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STEAM教育对学生创新素养的影响及其实施策略

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第一作者:师保国

作者简介:师保国,首都师范大学心理学系副教授,硕士生导师,研究领域为创造性发展与创新教育,baoguoshi@cnu.edu.cn(北京 100048);高云峰,清华大学航天航空学院教授,研究领域为力学与青少年科普教育(北京 100084);马玉赫,首都师范大学心理学系在读硕士,研究领域为创造性发展与创新教育(北京 100048)。

人大复印:《中小学教育》2017 年 08 期

原发期刊:《中国电化教育》2017 年第 20174 期 第 75-79 页

关键词: STEAM教育/ 创新素养/ 实施策略  STEAM education/ creative competencies/ implementation strategies/

摘要:创新素养是学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的创新品格和创新能力,它是学生核心素养的“核心”成分之一。在学校当中提升学生的创新素养,STEAM教育是一条重要而有效的途径。该文首先概括了STEAM教育的基本理念,进而分析了这一教育模式对学生创新素养的影响,最后对STEAM教育在教学中的实施策略进行了探讨,提出从跨学科、跨领域的角度,从开展实践、促进专长发展的角度,以及从真实情境中的问题解决角度来培养学生的创新素养,具体策略包括开展基于项目和基于问题的学习,特别是利用群体创新空间开展基于具有“实景”和“大型”特点项目的学习等。

文章编号:1006—9860(2017)04—0075—05

中图分类号:G434

文献标识码:A

伴随着知识经济时代和全球化网络信息科技时代的到来,社会环境愈发呈现出复杂多变、快速变迁的特点。在以Google、Facebook、Twitter等为代表的“现代社会”及“后现代社会”当中,人们需要更加灵活、更加多样化的素养去适应这些快速、显著的变化。其中,以“创造性”为核心的创新素养作为应对未来复杂多变环境的重要条件,得到了国际与国内社会的普遍认同。具备高水平的创新素养,意味着个体能够在生活、学习、工作中有效解决各种问题,适应经济转型、信息化、城镇化、老龄化社会所带来的时代变革;同时还意味着国家可以有效应对世界科技的迅猛发展和综合国力的激烈竞争,提升国际地位和影响力。因此,如何通过教育促进学生创新素养的获得与发展,是摆在各级各类学校面前的一项重大而意义深远的任务。

创新素养的实质是创造性,而创造性是指根据一定的目的,运用一切已知信息,产生出某种新颖、独特、有社会意义或个人价值的产品的智力品质[1]。结合这一内涵以及教育部文件对核心素养的定义[2],我们可以把创新素养界定为学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的创新品格和创新能力。作为学生核心素养的“核心”成分之一,创新素养是逐步形成和发展的,在发展过程中会受到先天条件和后天环境等各种因素的影响。因此,从学校教育的角度而言,创新素养一方面需要保护,另一方面也是可教、可学的。换言之,无论是创新品格还是创新能力的培养落实,都需要通过学校教育教学实践来实现。根据国际相关研究,在这一方面STEAM教育可以发挥巨大的作用。接下来,本文将主要介绍STEAM教育的基本理念及其对创新素养的影响,进而从具体的教学、课程落实角度提供可行有效的实施策略。

一、STEAM教育的基本理念

STEAM一词缘起于STEM教育,指的是与科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、数学(Mathematics)学科相关的教育[3]。后来人们认识到完整的教育还需要把人文艺术(Arts)加入进来,STEAM教育由此而产生[4]。与传统的分科教学不同,STEAM教育将相关的课程进行有机交叉融合,相互协调作用,形成一个知识体系,并将其应用于实际的问题解决之中。这一教育概念的提出源自于20世纪80年代的美国,为了应对国际劳动力市场的激烈竞争和提高劳动者的职业胜任能力,美国的科学教育工作者最先提出了STEM教育,并得到了广泛认可。之后,STEM教育不断得到来自政府以及各教育相关组织的支持,开发出了相应的、成体系的教学方法和评价机制。与STEM教育评价标准相关的,有由美国国家研究委员会于2008年举行的研讨会创建的21世纪技能框架和由美国工程与技术认证委员会(ABET)开发的工程标准[5]等,这些标准由专业人士设计而成,目前已经广泛应用于STEAM教育之中[6]。在核心素养的培养过程中,应重视跨学科思路、重视真实情境中的问题解决以及强调全体学生的发展等方面,这些要求与STEAM教育所倡导的核心理念不谋而合。

(一)强调跨学科、跨领域

基于对培养学生核心素养尤其是实践创新素养的要求,教育教学中应重视跨学科、跨领域的知识融合,而STEAM教育十分强调这一点。STEAM教育强调通过整合科学、技术、工程、数学和人文艺术等多个学科、多个领域的知识与技能,在传统上相互分离、各成体系的学科中间建立一座沟通的桥梁,使学生学习的分专业的、零碎的知识变成一个相互联系、相互统一的整体,让他们能够从完整、系统的视角去认识世界,认识社会。在实现这些目标的同时,避免了传统分科教学所存在的知识割裂现象,有利于学生形成跨学科或交叉学科的综合素养[7],有利于实践创新素养的形成。

(二)强调真实问题

核心素养特别是实践创新素养的培育不会只停留在理论与抽象层面,而会融入到现实的问题解决中,重视问题解决的真实性、情境性。某种程度上,学习是一种问题解决的过程,而增进学生的问题解决能力则是教育最重要的目标之一。然而,注重书本知识的传统教育却恰好忽视了这一学习的核心含义,忽视了对学生实际问题解决能力的培养,从而导致在这种教育模式下培养出来的学生难以很好地适应社会生活,使学校教育与实际生活之间产生了严重的错位[8]。在这一背景下,STEAM为促进个体问题解决能力的发展提供了一种新途径。在STEAM教育中,学生们所面临的问题往往是真实的、复杂的、多阶段的。真实性意味着这些问题与学生在实际生活中或将来在其职业生涯中可能遇到的问题相似;复杂性意味着问题是结构不良的、含有许多未知的、模糊的成分,解决问题涉及到观察、推理、收集、整理、分析信息等一系列的知识和技能;多阶段性意味着问题、章节甚至教科书中并不一定给出解答所需要的全部信息,学生可能需要做一些研究,去发现新的材料,然后基于已知的信息做出判断和决策,因此问题的解决可能需要学生们花上一个星期或更多的时间去完成。通过大量如此形式的问题解决,学生在实践中不断发现问题、解决问题,不断实现创新,有利于学生形成实践创新素养。

(三)STEAM教育关注所有的学生

STEAM教育关注所有的学生,包括不同认知能力水平、不同性别、不同文化背景的学生,甚至是残疾学生等有特殊需求的学生[9]。教育的多样化和多维度是STEAM的一大特点,在教育过程中,诸如残疾学生等有特殊需求的学生往往会被忽视,这对于他们来说是不公平的。有研究指出,目前大量课程设计都是单一死板的[10],多样化程度不够,无法向特殊需求学生提供其所需教育。STEAM教育给予这些学生更多的关注,以使其得到应有的和有用的教育。

二、STEAM教育对学生创新素养的影响

以往的大量实证研究发现,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]。从广义的文化定义而言,多学科实际上也属于多元文化,因而对多学科的学习也能够带来多样化的文化经验。在这一方面

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