基于STEAM教学模式的中学课程教学体系构建及应用研究——以Python教学为例文献综述

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基于STEAM教学模式的中学课程教学体系构建及应用研究

摘要：近几年来，由于国外STEAM浪潮的兴起，我国也逐渐将教育目光转移到STEAM教育中，在以STEAM体系教育的理念下，不同省份的各大高校也已经开展了多个STEAM教育项目。在众多STEAM项目中，有优质的闪光点，也有还需要进行改进的地方，本次文献综述则主要阐述STEAM近几年在国内外的发展以及需要整改的问题所在。

关键词：STEAM教育； STEAM发展现状； 国内外STEAM教育对比；跨学科式教学

一、前言

STEAM教育正在逐渐成为各大高校热衷开展的课程，我国教育部在《关于“十三五”期间，全面深入推进教育信息化工作的指导意见》中已经提出要培养大批创新人才^[1]，这无疑是与奥巴马总统执政之后实施的STEM国家人才培育策略十分符合的。由此可见，国内外都十分提倡的STEAM教育必然会成为世界教育的主流，也是对在应试化教育占据主导地位的我国教育进行的一次全面改革。STEAM教学是一个引起中外讨论久已的词汇，但是也是一直都无法给出明确定义的词汇，什么是STEAM教学？根据不同文献的描述和总结，我做出了以下的归纳：STEAM教育是运用科学、技术、工程、艺术以及数学五门学科相互关联的知识，跨越学科界限，将多门学科的知识相互贯通融合，鼓励学生以多视角、多维度的方式来解决实际问题，从而达到培养问题解决能力、自主探究能力、合作学习能力和科学思维的目标的“跨学科课程”。（具体要素参见表1）^[2]在STEAM课程的开展中，通过人文底蕴、科学精神等核心素养来促进人文艺术、科学探究、自我反思等的STEAM教育内容，同时在课程中夹杂真实的环境、热门的实事以及多维的评价来让学生完全融入到课堂之中。

表1：STEAM教育要素

我国多个STEAM项目开展之后，很多学生对STEAM项目的兴趣日渐浓厚，但是也不乏有的学生在结束STEAM项目之后就丧失了兴趣，这对于我国教师是一个巨大的挑战，故而更多的问题也逐渐暴露出来，我国也急需采取恰当的措施来改变这一现状。

二、国内外研究现状对比

经过在网上浏览了众多的国内外STEM教育对比分析，研读了大量的STEAM教育相关的论文，概括起来我们可以将国内外研究现状对比分成以下几种差异：

（一）学术观念的差异

经过国内外多次的STEAM项目实施后，主要的实践形式被分为三种：

1. 以单独的学科形式呈现STEAM教育，但在学科融合方面更强调五门中的一门或两门学科
2. 将一门学科融入另外三门学科展开教学
3. 五门学科相互融合作为一个融合学科整体彼此融合

我国的实践形式主要以第一种“以单独学科来呈现STEAM教育，但是更强调数学和工程的思想”，由于教育模式的原因，我国没有办法安排出大量的时间来给STEAM课程进行教学，只能以平时学生在学校里的课程为载体，承载其他学科思想来完成STEAM项目的实施。国外的实践形式则是以第三种“将五门学科相互融合作为一个融合学科STEAM教育整体彼此融合”为主，这也就是意味着国外的STEAM教育将会花费巨大的师资、人力、物力在STEAM教育上，通过让学生长时间的处在一个真实的环境中，给予学生最真实的道具，让学生团体来完成一个STEAM项目，并且进行评价。

1. 争论焦点的差异

在美国的教育中STEAM教育占据了教育的大部分比例，尤其是为了发行STEAM教育，还培养了很多高校良好的STEAM教师，对这部分教师进行拨款授权，建立了专门负责研究此类项目的中心，设置了相关的奖学金等措施（如表2）。^[3]从这一方面来看，美国对于STEAM教育的重视程度远远大于我国。我国虽然有意发展STEAM教育，但终究不是一门主修课，所以学生接触到的机会是很少的，这类课程只是作为社团课等兴趣课程出现在校园生活中。学生也并不能清楚地了解到这就是STEAM教育并且重视起来，所以国内的STEAM教育并不能很好地达到“培养国家人才”这一目标。

表2：不同国家制定的相关STEAM法律

更为引人深思的一个争论焦点就是：STEAM教育应该作为一种基于标准的元学科还是指定为一个连贯但不完全整合的课程系列，在国外STEAM教育应该作为一种教学方法还是一门教学课程是教育家们久争不下的话题，约翰逊教授认为STEAM教育应该被看成教学方法，需要引导学生思考其中的教学思想，让学生将这种工程思想、数学思想以及美术思想融会贯通成为自己的思想，但这对于大部分的学生来说无异于是天方夜谭。就我国的基本学情来看，学生根本难以分心贯通更多的思想。为了全身心面对应试教育，学生的思维只能保持和应试教育一致的思维，而STEAM教育所倡导的工程思想等等都是干预了学生考试的思维。就学校而言，也无法提供学生足够多的时间来实践STEAM教育，学校没有能力也没有必要去承担这类课程所带来的风险。

同时，上述焦点引申出的另一个问题就是科学教育的功利化问题。^[5]国外的STEAM宗旨在于培养学生的STEAM素养，为以后建设相关的科学、技术、工程和数学领域的人才做铺垫。这种教育其实已经带有强烈的功利性了，教育应该是公平地对待每一个学生的，而STEAM教育的宗旨则是为了培养理工思想的青少年，这是对大部分不善于理性思维的学生的考验。男女之间的思维存在着差异，而美国如此大力发展科技人才的做法，已经干预到了文理科人才的公正天平。正如国内教育中，家长更愿意孩子去学习钢琴、书法、素描等可以加分的才艺，而不会让孩子选择计算机等无意义的兴趣。国外也因此对于“为什么要有STEM教育这门学科”和“这门学科在STEM整合中的作用是什么”^[10]有了颇大的争议，并且呼吁教育家们好好思考这两个问题。

1. 研究思路的差异

STEAM教育的首先提出者是美国，并且对于STEAM教育的定义也有了具象的表述：STEAM教育是科学、技术、工程、艺术和数学五门学科的整合，是一门后设学科，其内涵不仅于此，还包括宗教教育、计算机科学教育等学科领域，其内涵随着社会发展不断延伸和拓展。^[6]美国对于STEAM教育思路的主旨在于将实验与生活挂钩，类似于让学生去设计一座桥、建筑物、高铁等等在我们日常生活中随处可见的事物。同时在STEAM教育课程上给学生足够的时间来设计完成，甚至给学生足够真实的环境来学习，这对于学生的挑战性很大，但是代入感很强，是一个足以提高学生STEAM兴趣的途径。在STEAM课程设计上，采用了持续时间较长的课程时间，通过还原课程的背景、目标、内容等等，鼓励学生进行团队合作，与组员进行沟通得出最优的方案，在实施过程中，又能够向学生提供最真实的道具、材料，让学生全身心投入在设计过程中。最后通过多形式的评价，让学生从不同角度评价自己在这一堂课程中的收获。

国内的STEAM教育发展其实十分缺乏，我国倡导的是将STEAM教学内容放入一堂40~45分钟的课程来完成。通过为学生创设不同的实际情景，如小明建房子，小刚垃圾分类等等情景，来让学生完成不同的STEAM设计任务。相对来说，学生的环境缺乏了真实感，但是学生的学习时间是被有效缩短的，在一节40分钟的课程中，将设计要点和实现牢牢把握住，能够高效地完成任务。在这样的环境中，学生的学习效果提高了，但是学生的学习兴趣相对来说也减少了。近几年，我国STEAM教育也蒸蒸日上，政府和国家的支持推动了STEAM教育的发展，我收集了近几年顺利开展STEAM教育的一些学校，并且对这些学校的STEAM项目进行了分析（见表3）。

表3：实践STEAM课堂的学校及其项目名称

其中，《玩创“动”“力”》和《太阳系模型》是两门优秀的STEAM课程案例，在《太阳系模型》这一课程中，教师引导学生团队合作完成对太阳系中各组成星球的数据调查（网络查询）后，选择合适的比例，将调查所得的数据进行合适的缩放。在前期工作准备得差不多之后，鼓励学生团队画出理想的太阳系结构，并且采用3D打印技术制作出合理的八大行星。最后回顾整个设计过程，让学生反思在过程中遇到的困难、解决方法等，通过小组展示的形式展现自己的作品，并且他人参与投票的形式参与评比。相对来说，这是一门十分完善的STEAM课程，多重活动叠加，知识层面逐渐深入，同时给学生足够的动手实践，帮助学生理解多学科的知识。(表4是本次课程的教学目标)

表4：《太阳系模型》课程教学目标^[7]

1. 国内外实施情况与不足
2. 国外实施情况

逐渐重视人文情怀和审美情趣，从STEM教育慢慢演变成STEAM教育。同时也会逐渐加入很多其他学科的思想，思想建设、劳动技术等等都可以作为一种核心理念被加入到课程中，由于综合课程的特殊性，可以融合贯通许多思想于一节课程中。在国外，学校专门开设STEAM实验班，STEAM实验学校等等，都是有利于STEAM教育的开展的，同时给学生足够的时间来讨论和协商STEAM问题，并且团队解决问题。很好地帮助学生在STEAM教育过程中提升各项能力。

1. 国外实施问题
2. 难以将多门学科的思想很好的融合与STEAM课程中，随着融入学科数目的增多，课程难度会逐渐增大^[8]，合适的课程情景也会逐渐变得越来越少，当课程难度增大后，学生的学习兴趣会受到课程难度的影响而降低，当融合的学科很多时，学生在很大程度上会丧失原有的信心和兴趣。
3. 为了实现国家富强的教育功利性问题。为了培养创新型人才，英国在教育中的经济投入十分巨大，但是这一点也引起了很多教育家的争论，归根结底，教育还是不能有过于强烈的功利性，投入的资金也应该适度而不是一味地投资。
4. 国内实施情况

国内最早把中小学机器人融入到信息技术课程的学校是北京市景山学校^[9]，开创了机器人教育，在很大程度上促进了STEAM教育的国内发展，但是这一类课时花费的时间很长，需要的课时是远远不止1节课的，所以在我国的教育模式下，是很难做到将STEAM教学贯穿于学生的学习生活中的。这也就导致了我国对于STEAM教育产生了误区：为学生创设一定的情景之后，布置任务让学生完成的课程就是一个STEAM课程。

1. 国内实施问题
2. 采用多媒体数字教学工具的频率较低。在我国的课堂教学中最多应用的就是PPT等形式，很少或者偶尔采用视频的方法来进行教学，相比于十年前的教学工具，仿佛是一成不变的，这就导致了学生对学习的兴趣逐渐下降，在教育方法研究中，我们也应该一直致力于寻找合适的多媒体方法来促进学生的学习兴趣。
3. 思考讨论的时间匮乏。在课堂中，教师还是习惯采用讲授时间长，给学生动手实践的时间短的想法来执行，导致学生的思考时间远远不够，只是一味地将教师讲的知识灌输到脑子里，并没有形成自己独立的想法。

二、查阅中外文献资料目录

[1] 李正艳.中小学STEM教育模式的构建与应用研究

[2] 袁磊.STEAM教育:问题与思考[j].社会科学Ⅱ辑，2020,26（3），52

[3] EvrimBaran.The impact of an out‐of‐school STEM education program on studentsrsquo; attitudes toward STEM and STEM careers ，2019,1（14）,223

[4] 孙小淇.国外对STEAM教育活动设计是研究的发展历程[A].1009-5349，169

[5] 赵慧.从STEM到STEAM，中学教育应该做什么？.210511,20

[6] 何增荣 孔令书.STEAM 案例课程的设计方法与途径探究.周刊，8

[7] STEAM课程案例优秀范例：《太阳系模型》.教案

[8] 梁芳美 王运武 郑慧茵 黄春玲 龙晓婷.国外STEAM教育现状及其启示[A].1673-8454,15

[9] 杨豪.基于STEAM教育的小学机器人教育课程开发与实践.社会科学Ⅱ辑,2~5

[10] Rodger W. Bybee.What Is STEM Education? .Science 329 (5995), 996

资料编号：[269804]

基于STEAM教学模式的中学课程教学体系构建及应用研究

摘要：近几年来，由于国外STEAM浪潮的兴起，我国也逐渐将教育目光转移到STEAM教育中，在以STEAM体系教育的理念下，不同省份的各大高校也已经开展了多个STEAM教育项目。在众多STEAM项目中，有优质的闪光点，也有还需要进行改进的地方，本次文献综述则主要阐述STEAM近几年在国内外的发展以及需要整改的问题所在。

关键词：STEAM教育； STEAM发展现状； 国内外STEAM教育对比；跨学科式教学

一、前言

STEAM教育正在逐渐成为各大高校热衷开展的课程，我国教育部在《关于“十三五”期间，全面深入推进教育信息化工作的指导意见》中已经提出要培养大批创新人才^[1]，这无疑是与奥巴马总统执政之后实施的STEM国家人才培育策略十分符合的。由此可见，国内外都十分提倡的STEAM教育必然会成为世界教育的主流，也是对在应试化教育占据主导地位的我国教育进行的一次全面改革。STEAM教学是一个引起中外讨论久已的词汇，但是也是一直都无法给出明确定义的词汇，什么是STEAM教学？根据不同文献的描述和总结，我做出了以下的归纳：STEAM教育是运用科学、技术、工程、艺术以及数学五门学科相互关联的知识，跨越学科界限，将多门学科的知识相互贯通融合，鼓励学生以多视角、多维度的方式来解决实际问题，从而达到培养问题解决能力、自主探究能力、合作学习能力和科学思维的目标的“跨学科课程”。（具体要素参见表1）^[2]在STEAM课程的开展中，通过人文底蕴、科学精神等核心素养来促进人文艺术、科学探究、自我反思等的STEAM教育内容，同时在课程中夹杂真实的环境、热门的实事以及多维的评价来让学生完全融入到课堂之中。

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