STEAM教育中的核心素养体现及项目教学新范式

詹玉婷 田钰

摘要：本文尝试对接中国学生发展核心素养的三大基本内涵，剖析STEAM教育中的五大核心素养体现，基于STEAM核心素养的视角，厘清STEAM教育的基本特征，提出了STEAM跨学科项目式教学新范式，以发挥STEAM教育的最大效能，促进学生核心素养的全面落实。

关键词：核心素养  STEAM教育  项目教学

STEAM教育起源于美国，以美国国家科学委员会提出的SMET（科学、数学、工程和技术教育集成）为开端，逐渐发展为STEM教育。2011年，弗吉尼亚理工大学Yakman提出将艺术与STEAM相融合，拓展STEM教育的内涵至人文、语言、美术等领域，STEAM教育由此成形。

STEAM教育整合了科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineer）、艺术（Arts）、数学（Math）五大学科，是一种培养学生创造力和跨学科创造性思维的教育理念和方式。2016年，教育部颁布《教育信息化“十三五”规划》，明确指出：要加强信息技术在众创空间、跨学科学习（STEAM教育）的应用。2016年9月，北京师范大学核心素养课题研究组发布的《中国学生发展核心素养》研究报告指出，学生发展核心素养主要指“学生应具备的，能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力”。核心素养作为教育领域的前瞻性改革战略与发展理念，根植于“人的全面发展”教育理念，在现阶段及将来的教育理论与实践中发挥着指导和引领作用。然而，多数STEAM教育实践者并未将核心素养的目标要求有效融入到STEAM教学中，大部分未将核心素养内容纳入到教学设计，仍停留在分学科具体目标层面，很少指出学生在自主学习、文化积淀、社会责任等方面的素养要求，不利于学生全面发展。因此，STEAM教育的培养目标即STEAM核心素养的真正内涵是STEAM教育发展的关键问题，目前我国的相关研究几乎空白。因此，以STEAM核心素养为基点，探讨STEAM教育的基本特征及STEAM项目式教学的基本范式，是本研究的重点。

一、STEAM核心素养与学生发展核心素养

（一）STEAM教育与学生发展核心素养的内在关系

从本质上看，核心素养是个体在面对复杂不定的情境时综合运用多学科知识、原理和方法解决实际问题所表现出来的必备品格与关键能力。STEAM教育要求利用跨学科知识解决复杂问题，具有融合性、生成性、实践性三大特征，很大程度上与核心素养的本质相契合。可以说，学生发展核心素养是教学目标的上位概念，它为STEAM跨学科教学目标的制定提供了依据，对各学科深度融合的模式起着导向作用，是STEAM教育开展的指导性理念和目标基础。选择哪些学科进行融合、如何融合，要根据要培养的核心素养来确定。同时，核心素养的理念只有在教学中才能落地生根，STEAM教育是学生发展核心素养的重要落实途径之一，通过STEAM教育的开展，可以进一步丰富和完善学生发展核心素养体系，两者是相互促进、彼此渗透的关系。如图1所示：

（二）STEAM核心素养的内涵

STEAM核心素养是在学生核心素养框架下学生学习STEAM课程后逐步形成的必备品格和关键能力，反映了社会主义核心价值观下STEAM课程育人的基本要求，全面展现了STEAM课程学习对学生未来发展的重要价值。本文對接学生发展核心素养的三方面表现，尝试提出了STEAM教育的五方面核心素养，即文化感知与认同、科学思维与责任、知识融合与应用、项目设计与创新、物化实践与合作。如图2所示：

1.文化感知与认同

学生通过STEAM课程的学习，逐渐形成对中国乃至全球文化的积淀，了解全球科研与制造业的发展趋势;能够充分感知科技文化的独特魅力，理解科技文化对社会发展的重要意义;在学习过程中逐渐对科技创新、创意制作等STEAM实践产生认同感。

2.科学思维与责任

学生通过STEAM课程的学习，学会尊重客观事实和科学依据，树立严谨务实的科学态度;能够用科学的思维做出理性判断和解释，具备从生活中发现问题、探究方案、解决问题的能力;保持积极健康的生活态度与习惯，追求科技文化中的真善美，主动承担科学的社会责任。

3.知识融合与应用

学生在STEAM实践活动中，能够主动提取和分析其中的科学、技术、工程、艺术、数学等领域相关知识，并能够将这些学科知识融合、建构，形成对生产生活及自然内在联系的认知和理解，进而在现实生活中应用这些知识解决相关问题。

4.项目设计与创新

学生能够从日常的生产生活、学习和实践活动中发现真实问题，通过资料收集和分析，综合应用跨学科的知识和系统思维、批判性思维以及科学思维探究、设计具有一定价值的STEAM项目、科学探究、产品方案，并具备一定的创新性。

5.物化实践与合作

学生借助相关材料和工具对设计的方案进行物化实践，通过小组合作对项目实施过程和结果进行充分讨论、表达和交流，具备合作探究和动手实践能力。

二、STEAM教育的特征——基于STEAM核心素养的视角

（一）教学目标：发展每一位学生的STEAM核心素养

布鲁姆的教学目标分类法将教学目标分为认知领域、动作技能领域和情感领域，这种分类方法广泛应用于基础教育阶段的教学目标制定，要求学生循序渐进地对知识进行掌握、分析和应用，通过教师引导，最终达成情感态度价值观的高阶目标。STEAM教育本质上要求利用跨学科的知识解决复杂问题，重点提升学生的创新、探究、实践和问题解决能力，布鲁姆的教学目标分类法无法涵盖以上几个方面，因此STEAM教学过程中使用此类教学目标无法达成教学效果。在核心素养发展背景下，STEAM教育要面向全体学生，通过科学、技术、工程和数学等领域的学科知识与科学方法的有机融合，培养学生的探究、分析、设计、实践和创新能力，发展学生的核心素养，促进学生个人自主发展，适应快速变化的社会生活。

（二）教学内容：以解决与生活相关的真实问题及跨学科内容为主

STEAM教学内容应是基于生活中的真实问题。STEAM教育理念强调知识来源于丰富的生产生活，通过发现生活中的真实问题，探究真实问题的解决方案，物化实践解决真实问题，进而获得真实体验。此外，STEAM教育需融合科学、技术、工程、艺术、数学等学科的内容，体现跨学科特点，但并不是这些学科课程的简单叠加，而是多学科的深度融合，是将跨学科的内容融合到一个教学范式中，把零散的知识整合为相互联系的有机整体，除了STEAM中涉及的五个学科领域，还鼓励将音乐、美术、语言、社会、人文等更多的内容融入课程中。

（三）教学方式：以项目式合作探究学习为主

STEAM教育的教学方式一般采用项目式学习，在完成项目中不断增强实践与创新能力。根据课程实际情况辅以任务驱动、主题活动、体验学习、模仿练习、游戏竞赛等其他方式，倡导结合学段特点创造性地开展STEAM项目式学习，项目内容能够引起学生的兴趣，项目学习活动建议分组进行。

（四）教学评价：注重学习全流程的过程性评价

对于项目式探究学习，STEAM教学的评价应多元开放，坚持以过程性评价为主、以终结性评价为辅，强调学生、同伴、教师等多主体参与，重视评价的改进和激励价值。根据教学需要和反馈情况，评价对象可覆盖课程、项目、教师教学、學生学习等多个方面。评价一般采取组内评、组间评、全班评、教师评等形式，评价内容需综合考虑学生学习过程中的表现，如态度、兴趣、参与度、任务完成情况等。

（五）学习环境：因地制宜创设开放的环境

STEAM教育提倡利用现代技术手段，结合STEAM课程内容，构建灵活、包容的学习环境。除专门的STEAM实验室外，可选择普通教室、专用教室、学科实验室、创客空间、虚拟空间、校园等作为STEAM学习环境，倡导走出校园，自然世界、科技馆、博物馆、天文台、科研院所的实验室以及其他可利用的自然和社会资源等，都可以成为泛在化的STEAM学习空间。

三、STEAM项目教学新范式——基于STEAM核心素养的视角

STEAM教育的课堂以项目式教学为主，教学过程充分体现学生的学习主体性，对教师也更具有挑战性。本文从核心素养培养的角度，尝试构建STEAM跨学科项目式教学的新范式，以充分发挥STEAM教学的实际效能。如图3所示：

（一）项目开展前：确定核心素养，做好教学分析、项目设计和资源工具准备

确定核心素养是STEAM教学开展的起点，应以学生的全面发展为根本目标，根据STEAM核心素养的五个具体维度进行细化，具体内容可以根据学生基础有所侧重。STEAM项目的教学分析主要包括教学目标分析、学生特征分析和跨学科学习内容分析三个方面。STEAM项目的教学目标涉及科学、技术、工程、艺术、数学等学科领域，还可能包含音乐、美术、语言等其他学科目标，建议通过分析学习主题，对项目涉及的各学科目标进行具体分析和描述。学生特征分析要求教师对学生的认知特点、知识水平以及其他智力和非智力因素进行充分把握，以确保项目内容适合学生的能力与知识水平。学习内容分析是项目式教学的基础，可以通过绘制知识图谱的方式，明晰要学习的跨学科知识内容、知识类型及其间的结构关系。在以上详细教学分析的基础上，确定项目内容、项目学习活动流程、学习效果评价标准等。STEAM项目的教学实施条件不同于传统学科，学生需要通过整合大量的碎片化信息，完成自主学习和意义建构，因此，提供丰富的学习资源与工具是STEAM教学中必不可少的环节。教师需要对项目实施和小组合作探究所需的实验室条件、材料设备、软硬件资源进行充分评估和准备，如3D打印机、开源电路板、激光切割机、程序设计工具、概念图工具等，以便项目顺利开展。

（二）项目过程中：做好学习流程的有效控制、指导和节点目标设置

STEAM教育更能体现学生为主体、教师为主导，教师引导学生在体验解决实际问题的过程中提升创新能力，在实际课堂教学中教师的主导性主要体现在三个方面：第一，做好学习流程的控制和管理。学生的STEAM学习流程一般为：确定问题——收集信息——集体讨论——提出多个解决方案——确定最终方案——设计并制作原型——测试和优化——展示和评价。教师需提前指导学生掌握以上流程，但学习过程是可以调整的，各步骤可以重复。遇到困难或挑战时，教师甚至可以指导学生回溯到之前的步骤，结合实际情况做好学习流程的控制和管理。第二，提供学习过程中的有效帮助。由于学生的知识水平和认知策略各不相同，学习路径和面临的困难也必不相同，教师需针对不同情况给予及时反馈和帮助，帮助学生解决项目学习中的问题，提升完成项目的信心，调动参与的主动性。第三，设置关键节点目标。面对丰富的资源，学生的自主学习行为易出现与目标偏离的情况，项目进度难以准确把控，为此，教师要在项目学习过程中设置几项关键的节点目标，一方面可规范学生学习、调控项目进度，另一方面通过对关键节点的完成度进行深刻反思，深化所学知识。

（三）项目结束后：加强教学总结，促进知识建构，推动STEAM核心素养落实

STEAM项目的知识内容涉及多个学科，学生学习的是解决现实问题的零散的具象知识，需要延伸到系统的抽象知识层面，融入原有的知识结构体系，各维度的核心素养也需要进一步落实。因此，建议项目结束后对照确定好的五大核心素养目标适时进行教学总结，教师可以自行总结并在课堂中独立完成，也可以通过小组汇报交流、教师指导的方式与学生共同完成。建议设计一套能够反映跨学科基本概念和基本原理、覆盖不同知识水平的拓展材料或强化练习，供学生自主选择，对于学有不足的学生，这样能够纠正他们对于跨学科的抽象知识的错误理解和片面认识，对于学有余力的学生，能够起到巩固拓展的作用。

结语

课堂教学是教师与学生进行交流的主要场所，教师教学理念、教学方式、教学内容、教学目标等方面的变革都会对学生的成长起决定性作用，是STEAM教育有效实施的最关键一环。因此，本研究对STEAM教育的基本特征及课堂教学范式的探讨还处于理论层面，其范式的可行性还需在长期的教学实践中进行验证。此外，STEAM教育作为国外引入的教育理念和教育方式，要在我国本土实现无缝对接，还需对STEAM教育的基本理念、课程实施模式、课程内容、评价机制、教师能力标准等进行进一步的本土化改革和探索，这也是后续研究的重点和方向。

参考文献：

[1]余胜泉，胡翔.STEM教育理念与跨学科整合模式[J].开放教育研究，2015（4）：1322.

[2]崔华，朱家华，张秀红.基于项目的STEAM学习探析：核心素养的视角[J].华东师范大学学报（教育科学版），2017（4）：5461.

[3]核心素养课题组.中国学生发展核心素养[J].中国教育学刊，2016（10）：13.

[4]肖磊.关于核心素养研制的几个基本问题[J].教育发展研究，2016（22）：2834.

[5]袁磊.核心素养视域下STEAM教育的课堂教学变革[J].中国电化教育，2019（2）：99103.

猜你喜欢STEAM教育项目教学核心素养浅析气排球运动对普通高中学生体育与健康核心素养培养的价值科教导刊·电子版(2019年12期)2019-06-12例谈STEAM教育在中国的创新发展路径基础教育参考(2019年8期)2019-05-22从“车让人先行”谈课堂情景模拟教学中国校外教育(下旬)(2018年9期)2018-09-29着眼学科核心素养 构建活力课堂魅力中国(2018年26期)2018-08-062016年美国国家化学周活动介绍化学教学(2017年8期)2018-02-22从STEM到STEAM：课程理念的变迁与课程实施策略黑龙江教育学院学报(2018年12期)2018-02-13学科核心素养视角下的高中化学教学策略中学课程辅导·教师教育（中）(2018年11期)2018-01-28基于儿童核心素养的幼儿园课程构建的思考读与写·下旬刊(2017年7期)2017-10-11中职美术课堂项目学习的应用与实践考试周刊(2017年2期)2017-01-19高职高专《发电厂电气设备》课程教学改革探讨考试周刊(2016年89期)2016-12-01 相关热词搜索： 范式 素养 体现