吳永和 常馨予 王佳雯 郭守超

摘要：隨著核心素養(yǎng)的提出、新高考政策的發(fā)布和場館教學(xué)的發(fā)展，STEAM教育被賦予了新的內(nèi)涵。該文通過分析國內(nèi)相關(guān)文獻，總結(jié)了STEAM教育在教學(xué)目的和教學(xué)空間上的變化，從單一關(guān)注創(chuàng)新能力的提高轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注多方面核心素養(yǎng)的發(fā)展;從以創(chuàng)客空間為主要活動場所轉(zhuǎn)變?yōu)檎隙喾矫嫔鐣Y源。該文以上海自然博物館為例，從學(xué)習(xí)、研究、生涯發(fā)展三個層面，立足于課程分析、活動設(shè)計、活動開展、教學(xué)評價四個階段，構(gòu)建出以“學(xué)研生”為導(dǎo)向的初中STEAM教育課程設(shè)計模式。學(xué)生置身于館校結(jié)合的空間中，學(xué)習(xí)學(xué)科知識、以3D打印為主的成品制造技術(shù)和科學(xué)研究的方法，通過多種形式的學(xué)習(xí)活動，達到“學(xué)研生”三個層次的教學(xué)目標。

關(guān)鍵詞：STEAM教育;非正式學(xué)習(xí);研究性學(xué)習(xí);生涯教育

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A

一、研究背景

2014年9月，國務(wù)院頒布《關(guān)于深化考試招生制度改革的實施意見》，大大拓展了考生選擇考試科目的空間，給予了考生“學(xué)其所好、考其所長”的機會。這種與未來職業(yè)息息相關(guān)的“專業(yè)導(dǎo)向”考錄模式，對中學(xué)的課程設(shè)置、教學(xué)方式提出了新要求。2016年9月，中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)研究成果正式發(fā)布，顯示了我國對高質(zhì)量基礎(chǔ)教育的需求。但是，調(diào)查顯示，高中生在選擇高考科目時仍存在著一定的盲目性和隨意性，“不知己好”的情況非常普遍，學(xué)生生涯規(guī)劃能力的發(fā)展逐漸受到了各界的重視。劉華等人指出，目前中小學(xué)缺少生涯發(fā)展的相關(guān)課程，開展生涯教育需要探究多種形式，從不同角度，以不同方式為學(xué)生的生涯發(fā)展服務(wù)。吳永和等人從深度學(xué)習(xí)、研究體驗、生涯指導(dǎo)三個維度設(shè)計了機器人相關(guān)教學(xué)活動，實踐結(jié)果表明此種形式的教學(xué)方式對學(xué)生的生涯發(fā)展能力起到了促進作用。

作為非正式學(xué)習(xí)的一種，場館學(xué)習(xí)是對于發(fā)生在博物館、展覽館等非正式學(xué)習(xí)場合中的學(xué)習(xí)的統(tǒng)稱。目前，我國正在大規(guī)模建設(shè)各類科技場館，場館的硬件設(shè)施有了顯著改善，但支撐其教育功能的活動項目、員工素質(zhì)、參觀服務(wù)等軟件資源并未完全建立。鮑賢清指出目前場館環(huán)境仍存在“重陳列、輕教育”等情況。隨著基礎(chǔ)設(shè)施的逐漸完善，順應(yīng)教育改革趨勢，整合社會資源，提高社會場館的利用率，探究基于場館學(xué)習(xí)的教育新方式迫在眉睫。

場館學(xué)習(xí)具有情境性、自主選擇性、主動探究性等獨特的優(yōu)點。本研究旨在將正規(guī)教學(xué)和非正規(guī)教學(xué)相結(jié)合，構(gòu)建“學(xué)習(xí)-研究-生涯發(fā)展”導(dǎo)向下的STEAM課程框架。借助場館資源，發(fā)揮STEAM課程的優(yōu)勢，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)以及生涯發(fā)展能力。

二、國內(nèi)STEAM教育研究現(xiàn)狀

STEAM教育起源于20世紀80年代美國人提出的STEM教育，在原有的科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四個學(xué)科的基礎(chǔ)上，加入了藝術(shù)這一人文元素，形成了STEAM教育。本研究以“STEAM教育”為主題詞在中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中進行檢索，收集到近五年來STEAM教育的相關(guān)文獻共122篇，其中2014年發(fā)表3篇，2015年發(fā)表4篇，2016年共24篇，2017年共59篇，2018年1-5月共32篇。從整體趨勢來看，2016年開始國內(nèi)有關(guān)STEAM教育的研究論文明顯增多，反映出越來越多的研究者開始關(guān)注STEAM教育，并投身于STEAM教育的研究當(dāng)中去。

目前國內(nèi)針對STEAM教育的研究可大致分為理論研究、調(diào)查研究、實踐研究、教師專業(yè)發(fā)展研究四個類別，為進一步分析目前STEAM教育的研究熱點，本研究依此對122篇文獻進行編碼，結(jié)果如表1所示。編碼統(tǒng)計的結(jié)果表明，目前國內(nèi)STEAM教育相關(guān)研究集中在實踐研究方面，其中STEAM課程體系的構(gòu)建是實踐研究的熱點，STEAM課程體系構(gòu)建的研究主要包括教學(xué)模式、方法、策略、課程設(shè)計等內(nèi)容。

從STEAM課程的教育目的來看，因受到國內(nèi)創(chuàng)客教育發(fā)展的影響，大多數(shù)研究關(guān)注了創(chuàng)新能力的提高。師保國等人多角度分析了STEAM教育對學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的影響及在教學(xué)中的實施策略。孫江山等人通過實證分析證明了3D CAD支持的STEAM課程能夠在一定程度上提高創(chuàng)造力。除此之外，國家對新世紀人才培養(yǎng)的迫切需求促使核心素養(yǎng)作為教育目的逐漸受到關(guān)注。袁利平等人從理論上探討了STEAM教育與核心素養(yǎng)對接的必要性，并從人才觀，教育觀，知識觀三個角度分析了其可能性，為STEAM教育的發(fā)展指出了新的路徑。

從教學(xué)空間來看，STEAM課程往往借助傳統(tǒng)教室、創(chuàng)客空間等校內(nèi)場所開展教學(xué)活動。例如，王同聚針對STEAM教育與創(chuàng)客教育的發(fā)展現(xiàn)狀，提出了創(chuàng)客空間的改進策略。然而STEAM教育所涵蓋的情境絕非僅限于課堂，非正式教育突破了正式教育在時間、空間上的局限，更多社會資源的加入可以促進STEAM教育的形式多樣化。宋怡等人指出我國應(yīng)加大對非正式教育中STEM教育的投入與實踐力度。除政府和教育部門外，鼓勵社會第三方組織提供學(xué)習(xí)資源和活動內(nèi)容，加強STEM校本課程和非正式課程建設(shè)，實現(xiàn)STEM教育在學(xué)校教育與非正式教育中的地方性整合。

教學(xué)目的和教學(xué)空間的變化反映了STEAM課程正逐漸由單一走向多元。盡管如此，STEAM教育尚未被考慮用于促進學(xué)生的生涯發(fā)展，且非正式學(xué)習(xí)環(huán)境下的實踐案例相對匱乏。因此，本研究圍繞核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，構(gòu)建了“學(xué)研生”導(dǎo)向下的STEAM教育課程設(shè)計模型，并借助場館設(shè)施展開活動設(shè)計。

三、“學(xué)研生”導(dǎo)向的STEAM課程模型

（一）理論基礎(chǔ)

1.STEAM教育與研究性學(xué)習(xí)

研究性學(xué)習(xí)是學(xué)生在教師指導(dǎo)下，從學(xué)生生活和社會生活中選擇和確定研究專題，主動地獲取知識、應(yīng)用知識、解決問題的學(xué)習(xí)活動。袁磊等人在理論研究基礎(chǔ)上，提出STEAM教育理念與小學(xué)研究性學(xué)習(xí)課程深度融合的基本思路，并分析了兩者融合產(chǎn)生的價值，即學(xué)生自主力與探究力提升、知識教育向綜合素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變以及學(xué)生社會基礎(chǔ)能力建設(shè)。趙玉婷等人分析了STEM教育與研究性學(xué)習(xí)課程在教學(xué)理念、教學(xué)目標和學(xué)習(xí)過程等方面的契合點。在教學(xué)理念方面，STEM教育強調(diào)知識的整合運用，而研究性學(xué)習(xí)同樣重視知識的綜合運用，學(xué)生根據(jù)研究課題運用所學(xué)的知識。在教學(xué)目標方面，STEM教育和研究性學(xué)習(xí)都是為了解決現(xiàn)實生活的問題，提升學(xué)生解決問題的能力和動手實踐的能力。在學(xué)習(xí)過程方面，STEM教育和研究性學(xué)習(xí)都要求學(xué)生首先要確定活動主題，了解相關(guān)的主題資料，進而明確問題，通過小組合作，得出解決方案并交流成果。

2.STEAM教育培養(yǎng)核心素養(yǎng)

STEAM教育具有基于真實任務(wù)開展、跨學(xué)科性等特點，為核心素養(yǎng)的培養(yǎng)提供了支持。秦瑾若等人認為STEAM教育以推動科學(xué)探究精神為核心任務(wù)，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、發(fā)散思維和跨學(xué)科素養(yǎng)為教育目的。2007年頒布的《創(chuàng)新美國：擬定科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)議程》中提出STEAM素養(yǎng)為“在知識經(jīng)濟中個人適應(yīng)和接受新技術(shù)帶來的變化的能力、與他人進行跨界合作的能力、與不同層面的人進行有效交流與溝通的能力，以及找到針對當(dāng)今難以想象的問題的創(chuàng)意性解決方案的能力”。STEAM素養(yǎng)的概念與核心素養(yǎng)的要求不謀而合，均強調(diào)了問題解決能力、創(chuàng)新能力等高階技能的培養(yǎng)。

（二）“學(xué)研生”導(dǎo)向的STEAM課程模型構(gòu)建

“學(xué)”是指深度學(xué)習(xí)，解決學(xué)生如何學(xué)會學(xué)習(xí)的問題，特別是主動學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)的方法。其內(nèi)涵包括又不限于科學(xué)知識的學(xué)習(xí)，是對“STEAM”中“Science”的拓展與升華?！把小笔侵浮把芯俊?，通過研究體驗解決學(xué)生規(guī)范化科學(xué)研究和工程實踐的問題，其中研究性學(xué)習(xí)作為STEAM教育落地實踐的重要形式之一，其所提倡的任務(wù)驅(qū)動與STEAM教育中的工程思想有異曲同工之妙。對“學(xué)”和“研”的關(guān)系進一步分析發(fā)現(xiàn)，“學(xué)”為“研”提供了知識基礎(chǔ)，“研”為“學(xué)”提供了實踐途徑，“以學(xué)促研”的同時，“研”又可以加深對“學(xué)”的理解，提高“學(xué)”的興趣。

“生”是指“生涯”，解決學(xué)生如何做好未來生涯發(fā)展的問題，關(guān)注未來，提升興趣。在前期的研究中，本團隊從深度學(xué)習(xí)、研究體驗、生涯指導(dǎo)三個維度設(shè)計了機器人教育課程，引導(dǎo)學(xué)生主動參與，規(guī)劃生涯。在此基礎(chǔ)上，本文總結(jié)了研究性學(xué)習(xí)對學(xué)生生涯發(fā)展的促進作用，“研”為“生”提供了實踐基礎(chǔ)與活動方式，“生”是“研”的思想深化和主題來源。“以研促生”的同時，生涯發(fā)展的明確又可以提高參與研究的動力，二者相互促進，共同輔助學(xué)生能力的提高，具體如圖1所示。研究性的學(xué)習(xí)方式與科學(xué)研究的方式相類似，后者可分為提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃與設(shè)計實驗、進行實驗與收集數(shù)據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作7個基本步驟。根據(jù)舒伯的生涯發(fā)展理論，中學(xué)生正處于生涯探索初期，“以研促生”主要體現(xiàn)在通過完成科學(xué)探究的步驟，主觀上明確自身能力傾向以及對職業(yè)的興趣，掌握一定的生涯規(guī)劃技能，客觀上初步了解某一個行業(yè)所需的知識技能及相關(guān)的職業(yè)道德等。

在明確“學(xué)”“研”“生”關(guān)系的基礎(chǔ)上，本研究建構(gòu)了融合三者的混合式STEAM課程模型，從教學(xué)分析、教學(xué)活動設(shè)計和教學(xué)評價三個方面對該模型進行了詳細闡述，如圖2所示。以上海市普通初中生為教學(xué)對象，以與自然有關(guān)的多學(xué)科知識與技能作為基礎(chǔ)內(nèi)容，以研究活動為重要學(xué)習(xí)途徑，以培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)、發(fā)展生涯規(guī)劃能力為主要任務(wù)，針對上海市普通中小學(xué)課程體系中拓展型課程展開設(shè)計。

四、“學(xué)研生”導(dǎo)向下的STEAM教育課程設(shè)計

（一）課程分析

本研究選擇上海市初中生為教學(xué)對象，以培養(yǎng)核心素養(yǎng)，發(fā)展生涯規(guī)劃能力作為教學(xué)目標，并在分析學(xué)情及明確教學(xué)目的的基礎(chǔ)上，選擇了綜合“學(xué)”“研”“生”三者的教學(xué)內(nèi)容，校園與場館相結(jié)合的教學(xué)空間，展開“學(xué)研生”導(dǎo)向下的初中STEAM課程設(shè)計。

1.學(xué)情分析

從知識掌握層面來看，根據(jù)上海市課程標準要求，初中學(xué)生已完成小學(xué)自然、科學(xué)等課程的學(xué)習(xí)并具備基本的社會生活常識。從心理發(fā)展層面來看，初中生已具備了一定的自學(xué)能力，具有一定的閱讀能力、觀察力、思維能力以及分析問題的能力，但邏輯思維的發(fā)展尚處于萌芽階段，運用科學(xué)方法解決問題的能力有待提高。從生涯規(guī)劃層面來看，初中學(xué)生正處于生涯探索期，是確立人生理想目標，學(xué)會與人交往與競爭的黃金時期。

2.“學(xué)研生”三層次教學(xué)目標

隨著中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)研究成果正式發(fā)布，傳統(tǒng)“三維目標”體系中，“知識與技能”“過程與方法”“情感、態(tài)度與價值觀”三方面的劃分方法，難以突出新型課程目標中核心素養(yǎng)的中心地位。因此，本研究圍繞核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，從“學(xué)研生”三個層次對教學(xué)目標展開分析，如圖3所示。

從“學(xué)”的層次上來講，教學(xué)目標為借助場館資源，了解生物的起源及進化過程;體會人類活動與自然環(huán)境之間的相互影響，對未來發(fā)展提出建議;能夠利用3D打印技術(shù)，完成作品展示。其中，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)體現(xiàn)在學(xué)會學(xué)習(xí)，活動以問題為導(dǎo)向，培養(yǎng)勤于反思的習(xí)慣;通過自主搜尋場館中的學(xué)習(xí)資源，提高信息意識。從“研”的層次上來講，掌握開展研究的基本步驟，培養(yǎng)理性思維。選擇“人類為什么要與自然和諧相處？”作為探究主題，培養(yǎng)社會責(zé)任感。借助場館活動，提高問題解決能力，初步形成對社會的責(zé)任意識。以“答案-反問”的形式進行問題引入，培養(yǎng)批判質(zhì)疑的能力和勇于探究的品質(zhì)。從“生”的層次上來講，通過職業(yè)體驗，明確自身能力傾向以及對職業(yè)的興趣，初步了解行業(yè)所需的知識技能及相關(guān)的職業(yè)道德，掌握一定的生涯規(guī)劃技能，提高自我管理能力。

3.教學(xué)內(nèi)容

圍繞教學(xué)目標并結(jié)合STEAM活動特點的STEAM教育學(xué)習(xí)內(nèi)容開發(fā)，應(yīng)以跨學(xué)科、重實踐、面向真實情境的問題解決為主，并結(jié)合具體專題的特點。本文將教學(xué)內(nèi)容分為科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)五個部分，具體如表2所示。

4.教學(xué)空間

“學(xué)研生”導(dǎo)向下的STEAM課程活動分為校內(nèi)、校外兩部分。校內(nèi)活動中，教室作為主要場所，開展活動引入與交流展示，其教學(xué)功能如表3所示。校外活動主要依托于社會場館，上海市自然博物館以“自然·人·和諧”為主題，提供了多學(xué)科知識的介紹，為開展STEAM課程提供了豐富的資源。

本研究在對場館基礎(chǔ)設(shè)施條件的分析上，針對教學(xué)內(nèi)容，選取了“上海故事”“未來之路”“人地之源”“演化之道”“起源之謎”五個展區(qū)，其教學(xué)功能如表4所示。

各展區(qū)的空間設(shè)施與展區(qū)的主題密切相關(guān)，學(xué)生在具體的情境中感受所學(xué)的內(nèi)容，增加了課程的趣味性，有助于學(xué)習(xí)者形成可遷移知識。正規(guī)學(xué)習(xí)和非正規(guī)學(xué)習(xí)的結(jié)合，拓展了傳統(tǒng)單一的教學(xué)空間，豐富了學(xué)習(xí)內(nèi)容。

（二）“學(xué)研生”導(dǎo)向的活動設(shè)計

STEAM教育的課程活動應(yīng)重視活動形式的多樣性，通過小組討論、展示匯報等方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在進行“學(xué)研生”導(dǎo)向的學(xué)習(xí)活動設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)學(xué)、研、生各個階段的特點組織合適的教學(xué)活動，三方面學(xué)習(xí)活動設(shè)計應(yīng)體現(xiàn)遞進的過程，可逐漸增加活動的復(fù)雜性和多樣性，以此達到學(xué)生在掌握知識的同時其相應(yīng)的能力得到鍛煉。圖4闡述了活動開展的整體流程。

在“提出問題”環(huán)節(jié)，教師步步引導(dǎo)，通過實際的生活案例引出問題“為什么人類要與自然和諧相處？”接著通過學(xué)生自由討論，提出猜想與假設(shè)，教師進行點評總結(jié)?！敖鉀Q問題”部分包括“設(shè)計實驗”“進行實驗”“分析論證”以及“評估”四個環(huán)節(jié)。小組分別觀看滄海桑田、人地之源、起源之謎、演化之道展區(qū)，了解生態(tài)、歷時、天文及生物方面的知識。評估即各小組的內(nèi)部評估、自我反思，不斷完善作品的過程。最后，全班范圍內(nèi)以小組為單位進行成果分享，完成交流展示。

（三）活動開展

本研究在充分分析上海自然博物館的學(xué)習(xí)環(huán)境的基礎(chǔ)上，以夏令營的形式開展了課程活動。區(qū)別于傳統(tǒng)教學(xué)方式，“學(xué)研生”導(dǎo)向下的STEAM活動開展在教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容、課程體系、資源建設(shè)和教師能力等方面提出了不同的要求，如表5所示。

相關(guān)活動資源包括教師自主開發(fā)的課程資源及上海自然博物館活動任務(wù)卡片等。教師利用前課幫助學(xué)生了解探究的主題和自然博物館的概況。場館學(xué)習(xí)中，活動以小組形式開展，每小組4-6人，活動時長120分鐘，部分場館活動任務(wù)卡如圖5所示。教師利用后課指導(dǎo)學(xué)生完成作品展示。

（四）教學(xué)評價

以“學(xué)研生”為導(dǎo)向的STEAM課程重構(gòu)了圍繞核心素養(yǎng)培養(yǎng)的三層次教學(xué)目標，與之相適應(yīng)，教學(xué)評價應(yīng)從“學(xué)習(xí)”“研究”“生涯發(fā)展”三個維度開展，如表6所示。黃樺針對香港“常識百搭”創(chuàng)新科學(xué)與環(huán)境探究課程提出了STEAM評估框架。該框架包括科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)五個方面，經(jīng)整合修改，對“學(xué)習(xí)”和“研究”維度的評價具有一定的借鑒意義?！吧陌l(fā)展”維度的評價可總結(jié)為自我發(fā)展能力、生涯探索能力及生涯管理能力三方面。

五、結(jié)語

STEAM教育在我國已成為一種發(fā)展趨勢，隨著國家對創(chuàng)新型人才的需求日益增多，未來其課程建設(shè)需要社會各界共同參與。首先，為創(chuàng)建豐富的STEAM學(xué)習(xí)環(huán)境，應(yīng)充分調(diào)用各種校內(nèi)校外的資源，重視將正式學(xué)習(xí)與非正式學(xué)習(xí)相結(jié)合。其次，政府應(yīng)鼓勵多種教學(xué)模式共存，依托校本課程，開展基于項目的學(xué)習(xí)等多種形式的學(xué)習(xí)活動。最后，教師應(yīng)重視學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)及其生涯發(fā)展，幫助學(xué)生樹立健全的人格。本研究構(gòu)建了以“學(xué)研生”為導(dǎo)向的初中STEAM教育課程設(shè)計模式并在夏令營中開展了小范圍實踐，但尚未進行大規(guī)模的應(yīng)用。未來研究可進一步拓展實踐范圍，探索不同年級學(xué)生生涯發(fā)展能力的持續(xù)培養(yǎng)。

作者簡介：

吳永和：博士，博士生導(dǎo)師，研究方向為教育大數(shù)據(jù)與學(xué)習(xí)分析、科創(chuàng)教育（創(chuàng)客教育、STEAM教育、科學(xué)教育、機器人教育等）、人工智能與智慧教育、教育信息化系統(tǒng)架構(gòu)與標準（yhwu@deit.ecnu.edu.cn）。

常馨予：在讀本科生，研究方向為創(chuàng)客教育和STEAM教育（xychang00@163.com）。