比较喜欢创意设计类的课程内容，男生更倾向于动手搭建类活动。因此，建议未来可以结合性别差异，进行课程活动设计与组内角色分工。既要注意课程难度的把握，又要重视课程的开放性，以有助于提高学生的创新能力。

中医药传统文化融入SETAM教育，其影响和育人效果是显著的。从学校层面讲，课程的有效实施需要丰富的实践活动做支撑。“双减”政策颁布后，学生课后服务以校本课程、综合社会实践、兴趣社团活动等多种形式开展，为学校落实以学科融合为核心的中医药SETAM教育提供了有效的途径。从学生层面讲，中医药文化融入STEAM科技创新实践活动，使得学生不仅提升了中医药文化素养，还在实践体验中开阔了知识视野，丰富了生活阅历。学生在反思中观察，在积极实验中实现知识经验的迁移和转化，有利于学生自主构建多元的知识体系。未来的中医药STEAM课程优化设计将继续结合地域特色和校园文化，开发更多具有本土特色的中医药STEAM课程，充分挖掘身边可利用的资源，助力学生开展深度探究活动，增强学生传承中华民族传统文化的使命担当。让学生在体验中收获成长，让中医药SETAM教育在学生心中生根发芽。