一、STEAM教育的产生与发展
不论何种形式的教育改革,都受到了一定社会背景的推动,都是社会需求的产物。自21世纪以来,信息全球化、经济全球化发展迅猛,国际竞争日益激烈,这使得世界各国都产生了危机感,并开始越来越重视科学技术。在这个开放的世界环境中,特别是世界头号强国——美国,其国际竞争力相对下降。美国面临来自欧、日、东亚等竞争对象,想一枝独秀已经有些不可能了。因此,针对国际竞争力下降,美国将保持核心竞争力上升为其重要的国家战略。在此背景下,科技发展过程中出现的人才危机对美国的教育提出了挑战,美国政府越来越认识到调整教育战略的必要性。
在20世纪50年代,美国科学教育者最早提出了科学素养的概念,认为提高国民的科学素养是提升本国综合国力的关键,并得到了其他国家科学教育者的赞同和支持。随着社会的发展,技术、工程对社会的变革也逐渐发挥着重要的作用。20世纪80年代,美国国家科学委员会首次提出了将科学、数学、工程和技术教育集成整合的纲领性建议《本科的科学、数学和工程教育报告》,该报告是最早提出STEM教育的文献,因此被认为是跨学科、跨领域的STEM教育的开端。在这份报告中,将STEM教育中的英文缩写最开始写为SMET。接下来,美国国家科学院、教育部、国家工程院等各类组织也纷纷参与到推动SMET教育的发展中。2007年,美国国家科学基金会发表了《国家行动计划:应对美国科学、技术、工程和数学教育系统的紧急需要》的报告,在这份报告中将英文缩写SMET变成了STEM,提出了要加大对STEM教育研究的投入,加强在K-12阶段和本科阶段中STEM教育的主导地位。调整英文缩写,体现了当时美国对于技术和工程教育的重视,适应了当时美国对于实践性、创新型人才的需求。2009年,奥巴马执政之时在白宫发表了“教育促进创新”的演讲,在演讲中他有一段是这样说的:“美国之所以能够取得如今的成就,完全是依靠其在全球创新科技领域发挥的重大作用,我们如何教育好下一代,特别是如何提高科学、技术、工程和数学的教育水平,直接关系到未来企业领导者、科学家和教师人才的造就问题”。2015年10月,美国国会颁布了《2015年STEM教育法》(STEM EducationAct of 2015),该法案的发布可以看出美国十分重视STEM教育,从立法的角度保障了STEM教育的实施。随着STEM教育的发展,人们逐渐发现其本身偏理工的跨学科的局限,后来,美国弗吉尼亚科技大学的学者Georgette Yakman 提出了STEAM教育的概念,在科学、技术、工程、数学教育之中加入了艺术教育。他提出了要加强美国K-12 阶段学生的科学、技术、工程、艺术及数学教育,设立实践性和创造性课程。STEAM教育和STEM教育本质上是相同的,是在STEM教育基础上延伸的教育模式。STEAM教育的基本目标是培养具有STEAM 素养的人,STEAM素养也就是指个体运用科学、技术、工程、艺术和数学这五个领域知识和交叉融合领域知识的能力。STEAM教育发展的方向是以科学技术为途径,实现跨学科的交汇融合,培养能够综合运用多学科知识去解决实际性问题的创新人才。STEAM教育作为一种培养未来复合型创新性人才的教育趋势,是一种先进的教育模式,对于促进教育教学改革发挥着举足轻重的作用。在经济全球化背景和美国的影响下,加拿大、英国、澳大利亚等发达国家也越来越重视创新人才的培养,重视促进本国STEAM教育的发展,并且从小学阶段就开始注重学生科学的体验,强调学生要在“做中学”,强调学生要在体验过程中得到创新能力的提升。目前,国际上正在逐渐掀起STEAM教育热潮,而近年来我国也在逐步提高对STEAM教育的关注和重视,旨在提高学生的科学素养、人文素养和创新能力。
二、STEAM教育的基本内涵
(一)STEM教育
20世纪,美国政府及社会各阶层面对国际竞争力下降、科技人才缺失的困境,开始反思其在科技人才培养方面的制度和模式。在20世纪80年代,美国国家科学委员会提出了基于科学、技术、工程和数学教育的跨学科、实践性的STEM教育。(www.daowen.com)
STEM是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics)四门学科首字母的缩写。科学是指存在于客观世界中的事物经过严密的逻辑论证和切实的实践检验所形成的事物本质、特性以及规律的知识体系;技术指为了促进社会发展、实现社会需要,人类所采取的手段和方法;工程是指应用科学、技术、数学而生产产品的过程;数学是指研究现实世界的空间方式和数量关系,是研究科学、技术不能缺少的工具。STEM教育并不是将科学教育、技术教育、工程教育和数学教育简单相加起来,而是对这四门学科关联性的强调,将这四门学科的零碎内容整合构成一个相互联系的统一整体,倡导问题解决驱动下能力和智慧相运用的学习,在实践中应用知识、获得知识,目的在于培养学生的问题解决能力、实践能力、复合思维和创新精神。
(二)STEAM教育
STEAM教育是由美国学者Yakman 在研究综合教育时在STEM教育基础上提出来的,即在原先的基础上加入艺术教育(Art),使得该理念更加全面,有助于学生从更多的视角理解认识不同学科之间的相互联系,促进学生创造性思维的发展。这里“Art”不仅仅指的是艺术,还包括人文、历史、美术、哲学等学科。形象地来说,STEM主要是“做什么”“怎么做”,将人文艺术引入STEM,也就是将人文艺术的“谁去做”“为什么做”引入到其中,让人和伦理道德在创新的过程中扮演重要的地位。STEAM教育理念认为人文艺术、创新思维在跨学科性教育中发挥着重要的作用,能够更加注重学生的主体性,能给STEM教育注入更多的生机与活力。STEAM教育是在STEM教育基础上发展的新教育模式,是传统教育理念的转型,可进一步促使科学技术教育与人文艺术教育相融合。它强调知识与能力都很重要,注重学习生活与现实生活的紧密联系,注重学生学习的过程而非结果。它不仅提倡学生学习各种学科和跨学科知识,更重要的是倡导一种新的教学方式——让学生通过亲自动手实践,完成与生活相关并且感兴趣的项目,培养学生的创造力。STEAM教育是STEM教育的延伸,它们在本质上都是跨学科教育的典型模式,鼓励学生在“做”中“学”,学会用多学科的知识来解决实际问题,提高学生的创造性思维能力。
STEAM教育是转变教学理念和教学模式的典型,对于培养创造型人才,提升一个国家和社会的科技水平,保障国家的战略发展发挥着非常重要的作用。严格界定单学科、重书本知识传授这种传统的教育方式现在已不能适应社会的发展,作为跟随时代潮流、重视学习实践的跨学科融合的STEAM教育,是当今知识经济时代大背景下的全新的教育模式。将科学、数学这种抽象的思辨性学科与技术、工程这种联系生活的应用性学科的知识和艺术融会贯通,有利于激发学生学习的兴趣,有利于完善学生的知识结构,有利于塑造学生的善于质疑、勇于实践、敢于创新的学习品质,有利于培养学生的探究性、创造性思维方式,有利于培养学生解决实际问题的能力,有利于促进学生全面而不失个性的发展,为满足社会科学技术发展对创新型和复合型人才的需求奠定基础。
随着社会各阶层对人才需求的日益突出,STEAM教育已经成为了世界各国的专家学者们讨论的热门话题。作为培养具有科学素养和探究能力的人才的教育新形态,STEAM教育已经成为各国重要的教育科技战略,将成为教育事业成功的关键要素。
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