李楠
摘 要:STEAM教育是科學(Science)、技術(Technology)、工程(Engineering)、藝術(Art)、數(shù)學(Mathmatics)五門學科的融合,21世紀初發(fā)端于美國。作為一種培養(yǎng)創(chuàng)新綜合型人才的教育范式在美國取得成功之后迅速風靡全球。STEAM教育旨在打破學科界限,借助信息化手段,提升綜合素養(yǎng),增強學習者設計、解決、創(chuàng)造等方面的創(chuàng)新力。目前,中國已進入創(chuàng)新驅(qū)動的發(fā)展階段,STEAM 所倡導的創(chuàng)新教育對我國高等教育階段創(chuàng)新能力培養(yǎng)有重大啟示意義。在STEAM教育的核心理念下,我國本科高校要更加突出創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的價值導向,同時,以構(gòu)建知識、能力與價值“三位一體”的人才培養(yǎng)模式、搭建跨學科的綜合性課程體系、聯(lián)合校內(nèi)外多方同向發(fā)力,以及優(yōu)化多元化考核評價機制的具體實踐,積極推動我國創(chuàng)新型人才的全面發(fā)展。
關鍵詞:STEAM教育;本科高校;創(chuàng)新型人才
中圖分類號:G642文獻標識碼:A 文章編號:1009 — 2234(2023)12 — 0149 — 04
黨的十八大以來,以習近平同志為核心的黨中央高度重視創(chuàng)新,全面實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略,統(tǒng)籌推進教育、科技、人才事業(yè),不斷完善國家創(chuàng)新體系、建設創(chuàng)新型國家。2016年,中共中央印發(fā)的《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》明確提出了創(chuàng)新國家“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略的時間點和路線圖,即2020年進入創(chuàng)新型國家行列、2030年躋身創(chuàng)新型國家前列和2050年建成世界科技創(chuàng)新強國。在整個創(chuàng)新驅(qū)動中最核心的要素就是建設高水平人才隊伍,這是筑牢創(chuàng)新根基,實現(xiàn)“三步走”戰(zhàn)略目標的關鍵,這對新時代高等教育提出了更高的要求。正如習近平總書記在全國教育大會中指出,要在增強學生綜合素質(zhì)上下功夫,教育引導學生培養(yǎng)綜合能力和創(chuàng)新思維。作為21世紀日益風靡的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式,STEAM教育引起了各國創(chuàng)新教育的重視,這與當前我國創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略和人才培養(yǎng)目標不謀而合。
一、STEAM教育的緣起及發(fā)展
STEAM教育本身并不是一個已經(jīng)“固化”的體系,而是由STEM發(fā)展而來。STEM代表科學(Science)、技術(Technology)、工程(Engineering)、數(shù)學(Mathematics)。1986年,美國國家科學基金會發(fā)布《本科的科學、數(shù)學和工程教育報告》,提出“加強高等教育并追求卓越,使下一代美國人成為世界科學和技術的領導者”,自此拉開了STEM教育的序幕 [1]。
隨著STEM教育在美國的推廣和實踐,也遇到了新的問題和挑戰(zhàn)。一方面,21世紀科學技術的迅猛發(fā)展展現(xiàn)著它對自然、社會、人與人關系的巨大而難以控制的直接影響力,其負面效應就是生態(tài)危機、社會問題及人際交往在科技異化的作用下矛盾日益突出。而人與自然、人與社會、人與人之間和諧關系是社會進步的重要因素,因此,社會各界開始呼吁教育應關注科技文化及教育的人文性;另一方面,美國在推行STEM教育過程中,也面臨著STEM勞動力的缺失。雖然有越來越多的年輕人接受STEAM教育,但STEM畢業(yè)生產(chǎn)出質(zhì)量卻不盡人意,且并不是所有受到STEM教育的畢業(yè)生都能進入勞動力市場。究其原因在于求職者雖具有STEM的教育背景,但缺乏創(chuàng)新力、想象力及職位所需的技能,而這正是信息社會最需要的。因此,美國的一些研究者和相關組織開始對STEM教育進行反思和改革。2006年,美國維吉尼亞科技大學學者格雷特·亞克門教授及其團隊將Art(藝術)融入STEM教育,形成了科學(Science)、技術(Technology)、工程(Engineering)、藝術(Art)、數(shù)學(Mathmatics)五門學科的融合,使得STEM演變?yōu)閮?nèi)涵更豐富、視野更開闊,尤其關注人文素養(yǎng)的STEAM教育理念。
由于STEAM更加指向創(chuàng)造性本質(zhì),對知識經(jīng)濟時代的學校教育產(chǎn)生了深刻的影響。STEAM教育在美國取得的巨大成功引發(fā)了世界其他各國對STEAM教育的普遍關注,并隨著全球化進程快速拓展至其他各國。其中,STEAM率先由英國、德國、韓國和澳大利亞引進,并進行了本土化探索實踐。需要說明的是,這些國家多是從STEM教育開始其創(chuàng)新教育之路的,其中唯有韓國從探索之初就是從STEAM教育著手。2002年,英國財政部發(fā)布《建立成功:羅伯特審查報告》,提出應優(yōu)先考慮將STEM教育作為國家戰(zhàn)略的組成部分[2]。2008年,為解決高質(zhì)量綜合性勞動力短缺的問題,德國引入STEAM教育,借此推動德國的可持續(xù)性創(chuàng)新發(fā)展。由于語言關系,STEAM教育在德國又稱為MINT教育。2010年,韓國教育科學技術部在業(yè)務報告中提出,要強化旨在培養(yǎng)創(chuàng)新人才的小初高STEAM教育。2011年,韓國教育部頒布《振興整合人才教育(STEAM)計劃》[3]。2013年,為培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才,澳大利亞政府出臺《國家利益中的STEM戰(zhàn)略》等一系列政策推進STEAM教育的實施。2014年,英國皇家學會頒布《科學與數(shù)學教育愿景》,以STEM推動教育改革。2023年,聯(lián)合國教科文組織在巴黎舉行第216屆執(zhí)行局會議,經(jīng)充分磋商,一致通過在中國上海設立教科文組織STEM教育一類機構(gòu)的決議,這是中國在國際舞臺上進一步推動全球范圍內(nèi)教育創(chuàng)新和改革的重大舉措,也意味著全面接軌了國際STEM教育。截至目前,美國、英國、德國、澳大利亞、日本、韓國、中國等國家都已成為STEAM的倡導者,將STEAM教育視為未來教育發(fā)展的新方向且進行了積極的本土化教育探索。至此,STEAM教育已從美國走向全球,然后又回歸本土化,展示了其極大的適應性和強大的生命力。
二、STEAM教育對本科高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重大意義
作為一種教育理念,STEAM倡導打破學科界限,提升綜合素養(yǎng),旨在增強設計、解決、創(chuàng)造等方面的創(chuàng)新力。雖然后期STEAM教育形式有所變化,但其核心理念一直完整地延續(xù)至今。近年來,STEAM教育在我國教育界關注度越來越高,深入剖析STEAM教育對本科高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的意義,有助于更加深入推進STEAM教育的本土化探索。
(一)有利于打破學科界限,發(fā)揮人才培養(yǎng)的綜合效應
STEAM教育最突出的特征就是破除傳統(tǒng)分科的界限,將科學、技術、工程、藝術和數(shù)學跨學科知識進行融會貫通,實現(xiàn)知識間的有效傳遞和實效運用。在STEAM學科框架中,科學幫助學生認識世界的客觀規(guī)律性、工程技術使學生掌握改造世界的技術能力;藝術則增加了教育的趣味性,豐富學生的情感和想象力;數(shù)學為學生運用和發(fā)展科學、工程、藝術和技術提供了思維方式和解析工具[4]。同時,STEAM教育不是簡單地將多學科知識疊加在一起,而是面對實際問題時創(chuàng)造性地將學科知識分類整合,以項目為中心,創(chuàng)建學科間的聯(lián)系,通過跨學科激發(fā)學生好奇心和參與活動的熱情,鼓勵學生親自設計項目,在輕松愉快的環(huán)境中加深知識體會和探究自我,進而發(fā)現(xiàn)問題和解決問題,最后建構(gòu)自己的知識體系[5]。由此看出,STEAM教育的跨學科教育不僅使學習凸顯了學科間的整合,更讓學生們感受到了知識遷移的樂趣和解決問題的成就感,并全面提升學生的綜合素質(zhì)。
(二)有利于促進深度學習,培育創(chuàng)新人才的人文意識
STEAM教育教學的典型策略就是借助信息化手段實現(xiàn)知識可視化表征,進而帶動學生更好地進行深度學習。PHET互動仿真程序就是2002年由諾貝爾獎獲得者卡爾·威復為科學和數(shù)學設計的一個互動程序[6]。PHET通過信息化手段,將抽象和復雜的科學現(xiàn)象以可視化方式呈現(xiàn)在學生眼前,且為學生們提供與可視物體親密接觸與互動的機會。PHET的可視化表征不僅創(chuàng)設了真實情境,吸引了學生的注意力,更是在直觀的、游戲化的情境中對學生進行了拓展性教育。此外,STEAM教育還通過可操作性實驗、探究性實踐、審美融入等其他方式或手段實現(xiàn)科學、技術、工程、藝術和數(shù)學的學科融合,將富含人文氣息的藝術因素引入冷峻、嚴肅的科技、工程、數(shù)學中,也使得科學發(fā)展以人為本的本質(zhì)得到回歸。在STEAM教育理念指導下的深度學習,既鍛煉了學生用跨學科知識解決實際問題的創(chuàng)新意識和實踐探究能力,還充分聯(lián)系了學生生活實際,讓學生在有溫度的情境中感受生活和培育責任。
(三)有利于培育共同體意識,激發(fā)創(chuàng)新人才的團隊合力
創(chuàng)新能力和團隊合作是STEAM教育的鮮明特征。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)主要是STEAM教育通過將多學科進行課程融合,形成發(fā)現(xiàn)問題和創(chuàng)造知識的內(nèi)生機制,以啟發(fā)學生創(chuàng)新思維、訓練創(chuàng)新方法、生成創(chuàng)新觀點。它要求學生在學習知識、動手動腦的同時,還要積極配合,通過團隊合作凝聚合力,把控項目進度。STEAM教育的共同體意識,有助于培訓學生團隊合作的意識,使學生在從“我”到“我們”的角色中實現(xiàn)團隊合作,從而激發(fā)學生們?nèi)谌隨TEAM教育的積極性。同時,STEAM教育以項目或內(nèi)容為切入點,充分發(fā)揮學生主體性和注重學生學習體驗,要求轉(zhuǎn)變育人觀念,積極構(gòu)建由老師、學生以及利益相關聯(lián)的人構(gòu)成學習共同體。根據(jù)STEAM教育在美國及其他國家的發(fā)展經(jīng)驗,STEAM教育的成功實踐僅靠單一主體是不能實現(xiàn)的,它需要政府、學校、企業(yè)甚至更廣泛的社會力量構(gòu)建育人綜合平臺,才能形成STEAM教育的育人合力?;谶@一點,實施STEAM教育的學校都建立了多主體聯(lián)動的培育機制和完整的人才培育系統(tǒng),不僅化解了傳統(tǒng)教育體制中人才培養(yǎng)支撐力不足的難題,而且激發(fā)了創(chuàng)新人才的團隊合力。
(四)有利于促進教育發(fā)展,契合創(chuàng)新人才的國家需求
STEAM教育為人才培養(yǎng)提供了關于學習內(nèi)容、學習空間、學習思維一整套的知識建構(gòu)和實踐能力培養(yǎng)的系統(tǒng)學習方式[7]。在STEAM教育中,學生充分享受到了學習內(nèi)容與學習環(huán)境的情境式融合,實現(xiàn)了師生合作式成長和保障了學習的延續(xù)性;同時,以STEAM教育對學校教育進行動態(tài)評價和專業(yè)評估,可以及時發(fā)現(xiàn)與改進學校教育在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方面存在的問題或不足,以此驅(qū)動教育改革,確保STEAM教育發(fā)展的可持續(xù)性。此外,STEAM教育不僅能持續(xù)促進教育的發(fā)展,還在于STEAM教育能夠在真實情境中借助任務完成衡量學生創(chuàng)新的真實性和動態(tài)化發(fā)展水平。STEAM教育的核心就是通過可視化編程、綜合課程、創(chuàng)客等形式,將學生創(chuàng)新的種子融入生活情境,將新的技術融入教育的課堂[8]。STEAM教育的學習形式和評估方式不僅有利于學生理解科學、工程技術等領域的抽象概念,更有利于促進我國高等教育的現(xiàn)代化發(fā)展,為國家發(fā)展源源不斷地輸送創(chuàng)新綜合型人才,以此提升國家的綜合競爭力。
三、STEAM教育下本科高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的實施路徑
根據(jù)“兩步走”戰(zhàn)略安排,本世紀中葉,中國將建成世界創(chuàng)新型國家。為了實現(xiàn)第二個百年奮斗目標,創(chuàng)新人才的培養(yǎng)需要打好提前量。從現(xiàn)在開始,我們就要行動起來,以教育為抓手培養(yǎng)出更多具有創(chuàng)新力和競爭力的人才。由于STEAM教育理念具有前瞻戰(zhàn)略性,措施具有實踐性,這對我國新時代高等教育培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提供了行動指南。
(一)突出STEAM人才教育的價值引導
在創(chuàng)新引領的高質(zhì)量發(fā)展階段,創(chuàng)新型人才成為實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展最核心的資本。高等教育作為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的主要基地,直接關系著創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的質(zhì)量。因此,高等教育必須適應新時代教育發(fā)展的新要求,從本科教育抓起,創(chuàng)新教育理念。在引入STEAM教育理念時,我們不僅要培養(yǎng)跨學科、具有創(chuàng)新思維的、適應時代需求的全面發(fā)展人才,而且要更加突出其價值性,充分關注國家發(fā)展對創(chuàng)新型人才發(fā)展的需求,以價值的引導性、內(nèi)容的綜合性、情境的真實性、主體的合作性為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提供豐富的土壤,為我國進入創(chuàng)新型國家源源不斷地提供高質(zhì)量的人才支持。
(二)構(gòu)建“三位一體”的人才培養(yǎng)模式
STEAM教育不僅打破了學科間的禁錮,更重要的是將知識、能力與價值三者合一,這對我國創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式具有重大啟示意義。進入知識經(jīng)濟時代,科學技術迅猛發(fā)展,知識更新越來越快,單純的“教與學”傳統(tǒng)教學模式已經(jīng)不適應社會發(fā)展的需求。對于創(chuàng)新型人才來講,除了學習知識,更重要的是要具備發(fā)現(xiàn)知識創(chuàng)造知識的能力和強烈的社會責任感。因為科學知識是技術創(chuàng)新的基礎,如果技術創(chuàng)新沒有態(tài)度和情感的引導,就如同沒有靈魂的機器,創(chuàng)新的動力和價值就會被抽離。為此,在STEAM教育理念下,一要深化教學改革,更新教學思想,建立創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方案,注重以專業(yè)理論知識根基,豐富學生跨學科知識體系;二要深化實踐訓練,以項目設計和課外活動,提升學生創(chuàng)新實踐能力;三是引領社會實踐,培育合作意識和社會意識,實現(xiàn)育人的價值目標。
(三)搭建跨學科的綜合性課程體系
從我國基礎教育教學的發(fā)展進程來看,主流模式依然是分科教學,分科課程在基礎知識的傳授方面具有一定優(yōu)勢,但是,在注重培養(yǎng)學生創(chuàng)造精神、創(chuàng)造能力的科學教育中有很大弊端。STEAM教育在課程設置上將綜合性課程與各個學科課程、理論課程與實踐課程有機地融合在一起,雙方相互滲透,實現(xiàn)了學科知識的傳遞、理論與實踐的一致性,這對促進本科高校創(chuàng)新型人才在知識儲備、能力提升,以及素質(zhì)素養(yǎng)全方位協(xié)同發(fā)展具有重大推動作用。
為此,我們應積極推進以STEAM教育核心理念為目標的內(nèi)涵式融合發(fā)展,借助STEAM教育建設綜合性和開放性的課程體系,以此呈現(xiàn)課程內(nèi)容和實施實踐活動,將學習情境與課外實踐進行有效關聯(lián),鍛煉學生以綜合視角運用多學科知識解決問題的能力,以此培養(yǎng)“敏于思考、忠于實踐、樂于分享和善于創(chuàng)造”的創(chuàng)新型人才[9]。
(四)聯(lián)合校內(nèi)校外多方同向發(fā)力
STEAM教育在實施過程中強調(diào)充分利用網(wǎng)絡資源、電子媒體的運用。它以信息技術為媒介,以項目、問題、設計及探究為形式,借助信息技術的豐富資源和多元形式激發(fā)學習興趣和創(chuàng)新靈感,促進學生自主學習和創(chuàng)新能力的提高。而創(chuàng)新思維不是靈光乍現(xiàn),創(chuàng)新能力養(yǎng)成不是一蹴而就的,它需要長期的實踐和持續(xù)的學習積累。這就不僅需要教育系統(tǒng)內(nèi)部的支持,也需要外部條件的協(xié)調(diào)與幫助。2020年,教育部印發(fā)的產(chǎn)學研相關辦法為高校與社會企業(yè)單位合作提供了政策支持,方便高校及時、準確、有效地掌握社會企業(yè)所掌握的STEAM教育的優(yōu)秀資源,以此提升STEAM教育課程綜合實踐的體驗感和有效性。為此,學校應充分挖掘資源,協(xié)同校內(nèi)校外多方聯(lián)動,依據(jù)本校實際構(gòu)建“政府提供支持、學校提供平臺、社會提供輔助、公司提供服務、學生增進受益”的STEAM教育與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育協(xié)同發(fā)展模式,為學生進行綜合實踐提供不同類型的場域選擇。
(五)優(yōu)化多元化的考核評價機制
在進行STEAM教育項目設計過程中,教師可從多角度對學習者在自主設計、實踐過程中發(fā)現(xiàn)與解決問題、小組團隊協(xié)作等進行過程性評價,從而得出更全面的考核結(jié)果。STEAM教育考核設計契合了本科高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的考核維度,因為創(chuàng)新型人才的兩大重要特征是應用性和創(chuàng)新性,重點考查的就是人才的創(chuàng)新能力與素質(zhì)素養(yǎng),以及思維發(fā)展的多元化及個體的差異,而目前我國本科高校創(chuàng)新型人才的評價內(nèi)容大多停留在知識結(jié)構(gòu)層面,這種單一評價內(nèi)容并不適合本科高校創(chuàng)新型人才的發(fā)展維度。基于STEAM理念的項目學習,本科高校創(chuàng)新型人才的評價內(nèi)容應包括知識、能力、素質(zhì),充分發(fā)掘?qū)W生發(fā)展的多元性和創(chuàng)造性,促進創(chuàng)新型人才的全面發(fā)展。同時,為適應時代的變革、社會的需求,對于本科高校創(chuàng)新型人才應豐富考核評價方式,將教師評價與學習主體自我評價、定量評價和定性評價、過程性評價和結(jié)論性評價綜合在一起,由此給出的評價才能更好提升協(xié)同育人的效果。
四、結(jié)語
中國已進入創(chuàng)新驅(qū)動的高質(zhì)量發(fā)展階段,本科高校在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才方面承擔著重大使命。作為培養(yǎng)綜合科學素養(yǎng)和創(chuàng)新能力人才的理念,國際上STEAM教育的發(fā)展取得了豐碩的成果,對我國高等學校教育的改革提供了借鑒,但也存在較多問題。本文對STEAM教育的緣起及發(fā)展、STEAM教育對創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的啟示意義與實施路徑進行了解讀,可以幫助我們更好地理解STEAM教育的核心理念和實踐要求,從而在培養(yǎng)創(chuàng)新人才時更好地解決問題,將STEAM教育理念落實到實處。當然,我國STEAM教育還需結(jié)合實際,開展更多的本土化實踐與探索,走出一條適合自己的創(chuàng)新人才培養(yǎng)路徑,以推動我國創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的實現(xiàn),為社會主義現(xiàn)代化強國建設提供強有力的人才支撐。
〔參 考 文 獻〕
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〔責任編輯:丁 冬〕