建構(gòu)主義視域下的STEAM教育探析

摘要：在“互聯(lián)網(wǎng)+”和“雙創(chuàng)”背景下，STEAM教育依托物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)在教育領(lǐng)域興起。STEAM教育推進(jìn)跨學(xué)科知識融合，強(qiáng)調(diào)在幫助學(xué)生融會貫通科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等知識的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生的興趣驅(qū)動力、動手實(shí)踐的能力和創(chuàng)新思維。

關(guān)鍵詞：建構(gòu)主義；學(xué)習(xí)理論；STEAM教育

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 論文編號：1674-2117（2017）13/14-0084-04

近兩年，STEAM教育、創(chuàng)客教育已成為教育領(lǐng)域熱烈討論的話題。STEAM教育不同于創(chuàng)客教育，它強(qiáng)調(diào)在幫助學(xué)生融會貫通科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等知識的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生的興趣驅(qū)動力、動手實(shí)踐的能力和創(chuàng)新思維，因此，跨學(xué)科知識融合的STEAM教育是創(chuàng)客教育的基礎(chǔ)。

筆者通過對國內(nèi)針對STEAM教育的大量研究文獻(xiàn)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，STEAM教育的許多核心特征和課程整合模式與建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論存在諸多相似性，可以說，STEAM教育建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論之上，可以看作是這種學(xué)習(xí)理論的教學(xué)實(shí)踐。本文正是基于這一思想，探尋STEAM教育與建構(gòu)主義的聯(lián)系，以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的視角解讀與闡釋STEAM教育的核心特征和STEAM課程的整合模式，并從建構(gòu)主義的角度出發(fā)，為STEAM教育發(fā)展中可能存在的問題嘗試給出建議。

STEAM教育并不是科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)教育的簡單疊加，而是將五種學(xué)科知識融會貫通、有機(jī)整合，使其在人們分析和解決問題的過程中相輔相成。在STEAM教育中，科學(xué)支持人們認(rèn)識世界的規(guī)律；工程與技術(shù)支持人們根據(jù)社會需求改造世界；藝術(shù)幫助人們以美好的形式豐富世界；數(shù)學(xué)則為人們發(fā)展與應(yīng)用科學(xué)、工程、藝術(shù)和技術(shù)提供思維方法和分析工具。[1]

● 用建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論闡釋STEAM的核心特征

STEAM教育具有以下幾種核心特征：跨學(xué)科性、趣味性、情境性、協(xié)作性、藝術(shù)性。[2]下面，筆者用建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論對其進(jìn)行闡釋。

1.跨學(xué)科性

建構(gòu)主義打破傳統(tǒng)認(rèn)知主義的觀點(diǎn)，認(rèn)為學(xué)習(xí)的結(jié)果是學(xué)習(xí)者已有知識與外界新知識經(jīng)過“同化”和“順應(yīng)”的新產(chǎn)品，最終形成非結(jié)構(gòu)性的、網(wǎng)狀的知識體系。布洛非的研究指出，“在教與學(xué)的活動中，不必要組成嚴(yán)格的直線型層次，因?yàn)橹R是由圍繞著關(guān)鍵概念的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成的，它包括事實(shí)、概念、概括化以及有關(guān)的價值、意向、過程知識、條件知識等”。[3]即知識結(jié)構(gòu)是從金字塔形向蜘蛛網(wǎng)形轉(zhuǎn)變。已形成的網(wǎng)絡(luò)也不是固定不變的，當(dāng)新的“網(wǎng)點(diǎn)”加入時，既成的網(wǎng)絡(luò)就會被打破，更為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)被重新構(gòu)建。因此，知識應(yīng)是無限開放的。

按照建構(gòu)主義這一知識觀，知識不應(yīng)過細(xì)地進(jìn)行分門別類，各學(xué)科不僅應(yīng)獨(dú)立形成完備的知識體系，還應(yīng)認(rèn)識到知識是一個“大家族”，族中的每一位成員都有關(guān)聯(lián)，可以由此及彼，由彼及此。全面發(fā)展的人應(yīng)既具有自然科學(xué)知識，又具有人文社科知識，既具有工程技術(shù)知識，又有藝術(shù)美學(xué)知識，所以應(yīng)改變課程結(jié)構(gòu)那種過于強(qiáng)調(diào)學(xué)科本位、缺乏整合的現(xiàn)狀，設(shè)置綜合課程。而STEAM教育很好地實(shí)踐了建構(gòu)主義知識觀的這一內(nèi)涵。STEAM教育的核心特征就是學(xué)科融合，打破學(xué)科知識之間的“壁壘”，不再將重點(diǎn)放在某個特定學(xué)科或者過于關(guān)注學(xué)科界限，而是將重心放在特定問題、特定項(xiàng)目上，強(qiáng)調(diào)利用科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等學(xué)科相互關(guān)聯(lián)的知識解決問題，實(shí)現(xiàn)學(xué)科界限的跨越，從多學(xué)科知識綜合應(yīng)用的角度提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。例如，在中小學(xué)，教師可以圍繞“水”這一話題設(shè)置STEAM課程，將語文中關(guān)于“水”的課文、思想品德中關(guān)于“節(jié)約用水”的美德、化學(xué)中關(guān)于“水”的一系列化學(xué)反應(yīng)、地理中關(guān)于“水循環(huán)”的知識、物理中關(guān)于“求水的流速”的各種問題融入課程中，實(shí)現(xiàn)學(xué)科知識之間的跨界與融合，這對培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維、創(chuàng)新意識都是十分有益的。

2.趣味性

建構(gòu)主義打破傳統(tǒng)教學(xué)中以教為主的教學(xué)方式、替代性的教學(xué)策略，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，何克抗教授曾把建構(gòu)主義的教學(xué)模式概括為“以學(xué)生為中心，在整個教學(xué)過程中，教師起組織者、指導(dǎo)者、幫助者和促進(jìn)者的作用，利用情境、協(xié)作、會話等學(xué)習(xí)環(huán)境要素充分發(fā)揮學(xué)生的主動性、積極性和首創(chuàng)精神，最終達(dá)到使學(xué)生有效地實(shí)現(xiàn)對當(dāng)前所學(xué)知識的意義建構(gòu)的目的”。因此，學(xué)習(xí)的主體是學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生形成良好的學(xué)習(xí)動機(jī)是實(shí)施教學(xué)的前提。建構(gòu)主義提出一種“拋錨式教學(xué)”的教學(xué)模式，即要求教師的教學(xué)要建立在有感染力的真實(shí)事件或真實(shí)問題的基礎(chǔ)上，采用創(chuàng)設(shè)情境來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動探索精神，使他們始終處于主動探索、主動思考、主動建構(gòu)意義的認(rèn)知主體位置。這為STEAM課程提供了指導(dǎo)性的建議。STEAM教育主要是以基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)、基于問題的學(xué)習(xí)為主[4]，在實(shí)施過程中把多學(xué)科知識融于有趣、富有挑戰(zhàn)性、與學(xué)生生活相關(guān)的問題中，問題和活動的設(shè)計(jì)要能激發(fā)學(xué)習(xí)者內(nèi)在的學(xué)習(xí)動機(jī)，問題的解決能使學(xué)生有成就感，課程設(shè)置需要有趣味性。因此，STEAM教育在中小學(xué)要落實(shí)兩個方面：一個方面是要考慮如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神，另一個方面是要考慮如何讓學(xué)習(xí)變成一件有意思的事情。

3.情境性

建構(gòu)主義認(rèn)為，生活中普遍存在的是大量非良構(gòu)的知識，可以說，在所有的領(lǐng)域，只要將知識運(yùn)用到具體情境中去，就都有大量結(jié)構(gòu)不良的特征，我們不可能將已有知識簡單提取去解決實(shí)際問題，只能根據(jù)具體情境，以原有知識為基礎(chǔ)，建構(gòu)用于指導(dǎo)問題解決的圖式。斯皮羅等人認(rèn)為學(xué)習(xí)分為初級學(xué)習(xí)和高級學(xué)習(xí)兩種，高級學(xué)習(xí)要求學(xué)生把握概念的復(fù)雜性，并廣泛而靈活地運(yùn)用到具體情境中。[5]因此，知識需要在具體問題中針對具體情境進(jìn)行再創(chuàng)造，學(xué)生只有在不同的問題情境中靈活運(yùn)用所學(xué)知識，才能進(jìn)行有效的“意義建構(gòu)”。而STEAM教育也很好地體現(xiàn)了這一原則。STEAM教育具有情境性特征，它不是教授學(xué)生孤立、抽象的學(xué)科知識，而是強(qiáng)調(diào)把知識還原于豐富的生活，結(jié)合生活中有趣、具有挑戰(zhàn)性的問題，通過學(xué)生的問題解決完成教學(xué)。需要注意的是，STEAM課程的情境應(yīng)與現(xiàn)實(shí)情境相類似，以解決學(xué)習(xí)者在現(xiàn)實(shí)生活中遇到的問題為目標(biāo)，學(xué)習(xí)內(nèi)容要選擇真實(shí)性任務(wù)，不能對其做過于簡單化、理想化的處理，使其遠(yuǎn)離現(xiàn)實(shí)的問題情境。此外，情境下的學(xué)習(xí)任務(wù)應(yīng)是復(fù)雜的，反對兩者必居其一和二者擇一的環(huán)境。學(xué)習(xí)是基于情境的，是發(fā)生在社會環(huán)境中的一種活動，這也是建構(gòu)主義為STEAM教育帶來的啟發(fā)。

4.協(xié)作性

建構(gòu)主義非?？粗卦趯W(xué)習(xí)過程中，小組的協(xié)作學(xué)習(xí)和討論交流，“協(xié)作”和“會話”是建構(gòu)主義的重要屬性。如下頁圖所示，協(xié)作會話發(fā)生在學(xué)習(xí)過程的始終，協(xié)作對學(xué)習(xí)資料的搜集與分析、假設(shè)的提出、學(xué)習(xí)成果的評價直至意義的最終建構(gòu)均有重要作用。學(xué)習(xí)小組成員之間必須通過會話商討如何完成規(guī)定的學(xué)習(xí)任務(wù)。此外，協(xié)作學(xué)習(xí)過程也是會話的過程，每個學(xué)習(xí)者的思維成果為整個學(xué)習(xí)群體所共享，從而達(dá)到有意義的建構(gòu)。

馬諾新技術(shù)高中是美國一所推行STEAM教育的學(xué)校，該校所有的課程都被拆分為一個個的學(xué)習(xí)項(xiàng)目，在每個項(xiàng)目結(jié)束時，學(xué)生團(tuán)隊(duì)要在一個座談小組里報(bào)告自己的成果，每個學(xué)生每年都要做50～65次公開演講，到畢業(yè)時，他們將會有200次機(jī)會登臺演講，報(bào)告自己的研究成果。而反觀我國，大多數(shù)教師實(shí)施STEAM教育僅限于機(jī)器人課程中。如果把STEAM教育比作蚌殼，那么其中珍貴的珍珠應(yīng)是通過協(xié)作解決復(fù)雜問題的能力、批判性思維能力以及流暢的表達(dá)能力，這些也是21世紀(jì)需要掌握的重要技能。

5.藝術(shù)性

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的教學(xué)模式中，有一個“社會文化模式”，該模式要求把科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)社會學(xué)的有關(guān)內(nèi)容引入中小學(xué)科學(xué)教育，以期促進(jìn)學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的理解，培養(yǎng)他們的科學(xué)精神和創(chuàng)造力。這一模式不是將大量的學(xué)科知識內(nèi)容簡單相加，而是從社會、歷史、哲學(xué)等角度對自然科學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新編排。例如，在中學(xué)物理課程中，學(xué)生不僅可以學(xué)習(xí)到物理學(xué)課程中的概念、命題、公式、定理等，還可以學(xué)習(xí)到科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)等方面的內(nèi)容，從而認(rèn)識到科學(xué)的本質(zhì)。

按照這一原則，將藝術(shù)“A”加入科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程、技術(shù)的理工學(xué)科中也就不足為奇了。藝術(shù)“A”包含較廣泛的人文藝術(shù)科目，涵蓋社會研究（social studies）、語言（language）、形體（physical）、音樂（musical）、美學(xué)（fine）和表演（performing）等。美國STEAM教育知名學(xué)者格雷特·亞克門教授曾表示：“藝術(shù)加入科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)教育中，是對這四類課程的良好補(bǔ)充，能幫助學(xué)生優(yōu)化不同學(xué)科知識的理解與應(yīng)用。學(xué)生運(yùn)用溝通和語言的藝術(shù)能更好地實(shí)現(xiàn)知識共享；通過美術(shù)，學(xué)生能更好地了解過去和現(xiàn)在的文化和美學(xué)；學(xué)生了解人性、道德、自由和藝術(shù)等知識，有助于理解社會的發(fā)展?！?/p>

● 用建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論闡釋STEAM課程的整合模式

STEAM教育具有學(xué)科知識整合模式、生活經(jīng)驗(yàn)整合模式、學(xué)習(xí)者中心整合模式三種模式。筆者將用建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論對其進(jìn)行闡釋。

1.學(xué)科知識整合模式

學(xué)科知識整合模式一般采用基于問題和情境的學(xué)習(xí)模式，這也是建構(gòu)主義所倡導(dǎo)的學(xué)習(xí)方式。

建構(gòu)主義提倡教學(xué)不以傳授知識為主要任務(wù)，而以培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)。教師不僅要告訴學(xué)生怎么做，而且要引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)解決實(shí)際問題的過程，在探索中開啟學(xué)生的創(chuàng)造力，培養(yǎng)學(xué)生與他人通過合作、交流來解決問題的能力。這與STEAM教育所提倡的模式不謀而合。STEAM教育提倡打破傳統(tǒng)教育中各學(xué)科分別獨(dú)立存在的知識結(jié)構(gòu)，將各學(xué)科內(nèi)容按照跨學(xué)科的問題重新組織課程，通過不同的、復(fù)雜的、基于現(xiàn)實(shí)生活的情境有機(jī)串接起各學(xué)科知識，使課程要素形成有機(jī)聯(lián)系。

2.生活經(jīng)驗(yàn)整合模式

生活經(jīng)驗(yàn)整合模式一般采用基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)模式，注重知識的社會功能，這也是建構(gòu)主義所倡導(dǎo)的學(xué)習(xí)方式。

STEAM課程是基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，學(xué)科知識很大程度上是在活動中體現(xiàn)的。建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)者與環(huán)境這兩個因素對建構(gòu)主義來說只是必要條件，但學(xué)習(xí)真正發(fā)生，還有賴于聯(lián)結(jié)個體與環(huán)境的活動，因?yàn)檎莾烧咧g的具體互動創(chuàng)造了知識。因此，STEAM要將基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)推廣到所有學(xué)科，從科學(xué)到藝術(shù)，教師和學(xué)生一起開發(fā)學(xué)生感興趣的現(xiàn)實(shí)情境活動。例如，在美國馬諾新技術(shù)高中，一位英語教師和一位世界史教師組織學(xué)生上演了一場二戰(zhàn)期間如何處置越獄逃犯的話劇，在為期三周的項(xiàng)目學(xué)習(xí)中，他們不僅帶領(lǐng)學(xué)生探討了極權(quán)主義的興起和二戰(zhàn)的起源問題，同時也探討了《饑餓游戲》這部小說的語言風(fēng)格和藝術(shù)問題。

3.學(xué)習(xí)者中心整合模式

學(xué)習(xí)者中心整合模式采用學(xué)生主導(dǎo)項(xiàng)目的方式，學(xué)生以小組為單位，完成小組調(diào)查、發(fā)現(xiàn)問題、搜索和選擇學(xué)習(xí)資料，運(yùn)用跨學(xué)科知識解決項(xiàng)目問題。在項(xiàng)目問題解決過程中，教師發(fā)揮協(xié)調(diào)、指導(dǎo)、檢查、監(jiān)督、計(jì)時和評價作用。這也是建構(gòu)主義所提倡的在教師指導(dǎo)下的、以學(xué)習(xí)者為中心的學(xué)習(xí)模式。

建構(gòu)主義教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)發(fā)揮人的主觀能動性。學(xué)生是知識意義的主動建構(gòu)者；教師是教學(xué)過程的組織者、指導(dǎo)者，意義建構(gòu)的幫助者、促進(jìn)者；教材所提供的知識不再是教師傳授的內(nèi)容，而是學(xué)生主動建構(gòu)意義的對象；媒體也不再是幫助教師傳授知識的手段、方法，而是用來創(chuàng)設(shè)情境、進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)和會話交流，即作為學(xué)生主動學(xué)習(xí)、協(xié)作式探索的認(rèn)知工具。而STEAM教育也充分體現(xiàn)了與之相似的教育以人為本的思想，它強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的成就感和自我效能感，強(qiáng)調(diào)學(xué)生好奇心與興趣的維護(hù)與保護(hù)，強(qiáng)調(diào)分享、創(chuàng)造的愉快。

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)教師不能只關(guān)注知識傳遞、認(rèn)知的發(fā)展，還要關(guān)注學(xué)生情感、態(tài)度、價值觀的發(fā)展，于是教學(xué)評價機(jī)制發(fā)生了根本性的變革。建構(gòu)主義提倡建立以學(xué)習(xí)者知識建構(gòu)過程為核心的評價，注重評價學(xué)生的高級技能、問題解決能力、反思能力、元認(rèn)知能力和自我控制能力，提倡建立多側(cè)面、多形態(tài)、動態(tài)化的評價機(jī)制。這也給STEAM課程的評價以啟示。學(xué)生在綜合運(yùn)用不同學(xué)科知識的過程中，或集成，或模仿，或創(chuàng)新，在與實(shí)際教育情境和技術(shù)手段融合的時候，也可能會出現(xiàn)制品類的學(xué)習(xí)成果，因此過程性評價顯得尤為重要，所以應(yīng)將學(xué)生在過程中探究與創(chuàng)新的能力、反思與批判思維水平、通過協(xié)作解決復(fù)雜問題的能力等都納入到教學(xué)評價的內(nèi)容中，多維度、多層次評價其學(xué)習(xí)結(jié)果，全方位、多角度、發(fā)展地評價學(xué)生。

● 結(jié)語

本文概括總結(jié)了建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的核心觀點(diǎn)以及STEAM教育的發(fā)展，在余勝泉教授等人總結(jié)的STEAM教育的特征和課程整合模式的基礎(chǔ)上，探析STEAM教育和建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的聯(lián)系，以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的視角闡釋STEAM教育的特征和課程整合模式，并嘗試從建構(gòu)主義的角度出發(fā)，為STEAM教育發(fā)展中可能存在的問題給出建議。

值得注意的是，STEAM這個概念是從美國舶來的，如果我們只是一味地照搬和模仿美國的STEAM課程，也許會適得其反。我們應(yīng)重新審視與分析我國的教育現(xiàn)狀，形成具有中國特色的STEAM教育。在看到STEAM教育在快速復(fù)制、熱點(diǎn)頻出的同時，我們也應(yīng)該認(rèn)識到STEAM在我國仍然面臨著諸多困難與挑戰(zhàn)，如果可以把STEAM看作是一種典型的建構(gòu)主義教學(xué)實(shí)踐，那么當(dāng)實(shí)踐遭遇挑戰(zhàn)時，也許可以在理論中找到突破口。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙慧臣，陸曉婷.開展STEAM教育，提高學(xué)生創(chuàng)新能力——訪美國STEAM教育知名學(xué)者格雷特·亞克門教授[J].開放教育研究，2016（10）：4-10.

[2]余勝泉，胡翔.STEM教育理念與跨學(xué)科整合模式[J].開放教育研究，2015（21）：13-22.

[3]方艷紅.認(rèn)知主義與建構(gòu)主義知識觀的比較和評價[J].井岡山醫(yī)專學(xué)報(bào)，2004（5）：28-29.

[4]李小濤，高海燕，鄒佳人，等.“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的STEAM教育到創(chuàng)客教育之變遷——從基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)到創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2016（1）：28-36.

[5]張建偉，陳琦.從認(rèn)知主義到建構(gòu)主義[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)：社會科學(xué)版，1996（4）：75-82.

作者簡介：時慧，學(xué)生，本科。