Nathan教育随笔（47）关于STEAM教育

STEAM教育本质上是一种颠覆传统学习过程与单一学科思维，致力于培养创新素养和复合型人才的统整学习方式，即将理解基本概念置于第一位的学习方式转变为知识建构与创新实践能力培养统整的学习方式，并着重强调学习的社区性和学习的实践性。其目的是让学习者在实践中逐步理解概念，通过大量实验与实践，培养学生科学探究与解决真实问题的必备技能、策略和思维方式。

STEAM教育的四个目标：

1、思维。问题解决思维，还包括复杂的认知思维、情感思维。

2、能力。跨学科综合能力、真实情境问题解决能力、人际协作能力。

3、知识。基本事实和程序性知识。

4、创新。

5、价值观。

STEAM教育的四种实践模式：

1、基于PBL的STEAM教学模式。源自加拿大（PBL）和美国（STEAM）。该模式通常以问题的提出为起点, 在提出问题的基础上, 强调组建学习小组, 进行合作探究, 小组内确定学习目标并进行充分的学习, 以学生为中心, 教师指导、协作项目产出并进行真实的多元评估。

2、融合创客教育的STEAM教育模式。创客教育的理念最早可以追溯至计算机领域的“骇客”“极客”，随着创客空间在中小学的推广，以及STEAM教育项目式探究学习中工程教育的缺乏，创客教育与STEAM教育开始融合并被推广开来，它一般是指为解决中小学教育体制中创新能力培养的不足等问题而实施的一系列关于创新动手技能训练的综合课程。

3、以少儿编程为代表的STEAM教育产品。少儿编程是欧洲近年来在中小学适龄学习儿童中极力推广的教育形式，源于编程式思维方式对孩子在早期思维性格塑造能够产生极大的积极影响。少儿编程融合了硬件图形编程、软件编程、可视化编程、3D图形建模、数学计算等促进STEAM教育综合性人才培养途径，很好地适应了STEAM教育特征和各要素的需求。

4、以校外项目为代表的“第二课堂/移动课堂”模式。这种能融合校外优质学习资源和空间的“非正式学习”方式在培养学生STEAM素养方面具有独特的优势，如学习与生活联系更加紧密，学生的学习动机和学习成就得以提升;并能使所有学生共同参与学习，促进社会公平。目前校外STEAM教育项目形式有四种：放学后项目，又称“三点半课堂”；社区STEAM项目；周末STEAM项目；STEAM夏令营项目等。

5、基于工作坊的“学习社区”式STEAM学习。“工作坊(Workshop)”一词最初来源于教育学与心理学领域，20世纪60年代被引到社会交往中，成为群体交流、创新、问题解决的依托情境。在教与学领域，其一般是基于10~20人左右的群体，采用自由、灵活的组织方式，由富于经验的核心成员引导其他个体就某个共同话题展开探讨、实践。最后，由小组成员协作建构产物。

置于真实情景中的STEAM教育是一个联动各方，与社会、学校和社区建立广泛联系的过程。教师是工作坊学习的组织者、引导者;学生是STEAM—工作坊学习的实践主体、STEAM学习的直接受益者;校友是STEAM—工作坊学习的支持者和合作者，担负着工作坊中的学生与社会接轨的纽带作用;家长是STEAM—工作坊学习顺利开展和推广的保障，也是学习过程的参与者、监督者。

STEAM工作坊学习架构

工作坊情境中的STEAM学习基于小组形式开展;学生在与教师共同商讨下寻找感兴趣的探究主题;由小组以小工作坊形式细化主题，运用头脑风暴法，从理论、实践、效果分析等角度创建出多种设计草案;再由工作坊成员共同交流分析，确定设计方案，并进行共同的探究实践;学生逐步建构认知，培养问题的解决思维;小组成员在工作坊提供的工具、资源等信息技术支持的基础上创造产出，并进行小组间的相互交流;小工作坊基于创意产出和探究过程的形成性评估，对设计和探究过程进行迭代修改;由教师和家长以及社区成员对工作坊探究所得的创意产出进行评价;教师负责学生主题概念理解的评估，通常是基于在线测试题以及自我评测问卷。家长、社区和教师一同聆听小组成员的分享与展示，并对他们的探究过程和创新产出进行评估，提供学习激励与学习建议。

STEAM工作坊学习模型

STEAM工作坊学习模型，是一个包括以下九大学习环节、完整非线性的工作坊学习路径：

1. 选择情境，对象分析

学生与教师共同选择STEAM—工作坊学习情境。情境可以是校园创客空间、STEAM创客实验室、社区等。工作坊情境要求能够提供各种支持，包括STEAM实验室协调员、STEAM探究工具和设备等，如3D打印机、激光切割机、木工工具等;接着，教师对学生进行学习特征分析，包括学习兴趣、学习能力、学习风格、协作交流技能等，为选定STEAM学习主题作准备。

2. 师生商讨，确定主题

STEAM—工作坊学习路径开展的关键是寻找学生共同感兴趣且具有探究价值的、可操作的STEAM学习主题。师生在选定的STEAM工作坊情境中，形成学习共同体。教师基于现有工作坊情境推荐主题关键词，由学生与教师一起商定，确定STEAM学习主题。

3. 自行组织小工作坊

STEAM—工作坊学习限定在20~30人的学生规模。学生在与教师商定STEAM主题后，基于自组织原则，由教师协调，成立4~6人的小工作坊。目的是共同的兴趣加之相互熟悉的环境有利于学生开展合作探究和协作交流，提高STEAM学习的效率和质量[21]。

4. 阅读材料，明确目标

STEAM—工作坊学习是建构主义学习、情境认知学习的代表性实践。学生在工作坊学习情境中阅读探究先前材料，明确STEAM学习过程中每个学习活动的目标，共同确认过程性评估内容和要求，以及最后创意产出的结果和评价方式。

5. 分析任务，设计计划

基于小工作坊形式，小组成员共同分析任务，综合多学科知识，灵活运用复杂问题解决思维，共同提出问题解决思路、商讨制定计划;确认小组分工，保证每位小组成员都能参与。

6. 合作探究，体验学习

探究是STEAM—工作坊学习过程的关键环节。学生基于工作坊小组进行合作探究，践行共同参与的学习方式。让学习者在真实情景中通过“做中学”，基于体验式学习，在协作中建构认知，增强问题解决的策略和能力，提升高阶思维。

7. 教师指导，过程评估

教师和工作坊协调员是STEAM—工作坊学习的重要参与者，教师指导贯穿工作坊学习始终，从师生共同确定主题到工作坊小组的创意产出和同伴互评等[22]。教师的指导主要体现在工作坊小组成员的合作探究中，体现在学生探究中的迷思反馈中。同时，教师还担负着实施过程性评估的责任，从而为工作坊小组成员的体验探究提供建议。

8. 设计实践，创意产出

设计实践是指工作坊小组在合作研究的基础上，运用多种情境资源、设备、信息技术和设计方法进行产物创造。并与教师和协调员进行交流，不断迭代，修改设计计划，回溯开展探究历程，进行创意产出，可视化学习成果，让学生体会真实情境学习的乐趣。

9. 多元评价，拓展迁移

开展评价和学习迁移并不意味着STEAM—工作坊学习的中止。相反，它是STEAM学习进阶的全新开始。STEAM—工作坊学习的目的是让学生在基于STEAM主题的合作探究中培养复杂问题解决的思维、策略和方法，让他们在分享、反思与互评中学习创新[23]。STEAM—工作坊学习的多元评价不仅体现在教师、同伴、在线测试的评价中，还体现在家长、社区的互动、交流中，体现在学生的STEAM学习迁移中。

例子：

在温室空间中开展“种子发芽实验”。学生基于能力、思维、情感特征自组织成“种子发芽”小工作坊，构建学习共同体。全班分为5个工作坊小组，每个工作坊约有4-6人，每个温室配备一名实验协调员和教师。本STEAM—工作坊学习大约持续一周,“种子发芽历程”的STEAM—工作坊学习过程如图4所示。

图4

如图4所示，实验第一天，学生阅读“种子发芽”相关材料和实验要求，明确工作坊小组的目标，即探究种子发芽与水的关系。本温室提供的实验材料有绿豆、草类等各类植物，且发芽周期都在一周内。

实验第二天，工作坊小组成员分析“种子发芽历程”任务，根据自身能力和学习风格，进行任务分工。例如，细心的学生会承担观察和记录的任务，动手能力强的学生会承担每日种子的浇水、施肥等生长的任务。

实验第三天，学生基于温室空间开展“种子发芽”实验。工作坊小组合作开展探究，有的浇水施肥、有的观察记录。学生在体验学习、做中学中体会真实情境学习的乐趣，提升STEAM跨学科学习的能力。

实验第四天，工作坊小组成员继续开展探究，并向教师、温室协调员和家长了解种子发芽的大致历程。教师和温室协调员对工作坊小组实验过程指导反馈，并就学生探究历程、种子发芽情况进行过程性评估。

实验第五天，工作坊小组对不同种类的种子发芽情况进行统计，整理实验记录，对种子发芽过程以及浇水测量，进行再设计。工作坊小组成员对第四天开始实验的种子进行再实验，迭代观察记录和实验设计，预测种子发芽与水量的关系，观察发芽种子的生长情况，得到“种子发芽”的创意产出。

第六、七天为工作坊小组成员与教师进行多元化评价与主题拓展迁移阶段。学生就各组种子发芽情况、实验总结进行同伴互评，教师对工作坊小组的实验记录、总结分享进行点评，并利用评价量表和在线调查问卷对实验参与者进行终结性诊断。小组成员围绕“种子发芽与水量的关系”兴趣主题拓展探究，如“水污染与环境保护”实验，进行创新思维和能力的培养。

以上，

Nathan

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