王夢娜　王娟　顧雯

摘要：互聯(lián)網+時代背景下，為培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神、實踐能力及核心素養(yǎng)，提出的STEAM教育越來越受到人們的普遍關注。文章應用文獻研究法、問卷調查法和訪談法調查中小學STEAM教育現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)了中小學存在STEAM教育發(fā)展不完善、城鄉(xiāng)STEAM教育差距大，STEAM教育師資匱乏等現(xiàn)實問題，設計了中小學STEAM教學活動模型，并提出了政府支持、加強教師培訓指導、轉變學生學習方式等相應的發(fā)展對策。

關鍵詞：互聯(lián)網+;STEAM教育;發(fā)展現(xiàn)狀;發(fā)展對策

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）09-0120-04

隨著信息技術和“互聯(lián)網+教育”的迅速發(fā)展，社會對具有創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的人才需求急劇增長，培養(yǎng)理工科思維和能力的STEAM教育引起了廣大教育研究者的普遍關注[1]。STEAM教育打破學科領域邊界，以跨學科方式培養(yǎng)學生綜合素養(yǎng)與創(chuàng)新能力[2J，為未來世界培養(yǎng)未來人才。中國教育科學研究院2017年發(fā)布的《中國STEM教育白皮書》中指出，“借鑒先進國家STEAM教育成功經驗，中國需要走教育本土化路線，加強學校教育各學段中科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系的連貫性，加快立法建設，鼓勵社會各界人士積極參與到教育發(fā)展與人才建設的工程中?！?019年地平線報告中也指出，“STEAM的實踐發(fā)展催生了旨在推動學習者合作、創(chuàng)新能力發(fā)展的項目學習?！边@些文件的出臺標志著STEAM教育作為我國人才培養(yǎng)的一種新型教育模式被認可，同時說明了其教育價值受到政府部門的高度認可和重視。

1 中小學STEAM教育實施現(xiàn)狀研究設計

1.1文獻研究

為了解我國STEAM教育研究現(xiàn)狀，在CNKI（中國知網）中國學術期刊網絡出版總庫中，以“STEAM教育”為檢索主題詞、檢索時段為2013年1月-2018年12月，從中篩選中文文獻（全部文獻和CSSCI文獻）進行統(tǒng)計處理I3]，并以折線圖（見圖1）的形式呈現(xiàn)，清晰地反映出該領域歷年文獻的變化趨勢。2015-2018年該領域的文獻數量呈現(xiàn)快速遞增的態(tài)勢，2016年論文發(fā)表數量達35篇，2018年則達到162篇，“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的熱潮以及培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的國家戰(zhàn)略促使STEAM教育研究達到高峰。這在一定程度上反映出我國STEAM教育正在持續(xù)受學者關注，研究熱度處于上升趨勢。

研究利用SPSS20.0軟件對CSSCI期刊的51篇STEAM教育文獻的關鍵詞做聚類分析，分析發(fā)現(xiàn)我國STEAM教育研究內容主要有：STEAM教育內涵研究、STEAM教育走向STEAM教育發(fā)展研究、STEAM教育與創(chuàng)客教育的關系研究、STEAM教育與核心素養(yǎng)的關系研究、基于STEAM教育的課堂設計研究等五個方面，目前研究方向多偏重理論，對一線教師的實際STEAM教育課堂實施的指導意義不大。

本研究在文獻研究基礎上，結合實際情況，對一線教師進行問卷和訪談調查，旨在了解到STEAM教育的實施情況，提出適合我國中小學STEAM教育的對策方案。

1.2調查設計

文章借助問卷星平臺，開展了“中小學STEAM課程實施現(xiàn)狀”調查，問卷正式發(fā)放在2019年6月中旬。具體調查設計如下：

1.2.1調查對象

本研究的調查對象為參加STEAM教育培訓的中小學教師，主要采用網絡問卷、現(xiàn)場訪談的方式進行，研究共發(fā)放問卷87份，回收有效問卷75份。其中學校開設STEAM課程的教師來自5所城鎮(zhèn)小學、2所鄉(xiāng)村中學、2所城鎮(zhèn)中學，采集到的STEAM課程實施調查數據以這9所學校為主。

1.2.2調查的信效度

在廣泛借鑒已有的研究和開放問卷調查的基礎上，為保證研究的真實可靠性，初始問卷形成后，請部分高校教師、研究生對問卷的維度與題項的代表性、適切性進行相關評定[4]。問卷主要對參加STEAM教育培訓的教師進行調查，并根據結果修改得出定稿，保證了研究的效度。問卷共14道題，大部分采用選擇題型，主觀性問題采用填空題型，后期隨機選取部分教師進行訪談，以確保問卷內容的信度。另經SPSS20.0軟件對調查數據的可靠性進行驗證，問卷的Cronbach's Alpha系數為0.998> 0.90.說明本問卷各題間的一致性很好，符合問卷的信度檢驗標準，本次調查具有較高的信度。

2 中小學STEAM教育實施現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)

2.1 開設STEAM課程的學校欠缺

據調查顯示，僅17.33%的教師任職學校正在開展STEAM課程，高達82.67%的教師任職學校仍未開展STEAM課程。雖然2016年相關STEAM教育文件都逐漸頒布與實施，但STEAM教育發(fā)展卻沒達到理想的效果。對“教師所在學校是在鄉(xiāng)村還是城鎮(zhèn)”和“所在學校是否開展STEAM課程”進行相關性分析（見表1）發(fā)現(xiàn)，相關性系數在0.01水平（雙側）上顯著相關，對應的顯著性為0.00<0.05，則通過顯著性檢驗，說明兩者之間有著顯著的負相關關系，表明城鄉(xiāng)差距在一定程度上影響STEAM課程的開展。在“人工智能時代，您認為學校STEAM課程如何設置”中，資金、政府支持的建議也多來自鄉(xiāng)村中小學教師。調查也發(fā)現(xiàn)，城市開展STEAM課程的中小學遠沒有達到省政策文件中所規(guī)劃的前景。因此，縮短城鄉(xiāng)差距，加緊落實政府制定的政策刻不容緩。

2.2 學校STEAM課程專業(yè)化較弱

調查顯示，僅15.38%的教師采用智能化工具輔導講授，53.85%的教師采用邊操作邊講解的方式，教師訪談獲知，這些教師的操作僅限于傳統(tǒng)的教學工具，智能化教具學校經濟很難負擔，并就這一現(xiàn)象進行“教學方式”與“城鄉(xiāng)差異”的相關性分析，如表2所示，城鄉(xiāng)差異與STEAM授課形式之間的相關系數值為0.985，呈現(xiàn)出0.01水平的顯著性，表明城鄉(xiāng)差異與STEAM授課形式之間具有顯著的正相關關系。鄉(xiāng)村教師對于真正STEAM課程的理解與應用問題更為突出。在訪談中，大部分教師的理解都停留在動手實踐、激發(fā)學生興趣、培養(yǎng)創(chuàng)新思維等學生個體層面，不能很好地與社會接軌，教師的專業(yè)化水平低。

智能化時代，學校開展的STEAM課程專業(yè)化程度淺，教師教學水平受限，與實際生活聯(lián)系不密切等問題頻出，智能化的教育輔助工具難以走進校園，這些都值得教育工作者深思。

2.3 學校STEAM課程內容規(guī)劃不合理

STEAM教育屬于跨學科綜合性教育，其著眼點落實再怎么教、教什么，并在融合創(chuàng)新教育過程中，考慮如何能夠把分散的學科融合起來。融合創(chuàng)新理念離不開大數據、人工智能、物聯(lián)網等先進的科學技術手段。調查顯示，創(chuàng)意編程和機器人技術的課程內容占69.23%，虛擬現(xiàn)實僅占30.77%，訪談獲知創(chuàng)意編程和機器人這類的中小學競賽較多，因此學?；ㄙM大量的精力在訓練學生比賽技巧，對真正的課程內容融合較少，學生對學科知識的學習仍依賴于單科教學模式。學校開展的STEAM課程模塊在人工智能技術方面的應用較為普遍，但如何讓這些工具變成教師得心應手的教具，如何讓STEAM真正走進課堂，這些都是當下亟待解決的問題。

2.4 學校STEAM課程面臨的挑戰(zhàn)

調查發(fā)現(xiàn)，76.92%的教師認為，自身STEAM教育水平有限是影響STEAM開展的主要因素;92.31%的教師認為，超強的學習能力和過硬的信息技術應用能力是人工智能時代的必備能力;84.62%的教師認為，教學能力、創(chuàng)新能力是開展STEAM課程的“必需品”。因此，培養(yǎng)專業(yè)化的STEAM教師團隊，對STEAM課程進行有力設計與開發(fā)，讓STEAM課程更有益于學生未來發(fā)展。

研究發(fā)現(xiàn)，46.15%的教師認為學生很喜歡這類課程并能夠做到積極參與，僅23.08%的教師認為，學生在STEAM課堂接受方面有一定的問題。訪談獲知，僅30%的學生能真正參與其中并從中獲益，學生大多將STEAM課堂看作游戲課，這給STEAM課程設計帶來了巨大挑戰(zhàn)。為研究城鄉(xiāng)差異對學生STEAM課堂反應是否有影響，研究進行了回歸分析，獲知兩者間呈現(xiàn)出0.01水平的顯著性，表明城鄉(xiāng)差異與學生STEAM課堂反應之間具有顯著的正相關關系，如表3所示：

訪談鄉(xiāng)村的HGS中學、QS中學的任教教師認為，在課堂上有60%的學生只能做到基本接受，上課的氛圍、積極性、任務完成情況等學生的反映略差。相反，城鎮(zhèn)的HN中學、YL中學的學生對STEAM課程的喜愛以及參與度明顯高于鄉(xiāng)村學校。城鄉(xiāng)差距導致中小學所分配的教育設施、師資力量、教學環(huán)境等存在差距，也導致了學生的學習觀念、接受程度等有一定差距。因此，應針對不同STEAM教育對象設計不同STEAM課程，加強城鄉(xiāng)一體化建設，促進教育公平。

3 中小學STEAM教學活動模型設計

研究參照國內外STEAM教育相關文獻，結合上海市教育科學研究院普通教育研究所夏雪梅博士對項目化學習的設計，針對現(xiàn)存問題，從六大要素出發(fā)，設計STEAM教學活動模型（見圖2）。在核心知識的確定上，符合學生對STEAM學科知識的深層學習;在驅動性問題上是驅動學生利用科學探究和工程設計的流程與方法，遷移應用多學科知識，完成項目任務和解決現(xiàn)實問題;在高階思維設計時，注意體現(xiàn)知識時代對人才素質提出的新要求，培養(yǎng)學生適應知識時代發(fā)展的關鍵能力，提高創(chuàng)新能力和實踐能力，形成科學、技術和工程素養(yǎng);在學習實踐上，進行活動實踐設計，使學生養(yǎng)成合作學習的意識，提高對STEAM學科的興趣，認識到現(xiàn)實世界的復雜性和自我的能動性;在成果展示與評價上，注重多元評價，對STEAM教學活動現(xiàn)實的或潛在的價值做出正確的判斷。

在污水處理類STEAM教學活動中應用活動模型，前期診斷性評價學生的已有水平，進行理論補充，活動開始設計小組成員共同被困在世界某一個水源污染的真實情景。小組合作查明原因并給出具有可行性的整頓措施。小組在真實校園情景下，搜查校園小湖水污染狀況，查看雨水收集器中水質情況。每個小組必須針對校園小湖水的污染和收集到的雨水提出自己的想法（語言），并且提出具有實施可行性的水源凈化措施。與此同時，教師選定污水凈化主題，學生將全面了解河流文明（歷史）、水的來源（生物）、污水的形成與治理（化學）以及想要發(fā)展成為先進文明所需的特質。學生必須根據自己查到的資料（信息）、搜集的小湖水狀況來做出相對應的整頓措施，其他需要考慮的因素包括：最優(yōu)質的水資源（地球科學）;小湖凈化面積（數學）;想辦法讓全校師生保持開心（藝術），最后進行公開成果的展示與分享。在整個活動過程中及時進行過程性評價，讓學生在過程中進行調整，活動過后進行總結性評價，師生評價、生生評價、家長評價對于學生成果起到鼓勵作用。

4 中小學STEAM教育發(fā)展建議與對策

4.1 政府支持，社會監(jiān)督，提升學校重視度

以政府之名，聘請專家教授到鄉(xiāng)村學校進行實地指導，給出教學意見與建議，增加硬件設施建設，鄉(xiāng)村學校還可利用當地資源、傳統(tǒng)文化、地域特色等進行課程開發(fā)，例如：江蘇省徐州市沛縣有傳統(tǒng)的徐州剪紙，將徐州剪紙融人STEAM課程中去，基于設計思維并融人數學、信息技術、藝術等學科進行教學設計。

STEAM課程開展現(xiàn)狀令人擔憂，在政府支持下還要加強對學校實際開展效果的監(jiān)督。教育部門組織地方學校進行STEAM成果抽檢、公開課展示、社會實踐等，以確保STEAM教育落實到課堂，對學校的STEAM課程進行評價，優(yōu)者進行獎勵，落實不完善或未落實者相關部門了解未實施原因，加以輔助實施，打造具有中國特色的STEAM教育，培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的人才[1]。

4.2 開展教師培訓，提升STEAM課程專業(yè)化

調查獲知，有24%的教師認為學校STEAM課程需要對教師加強STEAM教育培訓，但由于資金、時間等原因的阻礙，培訓名額有限。對于跨學科性質的STEAM課程來說，需要的是一個龐大的教師團隊，對STEAM課程的設計、實施、評價、改善等環(huán)節(jié)進行相應的操作。

對于已經在職的教師來說，鼓勵一線教師積極主動聯(lián)系高校研究專家，以接受相應的理論培訓，解放教師觀念，一名教師可以學習甚至承擔多門課程教學任務，在經濟、政治上鼓勵教師動手實踐，并將這些實踐融人STEAM教育教學中，為教師提供充足的教學資源與硬件設施。對于在職教師的STEAM教育培訓可以采用線上與線下結合的形式進行，應用網絡學習平臺，將高校教師、STEAM輔導人員、國外優(yōu)秀案例等STEAM培訓資源放在諸如課堂派、藍墨云班課、云課堂等學習平臺供中小學教師進行理論學習。在大數據時代背景下，通過移動課程APP，和WiFi網絡為載體組建云班級，教師可以將制作完成的教學視頻以及相關資料上傳到云班級數據庫中，并推送給學生，讓學生在課前學習新知識[5]。對于未就職的教師來說，高等教育部門提倡全國各地的綜合性院?；驇煼对盒?，對其跨學科專業(yè)和偏理科師范專業(yè)，定向培養(yǎng)一些師范生作為綜合型的STEAM教育未來教師，這些學生能很快勝任STEAM教師的工作，開展教學活動，利用教師工作坊相互學習和幫助，潛移默化地提高其他學科教師的STEAM教學水平。

4.3 結合時代，轉變方式，培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)

目前，學生更多的將STEAM課程看作是一種游戲或一場課外活動，現(xiàn)階段開展的STEAM課程不完全立足學科開展教學，從而使學生不能真正從課程中獲益。要解決這一現(xiàn)象，需要教師轉變教學方式，采用項目式教學，教師作為引導者，轉變學生的學習方式;通過跨學科融合的思想模糊學科課程邊界并將抽象的知識理論與真實的復雜問題相連接，形成超越知識本位的發(fā)展模式，從“教授知識”向“培育素養(yǎng)”轉型[6]。

STEAM教育應用應與“互聯(lián)網+”融合，制定頂層戰(zhàn)略規(guī)劃，與創(chuàng)客空間融合、與3D打印技術攜手、創(chuàng)建創(chuàng)新實驗室，使得STEAM教育教學可以讓學生發(fā)散思維、發(fā)揮創(chuàng)新創(chuàng)造能力[7]。推動STEAM教育理念在中小學課堂中的深入，研究一線教師STEAM課程的實施現(xiàn)狀，離不開社會各界的共同關注和支持。目前，各地區(qū)STEAM課程開展現(xiàn)狀映射中國的教育改革力度仍需加強。反觀全國，在基礎教育中STEAM課程開發(fā)與實施的過程中仍有所欠缺，這需要我們付出更多的努力去完善教學內容、更新重構學習過程，從而讓STEAM教育自身發(fā)揮更強大的作用，以達到提高中小學生創(chuàng)造能力和培養(yǎng)中小學生綜合素質的最終目的。

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【通聯(lián)編輯：光文玲】

基金項目：2019年度校級研究生科研與實踐創(chuàng)新計劃項目“STEAM教育理念在中小學校本課程的應用研究”，（項目編號：2019XKT821）;2019年江蘇省研究生科研創(chuàng)新計劃項目“人工智能技術在中小學教育中的應用研究”（項目編號：SJKY19_1975）。

作者簡介：王夢娜（1995-），女，碩士研究生，主要研究方向為STEAM教育、項目化學習;通訊作者：王娟（1979-），女，江蘇泗洪人，副教授，博士，碩士生導師，主要研究方向為現(xiàn)代遠程教育、開放課程、混合式學習;顧雯（1995-），女，碩士研究生，主要研究方向為人工智能。