STEAM教育中科学、技术、工程、艺术和数学这五门学科必须紧密相连,使学生超越单学科的书本知识,STEAM教育以基于项目的学习、基于问题的学习为主,侧重培养学生在掌握知识和技能的基础上还能够将所学知识灵活迁移运用到解决真实问题中去的能力。它具备如下一些基本特点。
一、体验性和情境性
STEAM教育为了激发学生的内在学习动机,使学生积极主动解决问题并获得自我成就感,在设计问题和活动时将跨学科的知识融入到具有趣味性、挑战性与学生生活实际相联系的问题中。STEAM教育重视学生之间的分享与创造,强调让学生参与、体验学习的过程,获得学习的快乐感与创造的成就感。STEAM教育的体验性不仅体现在STEAM教育主张通过教师讲解或者自学获得抽象的知识概念,而且体现在一再强调让学生自己动手动脑,亲身实践,参与学习过程。STEAM教育强调基于问题解决的学习,同时提供了学生动手做的课堂体验,学生应用所学的科学和人文知识到现实问题,发现并解决问题。因此,STEAM教育具有体验性这一特点,学生通过参与和体验不仅可以获得结果性知识,还可以获得蕴含在解决问题过程中的过程性知识。这种习得知识的过程和方法都会对学生未来的发展产生不可磨灭的影响。
STEAM教育是科学、技术、工程、艺术和数学多学科融合的综合教育,强调将知识与生活中有趣、有挑战性的问题相结合,通过学生对问题的解决来完成教学。STEAM教育注重培养学生将获得的知识进行情境化应用的能力,同时能够根据不同背景联系上下文,理解不同的知识表现,辨识问题的实质并灵活性地解决问题。因此,情境性是STEAM教育的特征之一,情境是STEAM教育重要的组成部分。情境化活动和问题的设计引导学生通过真实的生活体验来感受回味所习得的知识并自主构建知识体系,从而使他们产生内在的学习兴趣和学习动力。STEAM教育认为,知识不是外界强加的灌输,而是学生通过情境建构的产物。学生的学习中会受到具体情境的影响,不同的情境使得学习过程、结果也不同。要想使学习变得有意义,就要合理建构情境,将学习融入到运用所学知识的情境之中。所以,教师在设计STEAM教育情境时,一方面要基于生活实际的情景,另一方面一定要蕴含学生所学的结构化知识。这样,通过情境的建构,学生在解决所设计的问题的过程中,不仅能获得结果性知识,还能体验真实的生活,获得知识迁移运用的能力,得到社会性的成长。
二、综合性和动态性
按照学科的界限划分知识,这样可以更容易地传授知识,对于深入地探索也有帮助,但是却不能够反映世界的真实性和趣味性。在现实生活中分析问题、解决问题之时,人们所需要的知识是没有学科划分的。而在学校学生学习的知识也是为了自身的发展和社会的发展,所以学校需要整合不同的学科知识,促进学生的全面发展。STEAM教育倡导学科整合理念,实现学习内容的跨学科的综合性,这也为学校课程改革提供了新方法。综合性是STEAM教育重要的特征,这一个特征是基于跨学科的,它将科学教育、技术教育、工程教育、艺术教育与数学教育联系起来,用联系、整体的思维解决各种问题,因而表现出综合性这一特征。在我们的生活中,科学、技术、工程、艺术、数学是不可缺少、互相联系的,将这五门学科整合也就意味着在STEAM教育中,不是将重点放在某一个学科上,而是将重心放在特定的某一个问题上,然后引导学生利用科学、技术、工程、艺术、数学等相互关联的学科知识来分析问题、解决问题,从而通过综合运用多学科知识来提高学生解决实际问题的能力。STEAM教育的综合性体现在教育目标上,是希望学生能够学会综合运用科学、技术、工程、艺术和数学五方面的知识能力,具有科学精神和逻辑思维,能够独立有效地解决问题,发挥其创造性。STEAM教育的综合性还体现在实践过程中的综合,综合课程内容,综合运用各种知识,综合运用各种教学方式。同时STEAM教育的评价方式也是综合性、系统性的。先进的STEAM教育理论当然也试图设计出以共享为标准,条理清楚、高质量的评价系统,在这一评价系统中,既要评价学生理解、应用核心知识的能力,还要考核学生从事未来工作所需要的解决问题的能力、逻辑推理能力和创新能力等等。(www.daowen.com)
STEAM教育表现的综合性、情境性也凸显了其动态性。STEAM教育认为知识是不断更新的,不是固定不变的,课程内容、课程实施应该是动态与发展的。STEAM教育反思传统教育观的弊端,认为知识是开放的、动态的,要求学生不应该只注重知识的记忆,而且要重视知识的理解和运用。并且,对知识的理解不能停留在表面,还应该不断对其进行深层探究,这样才能帮助学生灵活运用已学到的知识,并且与现实生活中不断拓展并完善自己的知识体系。以STEAM 教育为重点的学校,课程内容的选择关注STEAM教育各领域的研究成果,教学场所也不局限于课堂和学校,接触更多社会各阶层的场所,尤其是增加了接触STEAM职业场所的机会。不同于传统的老师讲解、学生接受的课程实施模式,STEAM教育的课程实施方式是开放的、动态的,将科学知识的探究转化为实践,构建学习者与学习者、学习者与教育者之间对话、交流、互动的平台,相互帮助,相互启发,共同分析学习资料、解决问题,评价学习成果,使学生从平等对话的交往中自由地获得知识、激发创造的灵感,不仅有利于学生认知能力的提升,而且可以促进学生内在知识体系的创新生成,培养学生科学的思维习惯和解决现实问题的能力。
三、实证性和回归性
实证性是科学本质的基本内涵之一,是科学与其他学科区别的重要特点,也是在科学教育中学习者需要理解、掌握的重要方面。STEAM教育要引导学生按照科学的原则设计活动或问题,在证据验证假设的基础上发现并得出解决问题的方案;要促使学生在设计作品的过程中遵循科学和数学严谨的规律,而非思辨或者想象,通过严谨的工程设计实践帮助他们认识和理解客观的科学规律。总之,STEAM教育不但要注重科学的实证性,更突出强调在设置的跨学科情境中通过对问题或项目的探究来培养学生向现实生活迁移知识的科学思维和科学理性。
后现代课程观的提出者多尔认为课程要具有回归性,也就是说课程要具有可反思的价值和余地,这种课程没有固定的起点和终点,但是它能使每一个人通过与环境、他人、文化的反思性相互作用而形成自我感的方式。STEAM教育的提出及实践中逐渐凸显反思的价值,在课程内容的选择上,STEAM教育给学生提供有兴趣的个人经验和校内外资源与STEAM有关的内容;在课程实施中,它致力于激发学生学习STEAM领域学科的学习动机,关注学生的主体地位,让学生积极主动参与到学习过程中,培养学生的创造性思维和创新能力。STEAM教育关注学习主体还表现在强调教育公平这一方面,强调不管性别、种族、民族等,要让所有的学生都能够熟练掌握STEAM领域的知识。
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