一、STEAM理念下的乐高机器人课程教学设计
（一）国内外研究现状
在 Google 上输入“乐高机器人”，找到约 933,000 条结果；很多网页在中国大陆地区无法打开浏览。在百度上找到的相关结果约 6,340,000 个。但大部分都是教育机构的信息或者一些生产厂商的购买链接，真正的乐高教育资源与案例甚少。但在近三年，相关课件、案例在不断丰富，尤其是近一年左右，百度相关搜索量从 2,310,000 个增加到了 6,340,000 个。体现出近几年对乐高机器人教育上的关注在不断升温。
国内对于 STEM 教育、创新课程以及培养学生的探究素养研究中，北京景山学校的吴俊杰、教育部教学仪器研究所梁森山、美国弗吉尼亚理工大学的李松泽三位老师非常关注当今中国应该培养的人才特点。他们共同发表的一文《STEM 教育对中国培养适应 21 世纪的复合型创新型人才的启示》中，介绍了 STEM 教育产生的国际背景、科技背景、教育背景以及劳动力需要求的变化，提出了 STEM 教育对中国技术教育以及工程教育的启示。目前的学校教育中，各门学科都是独立分开，单独开设的。而文中提出，STEM 教育可能会对学生的科学及数学的教育产生一定的影响。在学生的科学探究中，自主搭建实验仪器，将大大提高学生 STEM 的能力，对工具的使用与开发是科学教育中工程思维及技术应用的新形势。这种思维能力的培养、动手能力的锻炼，将思维与技巧传承给学生，使得最终内化为自身的创新能力。在《中小学信息技术教育》杂志上的“STEM 教育系列连载”中，吴俊杰老师一连发表多篇有关 STEM 教育的文章，在《数字科学：培养自由的研究者》中，吴老师针对美国发起的 STEM 教育，相比国内传统技术教育的优势与不足，介绍了北京景山学校在 2008 年 11 月开设的“数字科学”校本课程。通过开设这门校本课程，学生需要根据教师每单元的研究课题，利用信息技术作为学习工具，并掌握了用 Excel、几何画板、Scratch语言等技术来分析、处理数据，培养学生研究性学习的能力。文中提供的 18 周研究课题有一定的难度，基本都需要几门学科相结合共同完成。而这样的试点先行，为 STEM 教育跨出了一大步，也给想从事这方面的教师们提供了资料参考，推动了 STEM 教育在中国的发展。
Christina M. Chow 在教育博士论文上，将中国大陆与中国台湾的教育制度等与美国相比较，提出国家的发展需要投入教育，教育的对象是人，人的进步产生了新的创造力，反过来会促使社会有更大的进步与飞跃。Christina M. Chow 清晰地分析了三者在教育体制上的不同以及高等教育管理上的差异，直观的揭示了美国教育存在的问题，以及面临的国际竞争。作者认为面对国际化竞争态势，要报有一种具有洞察力的眼光，客观的衡量本国的能力，追求全球化视野下的STEM 能力、兴趣与理解力。
（二）研究主要成果
韩国忠南大学工业技术教育学院的李昭伊、刘君与卢泰天教授的《韩国技术教育发展的最新动向——以 STEAM 模型为中心的技术教育课程设计》，文中介绍了韩国的技术教育正在从单一学科走向综合学科，并以 STEAM 模型为基础，在初中和高中开展技术型课程，并验证了课程实施的可行性。1995 年韩国教育科学技术部发布以学科为中心的独立型知识体系的教育系统，但在 2009 年底，在《2009 年教育改革方案》中提出了将学科知识综合，增加实践性学习的活动。韩国开始了全面发展的教育进程中，提高学生对知识的应用能力。STEAM比 STEM 多了一个“A”，由美国弗吉尼亚科技大学的学者 Yakman 在研究中，第一次提出 STEAM。其中新增加的 A 指的是艺术（Arts），即美（Fine）、语言（Language）、形体（Physical）、人文（Liberal）艺术等含义。广义上将其理解为美术、音乐等人文艺术和语言艺术。
李昭伊和六名技术科教师一起设计的 6 项技术教育活动案例，都等培养学生的动手能力，例如其中一项是制作 LED 名片，不仅需要学生自己规划设计，还要掌握电子、激光技术和欧姆定律等原理的背景知识，并将这些与现代技术相结合起来。充分体现了学生综合思考的能力。
Melvin Goodwin and Myranda Brawley也提出了技术素养（TechnologicalLiteracy）的重要性。在南卡罗来纳州（South Carolina，SC）的 Laing Middle School全校开设 STEM 课程，2012 年春季开始筹备这一新课程的开发，并在 2012-2013学期开课，针对六年级学生的 STEM 内容。通过一学期，作者调查研究发现学生对这一课程的兴趣非常高，尤其是一些平时成绩不是很好的学生，他们对STEM 课程的学习比平时优秀的学生更积极主动，希望能长期的学习下去。当然，美国的这所中学能办得如此成功，归因于学校对教师先前的培养。在 2012 年暑假学校对涉及 STEM 课程的教师进行了前期师资培训，包括如何动手使用工具、电子类产品以及材料科学上的知识。
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