摘 要 STEAM教育是多學(xué)科融合的綜合教育，是通過整合科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Arts）、數(shù)學(xué)（Mathematics）五個領(lǐng)域的內(nèi)容來指引學(xué)習(xí)的途徑和方法。未來教育對創(chuàng)新型人才的需求呼喚基礎(chǔ)教育領(lǐng)域超學(xué)科，小學(xué)在課程改革實踐中應(yīng)融入STEAM教育理念與方法，進行立足校本特色的項目探究，著力問題空間的體系建構(gòu)，融匯資源，引領(lǐng)學(xué)生多維體驗，具身共情，喚醒持續(xù)內(nèi)驅(qū)力，在情境中化用，實現(xiàn)理性思維的進階，敦促學(xué)養(yǎng)的漸進，學(xué)科之間相互滲透、相互支撐、相互補充，學(xué)生之間共同探究、共同分享、共同發(fā)展。

關(guān)? 鍵? 詞 STEAM教育 課程改革 多學(xué)科融合

引用格式 劉虎平.基于STEAM教育理念的小學(xué)課程改革實踐與創(chuàng)新[J].教學(xué)與管理，2022（20）：33-36.

STEAM代表科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Arts）、數(shù)學(xué)（Mathematics），STEAM教育是多學(xué)科融合的綜合教育，也指一種通過整合五個領(lǐng)域內(nèi)容、指引學(xué)習(xí)的途徑和方法。STEAM教育的前身是STEM教育倡議，由美國最先提出，并于2011年、2013年公布《K-12科學(xué)教育框架》《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》，緊密整合科學(xué)與工程實踐、跨學(xué)科概念和核心概念，并將STEM教育納入國家標(biāo)準(zhǔn)，近幾年又加入了藝術(shù)（Arts），變得越發(fā)全面，鼓勵學(xué)生在科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)發(fā)展和提高，從而提升其全球競爭力。它既是一種教育理念，更是一種教育方式，有別于傳統(tǒng)的單學(xué)科、重書本教學(xué)，是重實踐而超學(xué)科的教育。它鮮明的教育表征如跨學(xué)科性、協(xié)作性、設(shè)計性、技術(shù)性、實證性等契合了未來教育發(fā)展的需要，顯示出諸多易培養(yǎng)的創(chuàng)新生長點。

數(shù)字化、全球化、知識經(jīng)濟時代背景下，隨著生產(chǎn)方式和經(jīng)濟發(fā)展模式的轉(zhuǎn)型，未來社會對創(chuàng)新型、復(fù)合型、具備多學(xué)科背景人才的需求更加突出。許多專家研究證明，“文理不對立，更具有‘科技范兒，最有想象力和共情力，兩者高度統(tǒng)整，更有可能攀上教育和科研的高峰。”[1]2016年世界經(jīng)濟論壇的報告曾指出，目前還是小學(xué)生的這一代人，將來工作的時候，人們在今天所從事的工作中有65%將不存在。那么，我們該怎樣幫助孩子提升未來競爭力呢？實踐證明，任何事情的成功都不能依靠某一種能力來實現(xiàn)，單一技能的運用注定沒法支撐未來人才的發(fā)展，“打破學(xué)科、專業(yè)建制壁壘，全面實現(xiàn)深度融合、集成創(chuàng)新”[2]，成為衡量核心競爭力的重要指標(biāo)。

當(dāng)前，跨越疆界的學(xué)科交叉、學(xué)科融合正成為我國高等教育領(lǐng)域重要的教育改革路徑和新的培養(yǎng)范式，但是復(fù)合型創(chuàng)新人才的培育不可能一蹴而就，也不能僅僅依靠大學(xué)課程的轉(zhuǎn)型，加強基礎(chǔ)教育領(lǐng)域中STEAM教育的實踐勢在必行。教育部頒布的《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導(dǎo)意見》明確提出：要探索STEAM教育、創(chuàng)客教育等新教育模式。中國教育學(xué)會也建立了“STEAM教育聯(lián)盟”，從基礎(chǔ)教育階段實踐跨學(xué)科教育，搭建學(xué)校平臺逐漸推廣。

因此，基礎(chǔ)教育階段尤其是小學(xué)階段要更好地實踐STEAM這種重實踐的超學(xué)科教育理念，就要著眼未來，立足校本，統(tǒng)整課程，進行多元學(xué)科文化的顛覆創(chuàng)新，倡導(dǎo)以問題為主題的項目化探索，創(chuàng)設(shè)研究情境，引導(dǎo)學(xué)生面對問題，互助共進，運用多門學(xué)科知識及更加開闊的思維融會貫通地解決，在新時代背景下，不斷創(chuàng)新并延伸STEAM的教育意義和價值。

一、基于問題探究：項目建構(gòu)體系化

STEAM源于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，倡導(dǎo)體驗型、實踐型、合作化學(xué)習(xí)。小學(xué)階段的課程實踐應(yīng)立足校本特色，以可探究的問題為引入點，采用主題式教學(xué)，為學(xué)生設(shè)計、提供或由學(xué)生自主合作設(shè)計可融入真實情境的項目，在一定背景條件下，以解決一個個可實現(xiàn)的實際問題為目標(biāo)，針對不同級段學(xué)生，打造層次性、序列化、遞進式的課程結(jié)構(gòu)與項目體系，逐層推進研究活動。

1.立足學(xué)科特色的項目探究

在基礎(chǔ)教育階段，“科學(xué)課程是一門培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和實踐能力的重要課程”[3]。它作為STEAM的重要組成部分，兼具實踐屬性，從核心素養(yǎng)視角看，不僅教給學(xué)生了解自然、獲得知識的探究方法，還保護學(xué)生的好奇心和求知欲，促使學(xué)生成為具有終身學(xué)習(xí)能力的個體。小學(xué)階段應(yīng)該以科學(xué)教育與科技創(chuàng)新為抓手，通過多維實踐載體，弘揚科學(xué)精神，傳播科學(xué)思想，凝煉科學(xué)方法，提升科學(xué)素養(yǎng)。并以此作為學(xué)生探究的重要領(lǐng)域和核心研究主體，拓展延伸至生活應(yīng)用，融入動手實踐的工程技術(shù)、數(shù)學(xué)知識的實踐運用和藝術(shù)素養(yǎng)的人文涵育。因此要善于拓展并創(chuàng)新課程，凝練生成指向真實而有挑戰(zhàn)性的實踐項目，讓學(xué)生自覺地在一段時間內(nèi)主動持續(xù)探索，運用解決問題的方法和步驟，思維碰撞，找出客觀事物屬性內(nèi)部聯(lián)系，明晰規(guī)律，達成對核心知識的再建構(gòu)和思維遷移，建立自己的認知模型和方法系統(tǒng)，最終形成凝聚核心知識并指向問題解決的成果。這樣既是一種項目化研究，更是一種學(xué)生在項目設(shè)計、活動參與、問題解決、審美體驗中進行的跨學(xué)科實踐探究，并在實踐中潛移默化自然熏陶STEAM的理念與方法。

2.著力問題空間的體系建構(gòu)

小學(xué)階段的STEAM項目研究不僅要以學(xué)科概念和原理為中心，以跨學(xué)科任務(wù)為驅(qū)動，更要以操作實踐為取向。應(yīng)把握學(xué)生的年齡結(jié)構(gòu)與思維特征，立足三個級段，將分散的學(xué)科問題集中并融合交疊，提煉若干個項目主題，明晰學(xué)科學(xué)習(xí)目標(biāo)，整合規(guī)劃學(xué)習(xí)流程，明確課時建議。項目主題內(nèi)容應(yīng)依據(jù)國家義務(wù)教育中小學(xué)階段課程標(biāo)準(zhǔn)編寫，與現(xiàn)行學(xué)科教育緊密融合，從問題中生發(fā)，力求開放與拓展，形成問題空間，“讓學(xué)生面對問題時展開探索、找到方法、形成觀點、建構(gòu)知識”[4]，自主地在智識上、行動上有所作為。

主題問題的類型要豐富，可相對獨立亦可按級段有層次遞進，應(yīng)從自然現(xiàn)象、生活場域、實踐應(yīng)用、工程技術(shù)、科技創(chuàng)新等領(lǐng)域產(chǎn)生，對問題本身進行拓展，或自主定義，打開學(xué)生視野，嘗試不同解決問題策略。如自然現(xiàn)象可直接以“探索自然現(xiàn)象”為主題，直視火山、地震等自然現(xiàn)象，初步滲透規(guī)避自然災(zāi)害的方法;也可探究“風(fēng)車”，凝聚風(fēng)能相關(guān)知識與風(fēng)車旋轉(zhuǎn)原理，讓學(xué)生大膽想象創(chuàng)造，探究運用多種材料制作風(fēng)車的方法。如生活場域可嘗試制作“音樂門鈴”，帶領(lǐng)學(xué)生了解門鈴的結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)用各種電子元件拼搭制作音樂門鈴，并有效應(yīng)用于生活;還可合理優(yōu)化制作臺歷，在“美麗的日子”中了解二十四節(jié)氣和年、月、日的形成，體會特殊日子所包含的人文情懷。如聚焦實踐應(yīng)用，可從教室綠植現(xiàn)象入手，將科學(xué)原理運用到半自動澆水裝置里，讓植物不再“口渴”;在生活中自制恒溫孵化箱，探索“蛋”到“雞”的奧秘，初步了解熱傳導(dǎo)、熱輻射、熱對流等知識，從而創(chuàng)新實踐。如對于工程技術(shù)與科技創(chuàng)新的對接，從低年級就探究“紙船載重”的知識和漂浮的秘密，隨著級段升高，了解工程設(shè)計、制作、創(chuàng)新和優(yōu)化方法，熟練使用相關(guān)工具，對所制作紙船不斷進行改造;還可在高年級直接指向科技創(chuàng)生，了解無人機飛行和控制的原理，學(xué)會3D建模，制作小飛機，設(shè)計結(jié)構(gòu)合理的機身，加裝攝像頭，選用尺寸合適、顏色各異的螺旋槳、控制板，逐步優(yōu)化，使機身既輕便結(jié)實又美觀實用。

主題問題的項目化學(xué)習(xí)可視學(xué)生學(xué)習(xí)進度來靈活安排課時，問題生成與拓展要體現(xiàn)由簡到難、由淺入深、由點面到立體、由形象到抽象，問題的探究與解決要從扶到放、從個體到團隊、從單一到多元、從課堂到生活。教師要善于聚焦項目學(xué)習(xí)計劃，著力問題設(shè)計，關(guān)注探究過程，搭建多角度展示平臺，引導(dǎo)科學(xué)評價與項目管理，鏈接能輔助應(yīng)用學(xué)習(xí)結(jié)果的現(xiàn)實，按照項目導(dǎo)入、學(xué)習(xí)探究、任務(wù)分解、方案設(shè)計、模型制作、優(yōu)化拓展、分享評價等順序，合理分布，課程張弛有度，自成體系，讓學(xué)生有計劃地在真實世界中開展探究活動，完成主題目標(biāo)。

二、傾力資源整合：情境體驗具身性

跨學(xué)科是STEAM教育的重要表征，各學(xué)科知識領(lǐng)域中資源的有機整合是STEAM研究的必備條件，整合關(guān)聯(lián)的知識在現(xiàn)實世界中有效運用是STEAM研究的重要任務(wù)。心理學(xué)中的具身認知理論認為人的生理體驗與心理狀態(tài)之間有著緊密的聯(lián)系，因此，項目的設(shè)定要兼具統(tǒng)整性和情境性，提供動手做的學(xué)習(xí)體驗，從多學(xué)科知識綜合應(yīng)用的角度解決實際問題，讓學(xué)生的生理體驗激活他們的心理感覺，多維具身感知。

1.多維體驗，具身共情

建立課程和客觀世界的聯(lián)系，搭建多方平臺與實踐情境，讓學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題，發(fā)現(xiàn)、設(shè)計、體驗、建構(gòu)、合作、創(chuàng)新并解決，學(xué)生在多維參與、具身體驗中獲得結(jié)果性知識的同時還習(xí)得了過程性知識，這種知識的獲取是蘊含在項目問題解決中的，是一種生成與創(chuàng)新的不斷交迭，這種習(xí)得知識的方式對學(xué)生長遠發(fā)展有著深刻影響，實現(xiàn)了學(xué)科之間相互支撐、相互補充、共同發(fā)展，同伴之間共鳴、共情、共思、共育、共成長。如“讓植物不再口渴”就是從身邊現(xiàn)象生發(fā)的研究主題：疫情期間，學(xué)校植物角里的植物沒有及時澆水而枯死，怎樣才能夠短時間不澆水還保證植物不缺水呢？通過教師引導(dǎo)，學(xué)生想到制作半自動澆水裝置，將問題轉(zhuǎn)化為小課題。經(jīng)過查找資料，采訪專業(yè)人士，學(xué)習(xí)大氣壓強和虹吸原理，小組合作繪制半自動澆水裝置設(shè)計圖并根據(jù)原理完成半自動澆水裝置制作。而制作“美麗的日子”臺歷再一次面向?qū)W生真實生活情境，通過觸手可及的日常經(jīng)驗和切身體驗，目的性更明確，立足中年級學(xué)生認知特點，理解年、月、日，加深對特殊日期的記憶，動手設(shè)計、制作屬于自己的臺歷，在摸索過程中，不斷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、反思改進，提高協(xié)作技巧，讓每個經(jīng)歷的日子都成為記憶深刻的“美麗的日子”。這樣的具身學(xué)習(xí)過程將抽象知識與實際生活相聯(lián)結(jié)，直接面向社會體驗，學(xué)生的生理探索逐層深入，心理興致持續(xù)盎然，各方面技能和認知在相互碰撞中不斷深化。

2.資源融匯，情境化用

STEAM學(xué)習(xí)不是教授孤立、抽象的學(xué)科知識，而是發(fā)現(xiàn)學(xué)科知識間的內(nèi)在聯(lián)系，其本質(zhì)是資源的融會貫通與交互合作，以任務(wù)為驅(qū)動，使學(xué)生主動地確認目標(biāo)、尋找資源、建構(gòu)路徑、解決問題，在整合的情境中調(diào)動思維、科學(xué)應(yīng)用。因此，我們在實踐中強調(diào)把知識還原于豐富的生活，融匯于生動的情境，結(jié)合有趣、富有挑戰(zhàn)的探究，理解和辨識不同境域的知識，根據(jù)所處背景信息，接聯(lián)前后辨識知識本質(zhì)并靈動解決問題，獲得情境化應(yīng)用的能力。如，2018 年11月18日舉辦的第65屆澳門格蘭披治大賽三級方程式?jīng)Q賽是一個難得的資源，教師可聚焦并圍繞主題進行情境化教學(xué)，生發(fā)設(shè)計和制作安全可靠賽車重要性的認識，萌發(fā)重力小車的設(shè)計問題，具有強烈的場景感，搭配豐富的課程資源輔助，學(xué)生能夠通過引導(dǎo)快速進入狀態(tài)，進行實質(zhì)性探究。同樣還可將視角移至2020年5月5日下午廣東虎門大橋發(fā)生的彎曲振動現(xiàn)象上，學(xué)生通過搜集與整合資源，了解到虎門大橋是大跨度鋼箱梁懸索橋，屬典型柔性結(jié)構(gòu)，在特定風(fēng)況條件下，誘發(fā)懸索橋發(fā)生豎向渦激共振，長時間導(dǎo)致橋梁本身抗風(fēng)力減弱，因此“橋的種類”“橋的作用”“橋的承重”“橋的外觀”等研究小課題應(yīng)運而生，通過設(shè)計、模擬、模型承重測試，在情境中互動建構(gòu)，科學(xué)、工程、技術(shù)、藝術(shù)、數(shù)學(xué)知識在跨學(xué)科框架內(nèi)得到有效整合?？梢姡诂F(xiàn)實具體情境事件中投射研究的眼光，整合有效資源加以利用，可使“交叉的課程概念和科學(xué)的內(nèi)容主題，得到更多、更理想的教育產(chǎn)出”[5]。知識的獲取與方法的整合、工具的使用與實踐的創(chuàng)新，在學(xué)習(xí)過程中多元融合，在學(xué)習(xí)情境中有機統(tǒng)一。

三、敦促學(xué)養(yǎng)漸進： 喚醒持續(xù)內(nèi)驅(qū)力

學(xué)養(yǎng)是一個人學(xué)識和修養(yǎng)的綜合體現(xiàn)，是“一個人身上的整體氣質(zhì)，有自學(xué)自律自強自創(chuàng)自省”[6]的內(nèi)涵，而這樣的內(nèi)涵正是STEAM教育的教育指向。STEAM教育強調(diào)自主、創(chuàng)新、共進、協(xié)作，讓學(xué)生在體驗中分享愉悅感，在創(chuàng)造中增加成就感，在分享中彰顯獲得感，有效助推學(xué)養(yǎng)形成。因此，課程的設(shè)置要依據(jù)目標(biāo)理論，遵循洛克定律，根據(jù)特點和優(yōu)勢制訂適合的目標(biāo)和實施步驟，既指向未來，又富有挑戰(zhàn)，循序漸進，喚醒持續(xù)內(nèi)驅(qū)力蓬勃發(fā)展。

1.任務(wù)學(xué)習(xí)的引深——激發(fā)潛在探究欲

在項目實施過程中整合多學(xué)科知識，并將其融于有趣、具有挑戰(zhàn)性、與生活相關(guān)的驅(qū)動問題中，問題設(shè)計基于探索和目標(biāo)導(dǎo)向，嵌入游戲元素、形象方式、教育場景，最大程度喚起好奇心，減弱枯燥感受，激發(fā)學(xué)習(xí)者內(nèi)在動機，對課程的后續(xù)開展充滿探究欲，更好地發(fā)展團隊技能，滿溢趣味同時學(xué)有成就。如在“探秘自然現(xiàn)象”項目學(xué)習(xí)時，引入與生活相關(guān)的種類繁多的或靜或動、或令人心曠神怡、或叫人膽戰(zhàn)心驚的自然現(xiàn)象——閃電、極光、彩虹、龍卷風(fēng)、地震、冰雹、日全食、月全食、火燒云等，上課伊始便激起學(xué)生的興致，然后調(diào)查探究某一現(xiàn)象中蘊含的科學(xué)道理：先了解地球結(jié)構(gòu)及其自然動態(tài)系統(tǒng)，創(chuàng)建顯示地球結(jié)構(gòu)的粘土模型;接著了解火山成因、組成和類型，觀看模擬火山噴發(fā)的演示過程，觀察改變火山形狀的階段;然后了解地震的發(fā)生，用模型地震儀研究，用小木棍和氣球在三腳架上模擬地震，并測試結(jié)構(gòu);再了解龍卷風(fēng)的特征、危害和發(fā)生情況，在塑料瓶中制造水漩渦模擬龍卷風(fēng)，分析國內(nèi)龍卷風(fēng)損傷數(shù)據(jù)，繪制和呈現(xiàn)抵御強風(fēng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計;最后體會科學(xué)家和工程師幫助人們遠離災(zāi)難的方法。這些STEAM探究實驗“給學(xué)生一個做真實科學(xué)的機會，體會科學(xué)發(fā)現(xiàn)帶來的興奮”[7]，利用生活中常見的材料和簡單步驟，引領(lǐng)學(xué)生逐步深入，給予他們創(chuàng)生的想象空間，在產(chǎn)生的驚嘆結(jié)果中收獲成就感?；顒永肧TEAM常用方法搜集、調(diào)查、分析、測試，真正調(diào)動起學(xué)生的興趣，讓他們做探究的主人。

2.理性思維的進階——創(chuàng)新活動延續(xù)性

STEAM課程要著重以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維為目的，由體驗式項目逐漸引入創(chuàng)新性項目，無論是問題場景設(shè)置還是情景化教學(xué)，均引領(lǐng)學(xué)生循序漸進地理解、調(diào)查、探究，發(fā)現(xiàn)并確認現(xiàn)象、尋求合理的證據(jù)、作出科學(xué)的解釋，在做中學(xué)，在寓教于樂中培植理性思維，從主動學(xué)習(xí)、融合多方資源，到課程規(guī)劃、實踐模擬創(chuàng)生，最后解決目標(biāo)問題，在學(xué)生腦海里融合多學(xué)科知識，形成系統(tǒng)性知識網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)學(xué)生思維進階，助推他們創(chuàng)造性思維的形成和創(chuàng)造力的提升。如“紙船的載重”項目的學(xué)習(xí)可分別于低、中年段實施，是一個延續(xù)性活動課程。低年段為初級體驗式課程，更多側(cè)重于興趣啟蒙，讓學(xué)生動手設(shè)計理想小船，盡可能承載更多重物，在不斷嘗試中獲得規(guī)律并進一步改善設(shè)計，考驗學(xué)生的動手協(xié)作能力。中年段則通過前期搜集資料，用貼近生活的工程設(shè)計，探究船漂浮和承重的秘密，探索發(fā)現(xiàn)紙船承重力不僅與船身高度、船底大小有關(guān)，還和放置硬幣速度及均勻程度有關(guān)，在探究中不斷生發(fā)創(chuàng)造性想法，在認識阿基米德原理的同時，更直觀地認識浮力現(xiàn)象，理性思考，有效拓展，大膽創(chuàng)新，積極評價，后期對鐘意的紙船進行美化展示，最終與生活中的船只設(shè)計聯(lián)系起來。這樣的課程設(shè)計契合學(xué)生的身心特點，在經(jīng)驗值不斷累積的基礎(chǔ)上，不斷閃現(xiàn)理性思維，循序漸進培養(yǎng)創(chuàng)造力，更有效地增強了學(xué)生研究進程中的信心和動力。

因此，主題項目中每個活動環(huán)節(jié)層級推進，逐步深入，引領(lǐng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、融合認知、活躍思維、解決應(yīng)對，潛移默化中啟發(fā)培養(yǎng)創(chuàng)造力，體會探究樂趣，獲得成功感。學(xué)生的學(xué)習(xí)建立在對問題觀察、比較、分析、概括、綜合、抽象的基礎(chǔ)上，是理性思維的具體體現(xiàn)，高階思維力得到有效發(fā)展，調(diào)動并鍛煉了學(xué)生的科學(xué)探究力和實踐力，真正發(fā)生了深度學(xué)習(xí)，“彰顯了一種學(xué)習(xí)文化，一種偏向工科思維的學(xué)習(xí)系統(tǒng)，一種趨于能力和智慧疊加的行動學(xué)習(xí)”[8]。

基于STEAM教育理念的項目實施是引領(lǐng)學(xué)生實踐與體驗的過程，是促進學(xué)生探究與創(chuàng)新的過程，是厚實學(xué)生人文底蘊、拓延學(xué)生思維品質(zhì)的過程。它的實踐與創(chuàng)新打通了學(xué)科壁壘，跨越了時空界限，讓學(xué)生在特色的綜合課程、動態(tài)課堂、交互情境中知識整合、立體滲透、靈活化用，在系列的演示操作、實踐模擬、多維探究中追求真理、傳遞真知、升華價值，深化了學(xué)科的本質(zhì)內(nèi)涵，把握了世界的真實圖景，展現(xiàn)了生活的客觀本質(zhì)，實現(xiàn)了持續(xù)的開拓創(chuàng)新，科科和諧融通，人人共享創(chuàng)生。

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