張翼飛　于崧　苗興芬　鄭雯　蔣雨洲

[摘 要] 培養(yǎng)創(chuàng)新人才是當(dāng)今高等學(xué)校教育價(jià)值追求，因此，應(yīng)當(dāng)引入STEAM這一教育理念。STEAM教育理念在國(guó)外的重要性是與我國(guó)提倡的素質(zhì)教育的重要性不謀而合，分析STEAM教育的內(nèi)涵，應(yīng)用于高校大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)的過程中，進(jìn)一步豐富創(chuàng)新人才培養(yǎng)領(lǐng)域的教育理論，為提升大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供理論參考和教學(xué)實(shí)踐的借鑒;為國(guó)家未來培養(yǎng)具有多方面能力的綜合人才;探索研究STEAM教育理念及應(yīng)用實(shí)踐。

[關(guān)鍵詞] STEAM教育;創(chuàng)新人才;人才培養(yǎng)

[中圖分類號(hào)] G640 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 1674-9324（2022）13-0161-04

一、STEAM教育理念內(nèi)涵概述

STEAM是一種國(guó)外引進(jìn)的教育理念，區(qū)別于傳統(tǒng)重視單學(xué)科、重視書本知識(shí)的教育理念，是重視實(shí)踐的超學(xué)科教育模式，是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Arts），以及數(shù)學(xué)（Mathematics）多學(xué)科之間有機(jī)融合的綜合性教育[1]。當(dāng)前任何一種技術(shù)能力都不能讓事情變得圓滿成功，而要借助于多項(xiàng)能力。如一高科技產(chǎn)品制作，既離不開一定的科學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能，同時(shí)還需要精美的外觀，還需要專業(yè)藝術(shù)的能力進(jìn)行外觀設(shè)計(jì)，只運(yùn)用單一技能，無法為未來提供需要具備綜合能力的人才。STEAM教育理念打破各學(xué)科常規(guī)的界限，對(duì)有關(guān)學(xué)科進(jìn)行必要融合，展開相關(guān)教學(xué)活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，提升人才的競(jìng)爭(zhēng)力，強(qiáng)化適應(yīng)社會(huì)的能力，在此基礎(chǔ)上提升高校工作者教育創(chuàng)新能力和現(xiàn)代化教育理念的先進(jìn)性[2]。

（一）STEAM教育理念是一種面向問題跨學(xué)科的知識(shí)融合

STEAM教育理念最先是由美國(guó)政府提出的，其重要性是與我國(guó)提倡的素質(zhì)教育的重要性不謀而合。在美國(guó)，STEAM教育理念是常被廣大師生和教育家掛在嘴邊的教育理念，其核心內(nèi)涵體現(xiàn)在持續(xù)輸出兩類人才，一類是創(chuàng)新型人才，另一類是綜合型人才。在STEAM教育理念下，五個(gè)學(xué)科相結(jié)合發(fā)明的科技產(chǎn)品層出不窮。在五學(xué)科融合教育的情況下，學(xué)生的動(dòng)手能力、學(xué)習(xí)的興趣明顯提高，結(jié)合學(xué)校設(shè)計(jì)的相關(guān)項(xiàng)目，學(xué)到各單科的知識(shí)及跨學(xué)科的知識(shí)。STEAM教育理念是一種現(xiàn)代教育哲學(xué)，是從社會(huì)需求出發(fā)，更加注重人才的培養(yǎng)的過程。本質(zhì)上說，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中嘗試不同想法，敢于讓學(xué)生犯錯(cuò)，讓學(xué)生把學(xué)到的知識(shí)用于生活實(shí)踐中，讓學(xué)生在實(shí)踐中得到想要的答案，啟迪學(xué)生的智慧，激發(fā)學(xué)生的潛能，達(dá)到學(xué)校培育人才的目的。

不同學(xué)科之間有著一定的邏輯關(guān)系，可基于工程、藝術(shù)的視角對(duì)科學(xué)與技術(shù)加以解釋，而這些是以數(shù)學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)的。形成一種具有多元融合特點(diǎn)的教育生態(tài)，科學(xué)的實(shí)質(zhì)是將客觀規(guī)律轉(zhuǎn)化成相應(yīng)實(shí)物的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)流程，技術(shù)指的是在科學(xué)探究等活動(dòng)中引入和運(yùn)用的一系列方法，數(shù)學(xué)是助力人們深層次認(rèn)知、把握上述二者內(nèi)在原理的思維方法及探究工具，藝術(shù)能夠?yàn)槠渌念愓n程提供有益補(bǔ)充，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)最終成果的進(jìn)一步升華[3]。

（二）STEAM教育理念是學(xué)校規(guī)劃和推出的體驗(yàn)式學(xué)習(xí)課程

在學(xué)校課程層面上，有學(xué)者將STEAM教育視作學(xué)校規(guī)劃和推出的一系列課程。在STEAM教育發(fā)展初期，能夠?qū)W(xué)校當(dāng)下開設(shè)的那些課程進(jìn)行有機(jī)整合。引入STEAM知識(shí)，目的是提高受教育者的協(xié)作能力，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)，使其可以基于統(tǒng)一的視角去看待和運(yùn)用不同學(xué)科的知識(shí)[4]。有些國(guó)家十分看重STEAM教育，甚至設(shè)置了一定數(shù)量的STEAM學(xué)校，以滿足國(guó)人精英式教育的需求[5]，在此基礎(chǔ)上展開日常教學(xué)工作。在關(guān)注教師STEAM素養(yǎng)的同時(shí)，還強(qiáng)調(diào)校內(nèi)外之間的連接，深化師生間的交流和互動(dòng)，且于此類操作中對(duì)研究方案加以動(dòng)態(tài)的補(bǔ)充和完善。縱觀國(guó)內(nèi)的STEAM教育可知，其以兩類教學(xué)實(shí)踐為主，一個(gè)是信息技術(shù)課（編程），另一類是科學(xué)探究課，即主要引入和推動(dòng)的是第一類STEAM課程[6]。

（三）STEAM教育是一種與時(shí)俱進(jìn)的教學(xué)策略

朱迪思·拉莫雷指出，STEAM教育可被看成一種探究活動(dòng)，把受教育者置于特定的問題情境內(nèi)，引導(dǎo)他們嘗試解決一些實(shí)際問題，在認(rèn)識(shí)世界的過程中獲取一定的創(chuàng)新機(jī)會(huì)[7]。薩姆森·納什認(rèn)為，該種教育引入和運(yùn)用了項(xiàng)目式學(xué)習(xí)策略，而設(shè)計(jì)則是此種策略的一個(gè)主要特征[8]。孫江山等指出，問題式學(xué)習(xí)很重要，理應(yīng)成為該種教育模式下的一種學(xué)習(xí)方式[9]。余勝泉等指出，STEAM教育關(guān)注學(xué)習(xí)過程及其具體運(yùn)用，同時(shí)還關(guān)注學(xué)習(xí)情境、現(xiàn)實(shí)生活之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，要求學(xué)生于實(shí)際操作中掌握有關(guān)知識(shí)和技能，能夠基于綜合視角去運(yùn)用不同學(xué)科的知識(shí)，讓個(gè)人的創(chuàng)新能力得到不斷強(qiáng)化[10]。

二、運(yùn)用STEAM教育理念培養(yǎng)創(chuàng)新人才的目標(biāo)要求

創(chuàng)新的表現(xiàn)可以概括為“人無我有”“人有我優(yōu)”“人優(yōu)我新”“人新我變”，創(chuàng)新實(shí)踐能力是當(dāng)代大學(xué)生應(yīng)具備的核心能力[11]。創(chuàng)新的重要性不言而喻，無論是在促進(jìn)個(gè)人成長(zhǎng)方面還是在推動(dòng)企業(yè)發(fā)展方面，抑或是在保障國(guó)家繁榮方面均發(fā)揮著尤為關(guān)鍵的作用[12]。敢于直面挑戰(zhàn)，擁有優(yōu)秀前瞻思維的、綜合型、高水平農(nóng)業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)新人才勢(shì)必會(huì)大放異彩，為我國(guó)現(xiàn)代化發(fā)展增磚添瓦。高等學(xué)校作為社會(huì)培育和輸出人才的基地，更應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，與時(shí)偕行，圍繞學(xué)生的創(chuàng)新能力進(jìn)行重點(diǎn)培養(yǎng)。

以學(xué)生為中心的、頗具可行性的STEAM教育理念引入高校教育系統(tǒng)，這種摒棄死讀書、讀死書的教育理念得到廣大師生的充分肯定。它強(qiáng)調(diào)教師的引導(dǎo)作用，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)思考，做到理論聯(lián)系實(shí)際，還要在思維上尋求創(chuàng)新。STEAM圍繞學(xué)習(xí)過程層層展開，共由四部分組成：（1）準(zhǔn)備階段，學(xué)生需要做好的是立足于既有經(jīng)驗(yàn)明確主題、厘清成功標(biāo)準(zhǔn)、確定后續(xù)學(xué)習(xí)所需的一系列資源。（2）實(shí)施階段，要求學(xué)生對(duì)有關(guān)知識(shí)、工具、資料等加以綜合運(yùn)用，展開具有持續(xù)性特點(diǎn)的探究，讓目標(biāo)問題得以妥善解決。（3）改進(jìn)階段，學(xué)生對(duì)形成的學(xué)習(xí)制品進(jìn)行反復(fù)思考，提出針對(duì)性建議，加以優(yōu)化，形成最終結(jié)論。（4）反思階段，學(xué)生應(yīng)認(rèn)真總結(jié)。如個(gè)人從中學(xué)習(xí)到了哪些知識(shí)，對(duì)于知識(shí)有沒有新的發(fā)現(xiàn)，以及存在哪些有趣的點(diǎn)等。但就現(xiàn)狀而言，創(chuàng)新教育理論體系無論是在自身建設(shè)上還是一線實(shí)踐中均存在一定的不足。如對(duì)創(chuàng)新教育缺乏正確認(rèn)知，將之劃歸到了精英教育范疇，或是過度強(qiáng)調(diào)學(xué)生個(gè)人的自行摸索，或只是為導(dǎo)師指派一些機(jī)械式的課題任務(wù)，未能讓學(xué)生深度參與到此類活動(dòng)中，導(dǎo)致其無法在實(shí)踐中鼓起創(chuàng)新的勇氣。0880D64A-C198-45C2-8E33-7F10A71B8D9C

三、STEAM教育理念下創(chuàng)新能力培養(yǎng)的具體策略

（一）確立創(chuàng)新為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)目標(biāo)

在引領(lǐng)學(xué)生確定學(xué)習(xí)目標(biāo)之前，教師首先要對(duì)學(xué)生個(gè)人情況和學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行分析研究，進(jìn)而確定創(chuàng)新能力培養(yǎng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)。對(duì)學(xué)生個(gè)人情況分析，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)、個(gè)性特點(diǎn)、學(xué)習(xí)能力，以及相應(yīng)的知識(shí)儲(chǔ)備等情況?，F(xiàn)在的大學(xué)生普遍在20歲左右，心智水平和認(rèn)知能力都相對(duì)成熟，他們都喜歡標(biāo)新立異，獨(dú)辟蹊徑，以獨(dú)特視角進(jìn)行別開生面的創(chuàng)意，討厭人云亦云、照本宣科復(fù)述性質(zhì)的學(xué)習(xí)，大學(xué)生大多是經(jīng)過9年義務(wù)教育后，加上高中三年的學(xué)習(xí)，有了一定的基礎(chǔ)知識(shí)，在創(chuàng)新領(lǐng)域具有較大的可塑性，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和提高學(xué)生創(chuàng)新能力的黃金時(shí)期。對(duì)大學(xué)生即將開始的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行分析，是否有利于培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)生學(xué)習(xí)起來是否得心應(yīng)手，能否學(xué)以致用。如果是，如何設(shè)計(jì)教學(xué)計(jì)劃？如果不是，又該如何去彌補(bǔ)其中的不足？經(jīng)過上述分析后，確定培養(yǎng)創(chuàng)新能力的教學(xué)計(jì)劃，主要從創(chuàng)新基礎(chǔ)知識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新動(dòng)手能力三方面入手，表明學(xué)生在學(xué)習(xí)期間應(yīng)達(dá)到的知識(shí)水平，動(dòng)手能力的層次，圍繞達(dá)到的目標(biāo)學(xué)習(xí)跨學(xué)科的知識(shí)、技能和方法，運(yùn)用發(fā)散思維、邏輯思維和等效轉(zhuǎn)換思維來綜合設(shè)計(jì)[12]，圍繞產(chǎn)品功能要求來設(shè)計(jì)，在產(chǎn)品功能上展示學(xué)生的創(chuàng)新思維及所利用的理論知識(shí)。

（二）設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)主題，激發(fā)創(chuàng)新思維

根據(jù)STEAM教育理念的內(nèi)涵設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的主題，而具體體現(xiàn)STEAM教育理念是關(guān)鍵，教師基于STEAM教育理念設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)主題最好來源于現(xiàn)實(shí)學(xué)生生活的需要，解決學(xué)生生活的煩惱或針對(duì)學(xué)生遇到的問題。有的學(xué)生愛吃包子，設(shè)計(jì)一臺(tái)自動(dòng)做包子的機(jī)器，或者設(shè)計(jì)一臺(tái)機(jī)器，把家中的土豆按重量的大小巧妙分類，這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)既可以解決學(xué)生的實(shí)際問題，學(xué)生學(xué)習(xí)起來又有明確的目標(biāo)，學(xué)生以自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)為中心和紐帶學(xué)習(xí)其他的學(xué)科知識(shí)，學(xué)生不斷學(xué)習(xí)的過程就是各類學(xué)科不斷融合的過程，學(xué)生實(shí)踐的過程就是不斷檢驗(yàn)設(shè)計(jì)理念的過程，是不斷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題螺旋式上升的過程，就是將理論模型演變成作品的形式，產(chǎn)品包含著學(xué)生的設(shè)計(jì)意圖、設(shè)計(jì)思路及產(chǎn)品的評(píng)價(jià)。高校這種知行合一創(chuàng)新教育，倡導(dǎo)理論與實(shí)踐相結(jié)合，是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的保證。

（三）構(gòu)建跨學(xué)科融合的優(yōu)質(zhì)資源平臺(tái)，夯實(shí)培養(yǎng)創(chuàng)新人才的基礎(chǔ)

為了培養(yǎng)創(chuàng)新人才，高校要首先構(gòu)建一套跨學(xué)科融合的優(yōu)質(zhì)資源平臺(tái)，里面收集跨學(xué)科成功和失敗案例，可以是本校的資源，也可以是社會(huì)或兄弟學(xué)校的案例來供學(xué)生參考。學(xué)生可以通過該平臺(tái)學(xué)習(xí)或請(qǐng)教由跨學(xué)科知識(shí)帶來的疑惑，也可以通過該平臺(tái)的案例進(jìn)行自主探究和思考，進(jìn)行跨界學(xué)習(xí)，遇到問題可以通過平臺(tái)進(jìn)行請(qǐng)教，高校教師在幕后為學(xué)生提供適當(dāng)學(xué)習(xí)資源，既可以減少學(xué)生查找資料的煩惱，又可以為學(xué)生節(jié)省大量時(shí)間，學(xué)習(xí)利用相應(yīng)的學(xué)習(xí)資源，在確定學(xué)習(xí)主題的基礎(chǔ)上形成創(chuàng)新基礎(chǔ)，避免學(xué)生毫無根據(jù)、不切實(shí)際的創(chuàng)新，或者僅僅是為創(chuàng)新而進(jìn)行的創(chuàng)新，那種沒有實(shí)際意義的創(chuàng)新。

（四）提供充足的空間，支持學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐

在提倡素質(zhì)教育的今天，能否提供充足的時(shí)間和空間讓學(xué)生去構(gòu)建自己的知識(shí)體系，已為高校素質(zhì)教育的關(guān)鍵。這就需要高?；蚪處熥⒅貙W(xué)習(xí)實(shí)踐環(huán)境、人文環(huán)境和信息技術(shù)環(huán)境的營(yíng)造。對(duì)學(xué)習(xí)實(shí)踐環(huán)境，高?；蚋咝＝處煈?yīng)該為學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)提供適合的場(chǎng)地或環(huán)境，如為學(xué)生提供實(shí)踐基地或聯(lián)系社會(huì)企業(yè)為學(xué)生提供實(shí)踐場(chǎng)地。對(duì)于信息技術(shù)環(huán)境，教師可以通過微信群、QQ群等即時(shí)社交軟件為學(xué)生提供實(shí)踐創(chuàng)新最新的信息和技術(shù)支持，隨時(shí)讓學(xué)生之間進(jìn)行相互溝通交流，教師進(jìn)行必要的答疑解惑，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新活動(dòng)進(jìn)行一定的指導(dǎo)。也可利用MOOC、SPOC平臺(tái)讓學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，提升學(xué)生學(xué)習(xí)與溝通的效率，也為教師引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新學(xué)習(xí)與實(shí)踐提供有利的條件。在人文環(huán)境方面，構(gòu)建輕松愉悅的學(xué)習(xí)氣氛，要求學(xué)生達(dá)到自己學(xué)習(xí)目標(biāo)與要求，鼓勵(lì)學(xué)生相信自己成為某一行業(yè)的翹楚，讓學(xué)生在自己的項(xiàng)目創(chuàng)作中處于領(lǐng)導(dǎo)地位，給學(xué)生提供自由、包容的創(chuàng)新環(huán)境，為學(xué)生創(chuàng)新精神的培育提供自由度和便利性，在這樣環(huán)境中，便于學(xué)生進(jìn)行跨界合作，方便不同學(xué)科的學(xué)生進(jìn)行有效的交流與溝通。

（五）引領(lǐng)學(xué)生參與項(xiàng)目，增強(qiáng)創(chuàng)新體驗(yàn)

引領(lǐng)學(xué)生參與項(xiàng)目，親身體驗(yàn)創(chuàng)新實(shí)踐的過程，主要流程或步驟包括確定學(xué)習(xí)主題、設(shè)計(jì)項(xiàng)目方案、實(shí)施項(xiàng)目方案、展示交流評(píng)價(jià)、反思與完善等五個(gè)環(huán)節(jié)。學(xué)生首先選取自己感興趣或擅長(zhǎng)的問題進(jìn)行調(diào)研，確定自己要解決的問題。然后在教師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)項(xiàng)目方案，儲(chǔ)備解決問題所需的知識(shí)和必要的工具。涉及哪些學(xué)科，學(xué)習(xí)相關(guān)的概念和知識(shí)點(diǎn)，建構(gòu)自己的創(chuàng)新知識(shí)基礎(chǔ)，將學(xué)到的多種學(xué)科內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)融合。提出多種解決方案，通過小組內(nèi)部討論分析后，上報(bào)給教師尋求幫助，進(jìn)而選出最優(yōu)方案。在教師的指導(dǎo)下，以協(xié)作小組的形式進(jìn)行具體實(shí)踐，經(jīng)過實(shí)踐—學(xué)習(xí)—再實(shí)踐—再學(xué)習(xí)的過程，運(yùn)用所學(xué)跨界知識(shí)形成小組產(chǎn)品。

通過完成相關(guān)項(xiàng)目，學(xué)生的思維得到空前的鍛煉，讓理論與實(shí)踐進(jìn)行一次完美的結(jié)合，這種基于跨學(xué)科的學(xué)習(xí)為學(xué)生儲(chǔ)備了必需的知識(shí)。最后經(jīng)過個(gè)人或小組的反思，進(jìn)一步完善二代產(chǎn)品，學(xué)生對(duì)過去的學(xué)習(xí)做一次總結(jié)，而后開始新一輪的學(xué)習(xí)。

綜上所述，基于STEAM教育理念下設(shè)計(jì)的教學(xué)流程的模型，充分尊重學(xué)生的主體地位，在一定程度上提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力。進(jìn)一步拓展該種模式在創(chuàng)新人才培養(yǎng)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用范圍，為更有效地落實(shí)和大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)有關(guān)的一類教育教學(xué)工作提供有益參考。

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The Application of STEAM Education in the Cultivation of Innovative Talents

ZHANG Yi-fei， YU Song， MIAO Xing-fen， ZHENG Wen， JIANG Yu-zhou

（Agronomy College， Heilongjiang Bayi Agricultural University， Daqing， Heilongjiang 163319， China）

Abstract： Cultivating innovative talents is the pursuit of educational value in colleges and universities. Therefore， the educational concept of STEAM should be introduced. The importance of STEAM abroad coincides with the importance of quality education advocated in China. This paper analyzes the connotation of STEAM， further enriches the educational theory in the field of innovative talent training， provides theoretical reference and teaching practice reference for improving the cultivation of college students innovative ability， trains comprehensive talents with various abilities for the country in the future， and explores and studies the concept and application practice of STEAM.

Key words： STEAM Education; innovative talent; talent training

[收稿日期] 2022-01-26

[基金項(xiàng)目] 2020年度黑龍江省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目“面向北大荒‘三大一航母創(chuàng)新人才培育的農(nóng)學(xué)專業(yè)STEAM實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)研究”（SJGY20200513）;2020年度黑龍江省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目“‘雙一流建設(shè)背景下‘雜糧生產(chǎn)與加工特色學(xué)科碩士研究生科研體驗(yàn)調(diào)查研究”（SJGY20200488）;2020年度黑龍江省教育科學(xué)規(guī)劃重點(diǎn)課題“核心素養(yǎng)視域下大學(xué)生農(nóng)業(yè)科學(xué)素養(yǎng)培育研究”（GJB1320246）

[作者簡(jiǎn)介] 張翼飛（1985—），男，黑龍江大慶人，博士，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院副教授，主要從事作物栽培學(xué)課程教學(xué)研究。0880D64A-C198-45C2-8E33-7F10A71B8D9C