STEAM课程的发展历程、价值取向与本土化建设论文

STEAM课程的发展历程、价值取向与本土化建设*

李义茹1彭援援2

(1.陕西师范大学 教育学院,陕西西安 710062;2.重庆社会科学院 科研处,重庆 400020)

摘要: 当前,学科整合教育势不可挡。作为学科整合教育的典型代表,STEAM课程的学理研究与本土化探索获得了学界的持续关注。基于此,文章首先介绍了STEAM课程的发展历程,指出:发源于美国的STEAM课程目前已历经了STS→STEM→STEAM/STEAMS→“STEAM+”的演变过程,其内涵也由建构主义逐渐向实用主义、人文主义与效用主义转变。随后,文章将STEAM课程的价值取向提炼为创新、整合、实践三类并展开了分析。最后,文章从STEAM课程的标准与评价体系、内容与方法、资源与师资队伍等角度,就我国STEAM课程的本土化建设问题提出了建议,以推动我国STEAM教育的进一步发展,助力我国创新型人才培养。

关键词: STEAM课程;发展历程;价值取向;本土化建设

一 STEAM课程的发展历程

STEAM课程起源于STS课程,目前已历经了STS→STEM→STEAM/STEAMS→“STEAM+”的演变过程,其内涵也由建构主义逐渐向实用主义、人文主义、效用主义转变。无论是基于欧洲科学哲学与科学社会学的内部机制探究,还是基于美国科学技术哲学的实践价值探究,都在一定程度上推动了STEAM课程的建设。

1 STS课程与建构主义

与传统的单一课程不同的是,STS课程由多个学科整合而成,即整合科学(Science)、技术(Technology)、社会(Society)三个领域的知识,用来解决复杂的社会问题。STS课程兴起于20世纪60年代,当时技术功利主义大肆盛行,但技术在有效提高生产力和为人类生活带来便利的同时也暴露出了一系列负面问题。行动者网络理论(Actor-Network Theory)认为,科学、技术与社会已经交织成错综复杂的网络关系,只有充分把握其中的要素、功能与结构,才能最大限度地发挥工具理性的效用。为此,研究者以建构的方式将科学、技术与社会联结在一起,为解决复杂社会问题提供了新的思路。传统课程观认为课程是学科、计划、学习者的经验或体验等,而STS课程追求的旨趣在于超越作为一门学科所涵盖的基本概念、知识框架与基本原理,力图打破知识中心与分科课程的界限,在社会实践情境中整合多个学科知识。

2 STEM课程与实用主义

“STEM课程范式源于STS的实用主义价值取向,在高度发达的工业社会背景下,开启了技术融入其它课程的整合技术教育模式,取得了显著的教育成效。”[1]STEM课程继承了STS课程的整合特性,学科组成由科学、技术、社会发展成为了科学、技术、工程(Engineering)和数学(Mathematics)。其中,科学反映的是客观规律知识体系,主要回答“是什么”与“为什么”的问题;技术是指用于解决实际问题的工具、手段、方法与经验,主要回答“做什么”的问题;工程是指科学与技术的具体应用及其应用过程,主要回答“怎么做”的问题;数学则是与数量、结构、空间、变化、信息等相关的学问,是科学、技术、工程存在与发展的基础。总的来说,STEM课程是一种“以项目活动的方式,引导学生运用跨学科知识,合作、设计、建构、发现、解决问题的体验式课程”[2]。在继承STS课程多学科整合的基础上,STEM课程以解决实际问题为课程实施的主要方式,凸显了课程的实用主义倾向。

3 STEAM/STEAMS课程与人文主义

面对STEM课程更偏重于理工学科的事实,研究者试图在原来四个学科的基础上加入“艺术”(Arts)学科,将STEM课程发展成STEAM课程。目前,“艺术”学科加盟STEM课程的合理性得到了学界的普遍承认,但对于如何理解STEAM课程中的“艺术”问题出现了分歧:①“狭义艺术论”者认为“A”指的是艺术(设计),将“Art+Design”纳入STEM课程中有利于培养“具有艺术设计与创造能力的人”[3]。如美国罗德岛设计学院前校长John认为:“艺术创作过程中特有的创造力、解决问题、灵活思维和勇于承担责任是STEM教育的钥匙,唯有STEM与Arts融合才能整体提升全民的素质与竞争力。”[4]在他的理解中,“Arts”指的是艺术的理论运用、技巧与设计、表达风格、批判鉴赏、创新/创意等狭义的艺术概念。②“广义艺术论”者认为“艺术包含广泛的人文艺术科目,涵盖社会研究、语言、形体、音乐、美学和表演等”[5]。STEAM课程的首倡者Yakman[6]和STEAM教育研究资深专家Anderson[7]均持“广义艺术论”。艺术学科的加入,在一定程度上调和了STEM课程的“理工科”属性,实现了人文主义转向。

4 “STEAM+”课程与效用主义

在STEM中增加艺术的合理性得到普遍承认后,研究者又开始思考如何在此基础上整合新的知识,以使STEAM课程的内涵变得更加丰富多元。如赵慧臣等[8]提倡在STEAM课程中增加读写(Reading/Writing)能力,将STEAM课程发展成为STREAM课程。STREAM课程重视培养学生的观点表达、交流对话和成果展现等能力,这对当前创新型人才培养是一种积极的补充。此后,“随着教育改革的发展和需求,STEM教育的方向已经由基础教育延伸到高等教育,学科融合也从STEM发展到STEAM,再升华到STEAMx”[9]——其中的“x”,代表计算机科学、计算机思维、调查研究、创造与革新、全球沟通、协作以及其它不断涌现的21世纪所需的知识与技能。而STREAM课程和STEAMx课程都属于“STEAM+”课程形式——“+”号是指在STEAM基础上加入新的学科知识,意味着人才培养的内容更自由、更灵活。这种旨在最大化发挥STEAM课程效益,努力追求个人、社会与人类整体幸福的尝试,具有鲜明的效用主义色彩。

二 STEAM课程的价值取向

蒲琳喜欢冬天晴冷的天气,觉得清冽,连尘埃都像是被冻没了。对此张盈盈表现淡然,“和你爸一样,冷清。”趁着这个机会蒲琳就追问关于爸爸的事。“看照片就知道了,酷帅。”这算什么回答。

1 创新价值取向

“创新”既是STEAM课程的主旨,也是其得以在众多课程中脱颖而出的重要原因。STEAM课程的创新价值取向主要体现在其独特的课程建构上:STEAM课程将五个学科整合在一起,着力解决由于学科分化所产生的各种问题。在特定的历史条件下,学科分化曾大大提高了人才培养质量,但其知识碎片化、封闭化的弊端也在一定程度上阻碍了学生综合实践能力的提升。在社会生活中,单一的学科知识与技能对于解决涉及面较窄的问题也许能奏效,但要解决涉及面较广的复杂问题,多学科知识与技能的结合更能碰撞出新的解决办法。而“通过接触新观念、解体常规知识结构、破除思维定势和整合多样化经验等机制,个体的多元文化经验对其创造性具有显著的促进效应。”[11]此外,STEAM课程中的艺术学科具有其它学科所无法比拟的创新能力培养优势,它以自身特有的设计性思维打通了与其它学科联结的脉络,可帮助学生借助直觉、识别、想象与创造等能力,不断进行功能性反思,从而获得分析思维、审辨式思维与创造性思维的发展。

2 整合价值取向

STEAM课程的内容与方法实际上就是要回答以下两个问题:①“应当教什么”的问题。传统课程一般关注学生对核心知识与关键技能的掌握、学习方法的使用和价值观的养成,而STEAM课程更强调思维训练、创新意识与社会实践。其中,思维训练是STEAM课程的重要内容,国际技术与工程教育协会特意在其搭建的STEM课程标准框架中将思维提升到与“知识”、“行为”同等重要的地位;创新意识具有快速适应、灵活应对和高效解决问题的特点;社会实践则拉近了学习与生活、科学探究与真实问题之间的距离。②“如何教”的问题。STEAM课程研究者推出了学科内整合教学、项目教学、主题教学和教师协同整合教学等多种教学形式,这些教学形式实际上都指向深度学习。传统教学强调概念学习,故传统课堂的教学主要围绕概念的记忆、理解与运用展开。而在布鲁姆的知识分类体系中,记忆、理解与运用属于初级认知水平,分析、评价与创造属于高级认知水平,故开展低水平认知循环的教学难以培养出具有创造性的高素质人才。为此,STEAM课堂将传统课堂教学的内容与阶段进行了翻转,将原来在课堂上讲授的知识翻转到课前,要求学生课前在教师的指导下利用信息技术开展自我驱动式学习,课中通过互动讨论、参与活动获得高水平认知,课后,教师再以活动的形式进行巩固和发散学习。在STEAM课堂的教学活动中,教师扮演着学习合作者、活动设计辅助者、推进者、监测者等角色,引导学生参与、探索、解释、反思与评价学习过程,实现对知识的分析、整合、内化、迁移与创新。

3 实践价值取向

STEAM课程在国外创新人才培养方面取得了显著成效,可为我国STEAM课程的建设提供有益参考。与此同时,我国STEAM课程的建设应结合国内教育现状,立足于国情,凸显本土化特点。为此,本研究借鉴国外STEAM课程的建设经验,从课程标准与评价体系、课程内容与方法、课程资源与师资队伍等角度探讨我国STEAM课程的本土化建设。

Eisner[10]将课程价值取向分为技术取向、认知过程取向、学术理性取向、社会重建取向、个人适应取向和社会适应取向,此分类为教育工作者进行课程分析与体系建构提供了理论依据。在STEAM课程中,每一个学科仍然有其对应的课程价值取向,如科学、数学两个学科的学术理性取向、技术学科的技术取向、艺术学科的人文取向、工程学科的认知过程取向。考虑到在实际的STEAM课程中,具体而有针对性的课程价值取向分析更有指导意义,故本研究在综合分析当前国内外STEAM课程的要素与结构之后,将其价值取向提炼为以下三类:

三 我国STEAM课程的本土化建设

相较于传统课程仅仅止步于“是什么”、“为什么”,STEAM课程更重视“做什么”、“怎么做”。知识的学习必不可少,它是保障学生顺利开展实践的基础;但实践也不可或缺,它是检验、优化和创造知识的重要途径——STEAM课程巧妙地将两者结合起来,用于社会实际问题的解决。值得一提的是,科学技术因为强调工具崇拜和技术至上而带有强烈的工具理性色彩,STEAM课程则强调科学技术运用的社会动机——将“冰冷”的科技用于人类现实生活问题的解决而使其变得“有温度”。作为STEAM课程的主要实施方式,“做”是指包括学生的动作、举措、行为与活动在内的一切行动。杜威基于实用主义哲学提出的“做中学”观点与STEAM课程的“项目学习/问题学习”理念交相辉映,它们都洞悉了知识与行动的天然联系,强调经验与知识源于探究活动,鼓励学生以合作的形式在实践中应用各种模式,如项目教学模式(Project-based Learning,PBL)、工程设计流程模式(Engineering Design Process,EDP)和6E(Engage, Explore,Explain, Elaborate, Engineering, Evaluate)探究式教学模式等。“通过STEM学习,学生能够将他们在课内外所学会的知识与真实世界相联系,更容易寻找到STEM相关的职业和机会。”[15]

1 制定STEAM课程的标准与评价体系

制定科学且具有指导意义的课程标准与评价体系,关系到STEAM课程的有效开展与推广。对STEAM课程标准与评价体系的研究,国外已进行了较为深入的探索,如国际技术与工程教育协会构建了STEM整合教育模式[16],从领域、组织主题、主题和评价四个方面搭建了STEM课程标准框架,并对课程内容、课程特性、课程影响、课程情境和课程过程进行了具体规定;美国圣地亚哥郡以一系列涉及五个学科领域的课程标准为参考,研制了一份覆盖不同发展阶段的STEAM教育发展质量标准[17],内含STEAM课程标准与评价的属性、组成部分和要素等三个指标,并将STEAM学校的成熟程度分为发展、成熟、聚焦、典范等四个等级。国外的这些研究成果,可为我国STEAM课程建设提供参考。以此为基础,我国制定STEAM课程标准与评价体系时需重点注意:①在形式上,STEAM课程形式多样,有分科课程、综合课程与活动课程等多种课程类型;②在内容上,STEAM课程由多个学科内容整合而成,囊括多个学科知识、原理与结构;③在方法上,STEAM课程集讲授、讨论、探究、活动等多种教学方法于一体。综合权衡上述三方面内容,对制定符合我国实际需要的STEAM课程标准与评价体系至关重要。

2 改革STEAM课程的内容与方法

“整合”和“制作”是STEM课程的两个哲学观点,制作的重要意义在于整合知识[12]。“整合”偏重于将五个学科内容进行关联融合,而“制作”倾向于将“做”贯穿学习的全过程,两者指向内容与方法的融会贯通:①在内容上,STEAM课程试图从实证论视角出发,在学科分化和互联网切割所导致的碎片化知识与信息之间建立起联系,以真实项目、生活问题或社会实践为驱动,强调相关领域知识的结合及其综合运用。其中,大概念是STEAM课程整合的关键内容,“是指向学科中的核心概念,是基于事实基础上抽象出来的深层次的、可迁移的概念”[13]。②在方法上,STEAM课程以项目学习、问题学习、具身体验与翻转课堂等形式开展,融合了讲授法、演示法、讨论法、实验法等多种方法。与传统课程不同的是,STEAM课程以学生为中心,围绕具体项目或社会问题展开教学。在Yakman[14]设计的STEAM教学过程设计卡中,学生会经历准备、实施、改进与反思四个阶段,并“明确做什么、用什么、怎么做、达到何种效果以及在学习过程中的发现、观点与兴趣”。在这一系列学习活动中,教学方法往往以交叉结合的形式进行,如讲授法与自主学习法相结合、实验法与行动研究法相结合、讨论法与演示法相结合等,来自不同学科的教学方法随着课程内容的推进而不断碰撞融合,推动学生走向深度学习。

丰富多元的STEAM课程资源与稳定、专业的师资队伍是成功实施STEAM课程的重要前提。从课程资源的主体来看,STEAM课程资源可分为三种类型:①校内课程资源,除了教师、学生、教学工具、教学活动等常规资源,还包括教学资源库、教学实验室、创客空间等新型资源。②校外课程资源,主要包括图书馆、科技博物馆、企业/工厂等资源。③校内外共建资源,包括个体共建资源与机构共建资源两种类型。其中,个体共建是指师生、家长、专家等个体之间开展合作,机构共建则指高校、中小学、政府、企业、社区、博物馆等组织之间进行联合,共同支持STEAM课程建设。丰富多元的STEAM课程资源,为STEAM教育的顺利开展提供了人力、物力和空间支持。

3 优化STEAM课程的资源与师资队伍

总之,小学体育与健康课堂,应一切从学生的利益、兴趣、需求出发,具体问题具体分析,使学生愿学、乐学,充分享受体育锻炼带来的快乐。这样,小学生不仅愿意上体育课,还可以此培养学生产生稳定的、持久的体育兴趣,积极主动地参与到体育活动中来,从而为学生的终身发展奠定坚实的基础。

UHG速度、“黑洞征”和“混杂征”在两组比较,差异具有统计学意义(P=0.040、0.002及0.001,P<0.05),而血肿形态和初始血肿体积在两组比较,差别无统计学意义(P=0.978及0.193,P>0.05)(见表2)。

新型STEAM课程资源的开发与利用,对教师的教学能力提出了较高要求。在STEAM课程教师的培养方面,美国采取了“培训+认证”的做法:通过虚拟的网络系统进行STEAM课程的基本理论培训,待教师较好地掌握STEAM课程的体系与基本内容之后,再进行面对面的交流研讨与亲身实践;培训之后是认证,教师必须在培训过程中按要求提交课程计划草案、作业等材料,才能获得相应的资格认证证书。美国“培训+认证”的做法为我国STEAM师资队伍建设提供了参考,如培训方面,只有顺利通过资格认证,才算达到了STEAM教师标准;角色体验方面,教师以学生的角色参与STEAM教学活动,与学生共同投入到基于项目或问题的知识探究与动手实践中,从而更好地了解学生的学习背景、学习基础、兴趣点/关注点、学习过程等,进而增强STEAM教学的针对性、实现STEAM教学的个性化。

天问大师将彷徨的目光投向紫阳道长,紫阳道长也彷徨得不知所措。萧飞羽道:“较技赌命,没有人会选择束手束脚的内力相抗。传言大师无回掌霸道绝伦,行道江湖未逢敌手。我们以掌换掌放手一搏决定谁才是王者。”

四 结语

STEAM课程的形式、内涵与价值取向经历了多次变化,这既由其自身特性决定,又受现实社会对综合、创新与应用型人才之需求的影响。而如何精准把握STEAM课程的发展历程、价值取向与本土化建设,此问题值得思考。在借鉴国外STEAM课程建设经验的基础上,本研究从课程的标准与评价体系、内容与方法、资源与师资队伍三个方面进行了STEAM课程本土化建设的探索,可为我国STEAM教育的发展提供参考。

参考文献

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[10]Eisner E W.The educational imagination: On the design and evaluation of school programs[M].New York:MacMillan, 1985:61-86.

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[15]STEM Funders Network.STEM ecosystems[OL].<http://stemecosystems.org/>

[16]Burke B N.The ITEEA 6E learning ByDesign™ model: Maximizing informed design and inquiry in the integrative STEM classroom[J].Technology & Engineering Teacher, 2014,(6):14-19.

[17]赵慧臣,马悦,陆晓婷,等.STEM教育质量标准的制定、内容及启示:以美国圣地亚哥郡为例[J].开放教育研究,2017,(3) :50-61.

The Development History, Value Orientation and Localization Construction of STEAM Curriculum

LI Yi-ru1 PENG Yuan-yuan2
(1.School of Education, Shaanxi Normal University, Xi’an, Shaanxi, China 710062;2.Research Department, Academy of Social Sciences of Chongqing, Chongqing, China, 400020)

Abstract: Discipline integration education is irresistible now.As a typical representative of discipline integration education, the theoretical research and the localization exploration of STEAM (Science, Technology, Engineering, Art,Mathematics) curriculum has attracted the academia’s attention.Based on this, the paper firstly introduced the development process of STEAM curriculum.It was pointed out that the STEAM curriculum originating from America has experienced the evolution process from STS to STEM to STEAM/STEAMS to “STEAM+”, and its connotation changed from constructivism to pragmatism to humanism to utilitarianism.Then, the value orientation of STEAM curriculum was refined into integration, innovation and practice, and further corresponding analysis was performed.Finally, some suggestions on the localization of STEAM curriculum in China were put forward from the perspectives of standard and evaluation system, curriculum content and method, resource and teaching staff of STEAM curriculum,expecting to promote the further development of STEAM education and facilitate the cultivation of innovative talents in China.

Keywords: STEM curriculum; development history; value orientation; localization construction

【中图分类号】 G40-057

【文献标识码】 A

【论文编号】 1009—8097(2019)09—0115—06

【DOI】 10.3969/j.issn.1009-8097.2019.09.017

*基金项目: 本文为陕西省社会科学基金年度项目“网络环境下教师教育者与中小学教师协同发展研究”(项目编号:2018Q08)的阶段性研究成果。

作者简介: 李义茹,博士后,研究方向为教师教育学、课程与教学论,邮箱为liyiru365@163.com。

收稿日期: 2019年2月14日

编辑:小米

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