STEAM教育对基础教育的影响：破坏性创新视角

卢海丽 张立国

(1.黑龙江工程学院昆仑旅游学院，黑龙江 哈尔滨 150000；2.陕西师范大学教育学部，陕西 西安 710100)

一、研究背景

STEAM教育用学科整合的方式多层面地进行教学，使学生适应快速发展、不断变化的社会。随着科学技术的发展、新元素的不断注入，由起初的STEM教育发展到STEAM，在科学、技术、工程与数学的基础上添加了艺术，有利于学生拓展视角，增加人文艺术气息；又在此基础上添加了读/写(Reading/Writing)能力，即STREAM。由于STEAM紧随社会发展趋势，不断丰富教育内涵，受到广大教育者和学习者的追捧，教育热点也聚焦于此。目前STEAM教育已经遍布全球，掀起了STEAM教育的热潮。PLTW(Project Lead The Way)机构作为STEAM教育的倡导者已为美国50个州及特区提供了10 500余种STEAM课程，覆盖学校9 000多所；韩国教育部为培养高科学技术人才颁布了《搞活整合型人才教育(STEAM)方案》；英国自2002年提出《为了成功的科学工程技术》后又发布了《工业发展战略绿皮书》，着重强调了STEM教育的紧缺问题和重要性；澳大利亚在2015年底发布了《STEM学校教育国家战略2016—2026》，以培养学生综合素质能力，提高国家的竞争力；芬兰设立了LUMA国家中心来促进STEAM教育的发展和提高教师的教学能力；我国STEAM教育的发展也十分迅猛，随着社会的关注，各社会资源踊跃参与STEAM教育，形成市场化共享机制，例如“上海STEM云中心”“STEM教育工坊”“STEM教育平台”“福特STEM项目”等。教育部颁布的《教育信息化“十三五”规划》中明确指出为提升学生的信息素养、创新意识和创新能力，教育机构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。目前中小学教育已纷纷加入STEAM的教育热潮，同时在很多幼儿园也纷纷“引入”STEAM教育，即使有很多人都不太了解STEAM，但还是认为品牌引入便是潮流。通过STEAM课程中所具备的设备(技术)、要素与材料(科学)来体现商业运营模式的强大和高端的服务，至于过程与教育输出结果的好坏却有待商榷。

STEAM教育的运营方式必须依赖于资金的支持，并且在有偿教育机构中STEAM教育还依赖于风险投资，投资回报是否理想决定了STEAM教育在这些机构中的地位。未来STEAM教育的发展方向并不确定，但STEAM教育在中小学的发展已经开启了教育变革的大门，并促使人们重新审视传统教学模式的发展及STEAM教育在中小学教育发展中的作用、影响和生态发展，其中包括：STEAM教育在中小学教育中处于什么样的地位？STEAM教育是否变革了传统教学形势、改革了教学活动，并对现有教学模式造成威胁？会不会取代传统教学模式？其商业化和市场化机理是什么？我们该如何进行改革从而对这一领域的新变化做出响应？对于这些问题我们可以换一个角度思考，从教育领域以外的理论中寻找突破口，而破坏性创新理论则为STEAM教育发展的研究提供了很好的切入点。破坏性创新研究主要定位于对目标市场的需求满足和影响，进而来探讨一种产品、服务或具有某种功能的物质载体，从现有业务或模式中慢慢爬升，并威胁或替代现有模式的过程，而STEAM教育也具备这种类似特点。美国将STEAM教育放在了非常重要的位置，因为它不仅攸关国家安全还在一定程度上解决了美国所面临的经济问题。而在我国迅速发展的时代，STEAM教育以学科整合、综合创新的形势发展开来，形成新的教与学形式，对传统的教学模式、中小学教育市场造成很大冲击。STEAM教育正处在慢慢爬升的阶段，它对现有教育会造成哪些影响？利用破坏性创新理论来分析STEAM教育现象，有助于我们认识对中国STEAM教育及其对中小学教学的影响。

二、破坏性创新理论

Christensen(1997)深入研究了磁盘驱动器、机械挖掘机、钢铁冶炼等诸多行业的兴衰过程，将技术创新与市场创新成功地融合在一起，提出了破坏性创新理论。他以目标市场为基础将创新分为两种，即维持性创新(Sustaining Innovation)和破坏性创新(Disruptive Innovation)。[1]破坏性创新理论是打破旧的商业模式，首先定位于低端市场，以功能简单的产品或者服务开发新的市场，最终侵占高端市场并取而代之。现有研究从三个视角对破坏性创新进行界定：动态视角、静态视角和功能视角。动态视角认为破坏性创新首先以一种简单的产品或者服务立足于市场，再慢慢向高端市场转移，最终占位高端市场，这是一个动态、慢慢延伸的过程；静态视角将破坏性创新视为某种物质载体，它可以从现有业务的后方慢慢前进，并威胁或替代现有物质；功能视角则是认为破坏性创新是一种工具，一种拓展和开发新市场或破坏现有市场的一种战略性工具。随着研究的深入，Christensen等[2]又将破坏性创新分为低端破坏性创新和新市场破坏性创新。Govindarajan和Kopalle[3]认为破坏性创新是一个连续变量，并具备四个特征：在传统属性性能方面处于劣势；提供新的价值主张吸引新用户或对价格敏感的主流用户；提供的产品以更低价格出售；从利基市场渗透到主流市场。

破坏性创新总是以一种非常惊讶的方式进入市场并取得优势，但它并不意味着总是破坏者或进攻者，破坏性创新的成功也并不是站在某企业或产品衰败的基础上。实际上，具有高端技术的在位企业可以将目光转向要求比较苛刻的用户身上，或者直接扮演破坏者的角色，从而获得更持续的发展。Christensen认为，破坏性创新的出现与发展是基于市场资源依赖和性能的过度供给的联合作用。[1]“破坏”不是技术的替代，而是基于技术的创新对市场的影响、STEAM教育作为一种新兴的教育形态出现在教育市场，对传统教育模式产生了很大的影响。从分科教学转换到跨学科知识融合，从传统的知识灌输转移到知识的趣味性与真实性，从单个问题的解决转移到特定问题，利用数学、科学、工程、艺术、技术相互关联的内容知识实现知识融合，从而提高应用效果。而随着信息化社会的不断发展，综合性应用人才的需求量不断增大，而STEAM教育正是在这种需求下发展起来的。

三、STEAM教育在中小学教育中的破坏性和创新性

STEAM教育以学科整合的方式丰富学生的认知，可以引发学生综合创新的潜力，是推动和维持教育创新的一大重要方向。破坏性创新作为商业发展和创新的重要部分，为商业发展研究提供了方向。教育事业的发展与变革，必然与学校的创新发展息息相关，STEAM教育作为近几年中小学教学的新宠，必然会对教育事业发展产生一定的影响。虽说STEAM教育发展具有一定的不确定性，但它这种将新的商业模式与创新性技术结合起来，已经引领了教育的变革。

1.STEAM教育的实践模式与教学过程创新

STEAM教育主要是基于项目的学习、问题的学习，其引导学生通过合作与实践，完成主题项目并解决生活中所遇到的困难。“作为一种超越传统的教学模式，STEAM教育可以缩小学生现有知识技能与职业所需知识技能间的差距，提升学生的就业竞争力。”[4]从国际发展角度来看，其主要的教育研究和实践还是以美国为主，中国对STEAM教育的研究也还处于初级阶段。国际上的STEAM教育实践表现为五个特征：能力为本、整合为要、项目引领、继承创新、多方合力(如图1)[5]。在国家教育理念方面体现以能力为本，在实施策略方法上提倡整合为要，在实施操作中提倡项目引领，在课堂教学中要体现继承创新，而STEAM教育的发展则依赖于多方的合力。

在教学过程中，STEAM教育和传统的教学方式也存在很大差异。STEAM教育针对学生现在的发展和未来社会的需要来进行实践，对问题进行多层面的思考，以学科整合的方式为学生提供独立探索、合作学习、多方位接触所有学科的机会，引导学生不断适应飞速发展的社会，缩小学生现有知识技能和社会发展所需职业技能的差距，为学生未来的职业生涯奠定良好的基础。可以说在一定程度上STEAM教育变革了传统的教学模式，改革了教学活动方式。STEAM教育坚持以学生为中心，鼓励学生多方位思考，学会质疑和反思。在教学过程中教师不仅要考虑学生要做什么，还要知道用什么、怎么用，并取得了什么样的效果。格雷特·亚克门教授在进行一次记者采访时设计了STEAM教育教学的过程卡，格雷特·亚克门强调学生面对问题应该反思、质疑，学生在教师引导下发挥主体作用，选择需要的材料与工具，参与策划、组织、实践、反思与改进等。[6]作者在此基础上又添加了创新一项，认为在过程结束时学生可以适当升华，对过程进行多方位思考，找出问题解决的新方法(如图2)。

图1 国际STEAM教育实践特征模型

图2 STEAM教育教学过程卡[6]

2.STEAM教育的目标用户与消费领域

STEAM教育吸引了不少的学校以及教育机构，他们带着不同的目的和期望。实施STEAM教育项目的机构数在不断增加，美国为了适应社会及家长的需求，对STEAM课程进行了扩展，有的课程项目数已经增加了25%。[4]此外，企业和研究机构等也开设了STEAM教育项目，进一步扩大了STEAM教育的目标用户。现如今学校、幼儿园、课外辅导机构、图书馆、科技馆、企业、高校、社区甚至家庭都能看到STEAM教育的身影。关注儿童STEAM知识与技能的培养，为社会输送具有创造能力和创新素养的人才，为此，我们有理由推广STEAM教育。其潜在目标用户可分为管理者、教育者、学生和商业机构(表1)。

表1 STEAM教育目标用户及期望

越来越多的研究者强调如今经济社会需要的是具有广博知识、高效的工作能力，综合解决负责问题的综合型人才、创新型人才，而教育机构也应不断进化、不断改革，以适应不断发展的社会和更高的人才期望。而STEAM教育恰恰是社会发展过程中教育进化的产物，为提高学生综合创新能力提供了可行性的方案：一方面，满足了学生多样化的学习方式，为学生提供了优质的学习体验；另一方面，吸引了各教育机构及教育市场实施STEAM教育，提高机构本身的教育水平和竞争力，与此同时也吸引了新的目标用户，扩大了STEAM教育的消费领域。

3.中小学领域STEAM教育破坏性创新的特殊性和复杂性

自STEAM教育在中国兴起后，课外辅导机构、幼儿园等盈利性的教育机构大力推行STEAM教育，并与各大商业机构开展合作，开拓STEAM市场；各大非盈利机构、公立学校、教育项目等也通过引入STEAM教育改善教学质量，提高学生的创造力与能动性，但同时也对传统的教学模式和知识产业链造成很大的冲击。

教育是一种特殊现象，是在政府的支持和社会的需求下产生的，旨在提高学生的综合素质能力。破坏性创新理论是指新兴产业取代行业领先者并进入高端市场，而如今由于教育的特殊性传统教育被取代还是十分罕见的，故破坏性创新理论还不能对其进行完整解释。但STEAM教育包含了破坏性创新理论的关键性特征——将新的商业模式和技术结合起来，并且STEAM教育已经对传统教育模式产生了一定的影响，变革了传统的教学模式，改革了目前的教学活动。然而STEAM教育未来的发展方向并不确定，因为教育是一个复杂的系统，其内部包含了各个机构的利害关系，并且国家教育方针政策是教育实施的风向标，在某种程度上讲教育属于高度调控的市场。因此，在用破坏性创新视角去分析STEAM教育现象时，应注意避免得出一些绝对的、勉强的结论。Christensen等也强调破坏性创新理论的原有框架不能对教育进行完全解释。从破坏性创新视角看，STEAM教育发展了新的商业模式和教育市场，顺应了社会发展新的需求。因此，本文认为STEAM教育在中小学教育领域的破坏性创新具有一定的复杂性和特殊性。一方面，STEAM教育以破坏性创新的方式进入教育市场并对教育市场产生影响，在传统的教学形式、教学方法、目标用户、运用方式等方面对中小学尤其是幼儿园和商业教育行业形成了破坏性创新。但是，STEAM教育创新的是教学形式和方法，而不是针对整个教育系统，因此其破坏力具有一定的局部性。另一方面，STEAM教育对基础教学的改革创造了新机遇，在教育方针及新课改的指导下转变了基础教育格局，促进了整个教育系统的创新发展。

从市场影响来看，STEAM教育提供了一个综合性学习方式，为中小学教育提供多层面的教育服务，通过使用廉价的教学资源和设备将科学、技术、工程、数学、艺术结合起来提升学生的学习质量和素质水平。基于此，我们有理由认为STEAM教育对中小学教育产生了影响，并认同STEAM教育对中小学教育的创新性与破坏性。从教学效果看，STEAM教育注重学生问题解决的能力，培养学生多反思、多质疑，增强学生对问题或项目系统的认知，全面把握问题或项目解决的方法。但是，STEAM教育和分科课程教育不同，对于较深奥、较专业的学问，分科课程便显得更具针对性，因此STEAM教育还尚未完全实现深度学习体验服务。从整个教育生态系统来看，教育的发展离不开国策和社会发展的指引。2001年国务院印发的《国务院关于基础教育改革与发展的决定》明确指出：“小学加强综合课程，初中分科课程与综合课程相结合，高中以分科课程为主。”而STEAM教育正是在这种教育大环境下为中小学综合教学创造了新的机遇，诸多研究结果也表明，基于STEAM教育的中小学综合教育模式具有显著效果。由此可见，STEAM教育与中小学教育存在互惠互利的关系，在适当的条件下STEAM教育促进了教学质量提升，在一定程度上为中小学教育生态系统的维持性创新带来了机遇。

四、对中小学STEAM教育及发展路径制定的启示

STEAM教育在美国开展已逾30年，其实用主义的教育国策为STEAM教育的发展创造了良好的条件。而我国有自己独特的历史和文化积淀，虽然受到美国STEAM教育的启发和影响，但也不能一味地模仿其经验和发展模式，要依据我国国情，走适合自身发展的道路。

1.大力发展STEAM教育，培植新的教育用户

我国中小学义务教育已经实施免费制，中小学生对于STEAM教育而言相当于“未消费群体”，从而“消费群体”便转向了家长和教育机构，这为探寻新的用户提供了契机。从某种意义上讲，STEAM教育的潜在用户是渴望获得更优质水平的综合教育，满足对学习者的综合素质能力和多层面全面发展的需求。现如今我国正处于社会主义建设转型的关键时期，综合型人才的需求量增大，很多行业越来越依赖STEAM技能，因此教育机构更要加快发展，跟上社会发展的步伐。为此，首先要鼓励中小学教育机构引进STEAM教育，利用STEAM技术提升学生的创造力和创新的能力，使学生能够运用艺术手段完善现实世界而不是教学生艺术。其次，发展农村STEAM教育，挖掘潜在教育用户。进入21世纪以来，中央和地方各级政府都十分重视农村教育建设，同时支持农村教育发展的力度也越来越大，教育经费也在向农村倾斜，形成巨大的潜在教育市场。最后，商业教育机构更是STEAM教育发展不可或缺的一部分，辅导机构、幼儿园等在STEAM教育目标用户中扮演着重要的角色，在一定程度上为培植新的教育用户提供了机遇。

此外，除教师和学生的核心用户，社会学习者和教育管理者也是STEAM教育创新应用的潜在用户。STEAM教育可以发展线上学习，为更多用户提供资源服务，从而为培养创新型人才、抢占人才高地提供有力支持。

2.优质STEAM教育资源的共建共享

美国STEAM教育之所以取得了非常好的成效，在很大程度上归功于其优质的资源服务，并且这些资源也随着社会的发展不断调整、优化。在我国，物联网、云计算、大数据及互联网是STEAM教育主要的资源载体，也是STEAM教育的关键技术。基于此，应将STEAM优质课程资源投放到各资源载体中，构建信息化学习环境，引导多方参与，实现共建共享。教育部在“十二五”期间建设了国家级精品资源共享课，为推动优质数字教育资源投入了大量的资金，在政府的支持和大环境的引导下，分享优质的STEAM教育资源不仅是教师成长的动力，更是教师的责任。

优质STEAM教育资源的共享不仅能够推动STEAM教育的发展，还能够促进国家数字化教育资源平台的发展，有助于适应不同学习群体的需求，扩大STEAM教育的用户范围，创建新的价值体系，提供教学支持服务。STEAM教育是基础教育领域的破坏性技术，其核心破坏力表现在创新性教学模式与信息技术结合起来，以学科整合的方式创建新的课程模式，变革传统的教学形式，改革了目前的教学活动，满足学习者新的学习需求。事实上，STEAM教育已经推动了以学生为中心的教育教学形式：注重学科整合，引导学生适应飞速发展的社会；以数学为基础，通过工程和艺术解读科学和技术，缩小学生所学知识与职业发展的差距；多学科进行多视角的解读，理解他们之间的联系，提高学生知识的综合运用能力和问题解决能力。以项目引领的方式来完善学生的知识，增强他们的毅力，加强与真实世界的联系。由此可见，STEAM教育已经初步形成自身独特的竞争优势。STEAM教育的核心用户是学生，STEAM教育的优质资源也多集中于学校，这些不具有教育产业的市场性和商业性，为此，可与各教育机构(包括盈利性教育机构和公立性教育机构)相互合作，构建互联网教学的公共服务平台，集结STEAM优质教育资源，以廉价优质的资源再服务于各教育机构和学习者，推动STEAM教育的持续性发展。

3.建设优秀师资队伍，保障STEAM的教学质量

教师作为教育工作者的核心人员，应该积极参加培训，不断提升自己。STEAM教育以学科整合的方式培养学生的素养，要求教师不仅具有STEAM教育的专业技能，还能够分析各学科的相互联系以及在现实生活中的应用，因此，STEAM教师还需要具有整合教学的知识和技能。

建设优秀的师资队伍是STEAM良好教学质量的保障。美国颁布了一系列的法案、规定等明确了STEAM教师培训的重要地位，为培养优质的STEAM教师提供强有力的支持，保证了STEAM教育的可持续发展。这为我国STEAM教师的发展提供了参考依据，可以根据国情和环境设定本土化的培训机制，更新教师理念，为STEAM教育的持续性创新发展提供保障。

五、结语

STEAM教育以科目整合、继承创新等特点实现了教学的创新，开辟了STEAM教育的市场，变革了传统的教学形式，改革了目前的教学活动，缩短了学生学科知识与未来职业技能的差距，满足了基础教育市场中教育机构的新发展、学生的新需求，推动了基础教育对如何创新和改革的讨论及思考，促进了基础教育对新的教学模式、学习方式、商业运营模式的探索。从破坏性创新理论视角分析STEAM教育，既能看到STEAM教育具有破坏型创新的一些特性，也可以看出在基础教育的生态系统中STEAM教育的这种破坏性创新的复杂性与特殊性。自新课改以来，教学从“以教师为中心”转变到“以学生为中心”，而STEAM教育就是在“以学生为中心”的前提下为基础教育探索新的运营方式、改革方向提供了新的机遇，使教育更贴近现实生活，并惠及更多的教育机构和学习者，同时也为教育市场带来新的经济效益。

破坏性创新理论为基础教育的组织机构和各商业教育机构的发展变化提供了一个有用的视角。需要注意的是，破坏型创新理论的原有框架还不能对教育进行完全解释，在STEAM教育的发展过程中要仔细分析其盈利模式和在教育系统中的利弊，要结合实际开展本土化的STEAM教育，因为它既是教育系统的一部分，也是教育改革发展中的一部分。