基于STEAM教育的冬夏令營課程設計研究

摘要：本文主要闡述了STEAM教育理念下的冬夏令營課程設計原理，在充分了解STEAM課程理念、課程設計目標、圍繞學習者分析、學習內容設定、環境創設、課程策略、課程實施、課程工具、課程評價九個要素，形成循序漸進、相輔相成的九個關鍵步驟之后，再分別從形成性評價和總結性評價兩方面來闡述和探究整個STEAM教育在冬夏令營課程設計中的核心價值。

關鍵詞：STEAM；STEMx；跨學科；多元化；課程設計

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2018）02-0055-06

STEAM教育的界定

STEAM是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Art）和數學（Mathmatics）英文單詞首字母的縮寫。本文提到的STEAM教育理念，是基于“STEM+”或者“STEMx”開展的研究，在冬夏令營實踐過程中把Arts加入到“STEM”教育理念中，讓課程變得更加具有藝術性，更具有審美性，凸顯了藝術在四個學科基礎之上的進一步升華，彌補了只以理工科為主，不注重藝術與文藝氣息的特點的不足。STEM教育具有跨學科、趣味性、體驗性、情境性、協作性、設計性、藝術性、實證性、技術增強性等九種特性[1]，STEM教育注重四種素養，即科學素養、技術素養、工程素養、數學素養的提升。[2]科學素養強調課程引導者對科學知識具備專業化的認知，知道科學研究的方法和技巧，了解科學知識對人文社會的影響，熟悉運用科學的方法解決實際問題；技術素養強調課程引導者具備學科相關的技術手段和解決技術問題的基本知識和能力；工程素養強調課程引導者具備工程項目的實踐性經驗，以便能從全局觀的角度對項目工程加以把握，用項目化的思維解決項目工程的難題；數學素養強調課程引導者善于把生活問題升華為數理邏輯中的具有概念化、抽象化、模塊化特征的認識論和方法論，以便指導生活實踐。[3]在以上四大素養的基礎之上，冬夏令營課程實踐操作中還加入了人文藝術素養（Arts），讓“STEM”+“A”變成了“STEAM”。藝術素養強調課程引導者在個性和自由的基礎上培養自我對藝術的認知和修養，以藝術和審美的眼光去看待教育。藝術從課程上說可以是音樂、繪畫、雕塑、攝影、人文等的縮影。STEAM教育除了強調課程引導者需要具備STEAM教育的五大素養以外，還強調學習者也需要強化和培養STEAM教育的五大素養。

STEAM教育的特點

1.理論和實踐相結合

理論和實踐相結合是STEAM教育最顯著的特點。理論主要面向以人為本的“人本主義”思想和以知識體系生成的“建構主義”思想的交叉、融合。其人本主義和建構主義的思想在某種意義上甚至起到了上層建筑、高屋建瓴的效用。課程面向的是一個個“生命個體”，課程設計就要從學習者出發，激發和引導學習者的主觀能動性，輔之以知識、情感、技能的獲得，便是在原有的知識經驗基礎上的建構過程。這即是人本主義思想和建構主義在理論意義上最佳的搭檔。實踐主要面向在真實的生活情境中以“行為主義”思想和人們的意識、感覺、知覺系統中“認知主義”思想相互融合又對立的實施。認知主義的思想需要動態地來看待，既可以是和行為主義相輔相成，又可以是和行為主義相對立。圖1是關于STEAM教育在理論和實踐相結合的特點中幾種思潮下的關系匯總。[4]

2.變被動學習為主動、自主學習

STEAM教育中的主動、自主學習，自主探究并非是完全由學習者自行主導，教師在其中的作用也是極其重要的。教師作為引導者其主要工作是充分準備相關教學資源來輔助學習者學習，最大化地激發學習者的求知欲，讓學習者建立主動探索知識的欲望。主動學習有利于幫助學習者形成個性化的思維體系，使其在自己已有的知識架構上重新建構新的知識體系，并將各個知識點串聯，重組形成新的知識架構。自主探究[5]正是發揮學習者的主觀能動性去探索知識，挖掘學習者追根究底，刨根問題的潛質，使其在引導者的幫助下去學習。

3.跨學科、多元智能的融合

STEAM教育并不是科學、技術、工程、藝術和數學等幾門學科的簡單疊加，而是將原本分散獨立的學科融合成一個整體，更好地培養學習者的創新精神與實踐能力，更好地在現實世界中靈活、遷移、應用性地去探索、解決真實世界的問題。把STEAM教育看成一個整體，STEAM教育就上升到全局性的高度，從整體看待局部課程的交叉，即是實現了跨學科。在交叉學科、跨界學科之間就更容易產生創新的理念和思路。并且，STEAM教育的多學科融合特性，造就了它多元化的色彩。在學生的個別化差異上，美國哈佛大學的加德納曾提出多元智能理論，該理論向我們展示了智力在質上的多樣性，其中有語言智力、音樂智力、邏輯數理智力、空間智力、身體運動智力、自我認知智力、人際關系智力。[6]從多元智力理論來看，STEAM教育就是圍繞著多元化智力理論的融合而進行的。

4.交流、協作、合作相結合

交流分為課上交流和課下交流，課上交流往往是引導者（教師）在講授知識的過程中引發的交流互動，課下交流大多數情況下是幾個較為親密、友好的學伴在一起為某一個問題展開的討論。例如，夏令營課程實施的過程中，一群小朋友在地上發現了一只小蟲而展開了一場關于小蟲的對話。這場對話從STEAM教育理念的角度來分析則是有價值的談話，因為類似的談話，課程設計者可以動態性地設置一門新的課程，即生物科學的學習，又配以昆蟲繪畫課，恰好就展現了STEAM課程中科學和藝術的無縫融合。這就要求引導者能夠細致入微地觀察和捕捉孩子們的談話和交流內容，獲取到孩子的需求，開設“與蟲蟲對話”的課程就成了自然而然的事。

協作學習是一種通過小組或團隊的形式組織營員進行學習的一種策略。好多時候，我們看見孩子們互相幫助，一起協商共同解決面臨的問題，這更加讓我們堅信STEAM教育給教育改革帶來的顛覆性影響。endprint

合作是建立在交流和協作基礎上的，交流產生合作，合作促成學習。合作可以是圍繞一個問題、一個真實情境、一個案例重現、一個項目而展開的。合作既是融入其中的，又是相互貫通的。

關于STEAM教育的課程設計

STEAM的相關課程大多數是以主題式、項目式、問題式的方式來展開。[7]其主要目的是讓學習者到真實生活場景中去實踐、鍛煉，培養其主動思考、主動探索、主動學習的天性。筆者在設計和實踐了冬夏令營后，在STEAM教育實踐性操作和理論性分析的大框架下，提出了STEAM教育在課程設計或教學設計中所需要注意的流程和環節。基于STEAM教育的課程設計范式如圖2所示。該范式圖并不是放之四海而皆準，在冬夏令營的課程設計中，只是起到一定的參考作用。

1.學習者分析

冬夏令營的每個參與者都是學習者，通常是以“營員”稱呼，而教師則以“引導者”稱呼。教師在營期內主要充當的角色為傳道者、解惑者、引導者、課程開發者，更多的還是陪伴者、學伴、玩伴。因為所有的學習、教育、教學活動的開展都是以學生為本位，以教師為輔助。因此，課程設計要全面考慮學習者所處的年齡段、在校就讀的年級、地域、文化、家庭背景、性格特征、興趣愛好等。STEAM教育在冬夏令營中主要考慮的是6～14歲的法定兒童年齡段，可以是混齡式、年齡劃分式、年級劃分式課程設計。在跨年級、跨地域、跨文化、跨家庭的小組分配中，進一步去分析和研究學習者的性格特征、興趣愛好變得異常重要。

分析學習者是為了讓我們更能理解學習者的心理狀態，已有的學習知識框架、學習風格、學習動機、外部環境因素，以及學習者的家庭背景、生活的地域環境、所接受的家庭教育等。教師作為課程引導者就要結合實際對學習者全方面、多維度地分析、研究、比較，總結出適宜于每個孩子的個性化學習方式。STEAM教育的核心就是要彰顯每個孩子的個性，表現出每個孩子獨特的一面，這樣對發揮孩子的聰明才智，讓孩子未來做一個綜合性人才、創新型人才、復合型人才具有重要意義。[8]

2.學習內容設定

STEAM教育的學習內容，在冬夏令營中又會有哪些變化呢？其實就是在科學、技術、工程、藝術、數學為基礎的學科融合下，采用跨學科、多元化的方式來設計和開發所需課程。那為什么要開設這些相關學科的課程呢？其實主要原因是，這些課程都要能夠較好地培育孩子的STEAM素養[9]，即培養孩子的科學素養、技術素養、工程素養、藝術素養、數學素養。

學習內容的設定要依據主題、項目、問題而設計，首先是符合學習者認知，其次是要遵循兒童發展的規律。[10]例如，在2016年7月以“天文科技”為主題的夏令營中，引導者在學習空間的一個角落設置了圖書角，圖書角擺放的是與STEAM項目課程有關的繪本書籍，這里幾乎涵蓋了圍繞STEAM素養的所有圖書。STEAM課程引導者給孩子上課所選取的課程題材、素材、案例往往來源于圖書角。引導者只需加以引導便將孩子導入到圖書角，其目的是培養孩子的閱讀習慣，讓孩子在無意識的狀態下喜歡上閱讀。很多營員對學習內容是在不知不覺中自主獲取的，營員自主閱讀書籍的過程中，會主動發現問題，并和其他營員交流、分享、討論。一些營員也會直接拿著書籍，向引導者詢問遇到的問題，并得到完美答復。

3.環境空間創設

環境空間創設在冬夏令營課程設計過程中是相當重要的環節，環境要能夠激發營員的學習動機，讓營員在預設環境條件下產生興趣、發生思考、提出疑問，并進一步促使其主動去探索、挖掘、學習。[11]因此，引導者要對環境創設提前做精心的設計和布置，而且環境創設是隨著課程的進展動態變化的。

營造一個具有“天文科技”相關主題的環境，策劃者們需要從學習者的學習環境、住宿環境、教育生態環境進行全方位、多角度布置和設計。例如，夏令營中在墻壁上張貼有關“天文科技”主題的展板，在孩子住宿的屋頂布置星座圖系，屋中懸吊關于航空模型的紙飛機、火箭等手工制作品；組織學習者到天文臺參觀、學習、體驗真實的天文學知識，學習用天文望遠鏡觀測星空；在夏令營的日常生活中播放描繪宇宙空靈、星空靜謐的音樂等。

這些環境的布置都是為讓學生學習天文學的相關知識而做的準備。這樣學生所獲得的知識，就不單單是停留在表象上，而是加深了對天文知識的印象，強化了學習天文知識的興趣。

4.課程策略

在傳統的教育模式中，大多數課程都是以講授法來開展的。課上就是主打三樣教學用具，即黑板、粉筆、教科書。教師只注重過程與方法、知識與技能的教授，在情感態度與價值觀層面上嚴重缺失，只顧著講授知識，并沒有太多地考慮學生個性化接收知識的能力等綜合因素。結合傳統教育來說，一部分的知識講授是有必要的，但在STEAM教育中，主要是提倡以“導學法”和“輔導法”為主，教師是引導者，對于學習者提出的問題，教師不應輕易地給出答案，而應讓學習者自主去尋找答案。在尋找答案的過程中，教師可以用啟發式教學、演示法、實驗法等輔助方式幫助學生子更好地理解知識。

傳統教育教學是以“重理論，輕實踐”為主，學生幾乎沒有機會親自動手實踐學習到的理論知識和檢驗實驗的成效。而STEAM教育中的實驗法強調從例證中去尋求答案，驗證實驗。例如，在日晷制作課程中，引導者可以把制作工具交給學生，并講述如何搭建一個完整的日晷。接著，引導學生了解日晷的工作原理，并讓其多次控制變量，反復實驗，驗證日晷的工作原理，進而讓學生明白記錄時間的方式。這個實驗驗證的過程，就是學中做、做中學的一個過程。

5.課程實施

STEAM教育在教學過程中，強調理論和實踐的互相融合。在教學過程中針對理論方面的學習，課程引導者往往采用引導、講授、實例、練習等步驟，逐漸將學習者引入到所講授的故事情境中。在實踐性的學習中，“不怕犯錯，只怕沒錯”是冬夏令營中課程引導者需要常記腦中的思想。學生在實踐過程中，或許做了屬于錯誤的事情，但引導者要允許他們去犯錯。犯了錯學生才有修正的機會，并且要引導學生修正自己的錯誤，從而不斷地接近問題答案。endprint

基于項目式的學習（PBL）在STEAM教育中是首要提倡和運用的。[12]針對一個特定的STEAM項目，從理論和實踐兩方面結合做下來，通常表現為跨學科性、多元性、綜合性、復雜性。PBL是針對項目從觀察現象、提出問題、調查問題、提出假設、驗證假設、分析數據、得出結論等七個方面去不斷地大膽假設，小心求證。

6.課程工具的應用

STEAM教育實施過程中課程工具的應用是不可忽略的重要環節。在適當的課程、恰當的時間節點上，應用適宜的課程工具，有利于優化教育教學的各個環節。課程工具往往表現為發揮學習者的主觀性參與、個性化學習、交互增強、學伴共享、實時同步等特性。

課程實施過程中關于文字、音頻、圖形圖像、視頻動畫、實物投影等多媒體的呈現，針對不同的呈現內容應用不同的媒體工具，也即是課程工具的選擇。課程工具包含軟硬件資源，可以是傳統黑板、幻燈片、網絡環境、網站資源、系統軟件、APP等。課程工具多種多樣，科學地運用課程工具，才能發揮其教育教學的效用。

7.課程評價

課程評價主要從形成性評價和總結性評價入手。形成性評價是以一種隱形的、無痕的評價方式而展開的。在冬夏令營中，要求學生嘗試用寫日記的方式記錄每一天的生活狀態。這樣不僅記錄了學習者的思想情感，還鍛煉了學習者的寫作表達能力。例如，冬夏令營中以“每日一記”的方式來開展課程，在學習者不知道寫什么的時候，引導者可適時引導，并將“我的日記”作為主欄目，進而提出一些問題讓學生有針對性地回答，如“我們今天做了什么，今天最喜歡的食物是什么，今天最酷的事情是什么，今天最難忘的是什么”，還可以探測性地提出一些問題，如“從日記中獲取的疑問是什么，明天的計劃是什么”，這樣便可以知道學生每天的生活狀態，同時，類似的問題要適時調整。

總結性評價即事后評價，主要評估的方面圍繞著STEAM教育理念、課程設計預期的目標、學習者分析、學習內容、環境創設、課程策略、課程實施、課程工具、課程評價九大課程設計研究要素來展開評估。其中課程評價既包含在整個評價體系中，又跳出評價體系表現出外部導向型的特征。總結性評價以最終課程目的為導向，考察最終結果，且呈遞最終結果報告給橫向課程設計開發人員，使獲得的評價結構具有較高的概括性。

STEAM教育在課程設計中的展望

STEAM教育理念對當今創新教育理念下培養學習者的邏輯思維、批判性思維、跨學科思維、想象力、團隊協作能力是非常重要的。STEAM教育在課程設計中是動態的，并非是一成不變的套用范式。另外，STEAM教育作為創新教育的突破方向應該從幼兒教育抓起，不斷延伸至中小學階段的科學教育、藝術教育、信息技術教育，在兼具國際化STEAM色彩的同時，立足于本土化開展STEAM課程設計。[13]

參考文獻：

[1]余勝泉，胡翔.STEM教育理念與跨學科整合模式[J].開放教育研究，2015（4）：13-22.

[2]蔡蘇，王沛文.美國STEM教育中社會組織的作用及對我國的啟示[J].中國電化教育，2016（10）；74-78.

[3]趙興龍，許林.STEM教育的五大爭議及回應[J].中國電化教育，2016（10）：62-65.

[4]何克抗，李文光.教育技術學[M]. 2版.北京：北京師范大學出版社，2009：30-31.

[5]于穎，周東岱.走向智慧：智慧型自主探究與協作式教學模式探析——基于第十二屆全國小學信息技術與教學融合優質課大賽的思考[J].電化教育研究，2015（11）：26-32.

[6]皮連生，龐國維，王小明.教育心理學[M].4版.上海：上海教育出版社，2011：275-276.

[7]蔣志輝，趙呈領，周鳳伶，等.STEM教育背景下中小學生學習力培養策略研究[J].中國電化教育，2017（2）：25-32+41.

[8]吳俊杰，梁森山，李松澤.STEM教育對中國培養適應21世紀的復合型創新型人才的啟示[J].中小學信息技術教育，2013（3）.

[9]外灘教育.美國人很重視的STEM教育，在中國現狀如何？[EB/OL]http：//mt.sohu.com/20160510/n448612298.shtml.

[10]于偉.兒童哲學走“第三條道路”的可能與嘗試——東北師范大學附小探索的歷程與研究[J].湖南師范大學教育科學學報，2017（1）：27-33.

[11]殷朝暉，王鑫.美國K-12階段STEM教育對我國中小學創客教育的啟示[J].中國電化教育，2017（2）：42-46+81.

[12]董宏建，白敏.中國理工科STEM教育發展探究[J].現代教育技術，2016（7）：12-17.

[13]趙慧臣.美國北卡羅來納州中學STEM學校的教學設計及其啟示[J].中國電化教育，2017（2）：47-54.

作者簡介：馬仲吉（通訊作者）：云南大學，教育技術學，在讀碩士研究生，研究方向為STEM教育、教育信息化。

基金項目：本文系2016年云南大學第八屆研究生科研創新項目“面向STEAM的幼兒教育在云南地區的本土化建設及應用研究”（課題編號：YK1605ZJ）的研究成果。endprint