实行STEAM校本课程体系的策略

从第一性原理的角度出发,作为基本的理论命题,STEAM教育自身不是一门独立学科,而是一种后学科整合式高阶认知系统,是元认知体系的全面激活,是思考力与创造力的深层融通。从核心精髓出发,避免仅仅从内容角度定义,使我们不再纠结到底是STEM,是STEAM, 还是STEM+等等。stem课程目标作为一种认知体系,她既包括知识层面的记忆、理解与应用,过程充分采用建构式教学实践,积极发挥独立思考与深度思考的能力,最终实现情境化知识的系统化与结构化跃迁,提升思维的科学性和问题解决的方法性。STEAM教育不仅传授拳法套路,更是意在成就扎实的练功路径,通过走出舒适区的主动刻意练习,充分实现认知能力和思维方式的强化迭代,实现创造力的进阶来高效解决现实和未来客观世界的复杂问题,被视为人类社会的科技进步带来的社会体系演进在教育领域的映射与缩影。

其本质是解决非数量级别的复杂问题。因集错综复杂、多领域、多维度和多重交互为一体,此类问题必须在实际应用场景下,从思维与创造力层面出发,stem教育计划跨学科跨产业角度得以解决。这就是为什么在传统经济分工体制下,以单一产品大规模生产为特征的时代,科技进步和消费升级缓慢,STEAM教育的价值没有如此凸显的原因。例如,从福特的T型车(机械装置为主),到奔驰宝马(电气电子化),再到乐视的FF91(电动化、智能化、互联网化与共享化四位一体),复杂度与跨度再也无法同日而语,产业历史的发展没有标准答案,新问题与新物种必须用新方法创造解决。

基于底层逻辑,让我们来看看STEAM教育的价值目标究竟何在,以此来探索建立体系标准。我们不难发现无序与不确定性已成为生活与事业的常态,stem教学内容真实场景是由一个个问题单独或组合存在,仅凭概念化的规则和一成不变的经验解题乏术,这一切需要我们面对有限的资源运用创造力来动态、关联和系统性地解决。创造力的打造不是绝处逢生时的灵光一现,而是在不断扩展边界中砥砺前行,所涉及的知识、技能和行动态度等须从年轻时就必须开始习得的。stem教学课程科技时代的个人创造力的提升要从以下几个核心维度来思考(不考虑外部环境因素):

学科知识(尤其是科学、艺术、设计和工程四大支柱,建立stem教学法概念和方法论的整体操作系统)思维能力(以新方式组合知识信息、开发创意的能力,突出实用性与创新度)元认知(从关键性思考与自我认知出发在广度与深度上扩展完善认知结构,做出正确判断)动力(好奇心,内心强大,高敏感度,抗挫性,合作共情,养成探索习惯)
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以创造力培养携领的STEAM教育,可以帮助学生建立完整的知识结构、思维系统与技能工具箱,养成触类旁通的连接智慧,练就强大的单兵作战能力,stem教学案例然后再通过高效团队的沟通协作,逐步实现从定义问题到解析问题,解决问题到预见问题的整体跨越,走出经验的定势,建立解决问题的专业素养。

在国内,以机器人和编程等强调设计与制作的创客教育的兴起客观上起到拉动STEAM教育落地开花,促进家长教育理念的升级和学校接受度的转变,让各方比较直观地感受到科技创新成果的作用。stem的教学从策略角度而言,STEAM教育的实施策略可简单分为校内/校外和课内/课外几个维度,核心在于STEAM教育必须进入校本课程体系(即校内课内/校内课外)才能真正发挥其主阵地的价值与作用,校外课内(社区培训机构)/课外(家庭泛在式学习)为辅助。

STEAM校本课程体系的实施主要有两种方式,一种是以学科知识素养为目标的学科内部或多学科间整合,以学科课堂学习及主题学习为主要形式。例如,美国著名的大英百科自然科学100讲,就是涉及物理、化学、生物科学和地球空间科学4大学科,并设置10个主题100节互动课程展开的点-线-面的学习体系。另外,体现在STEAM学科类别之间的内容量化整合,如将数学M和科学S通过数据图表等方式结合起来的SMATH课程。小朋友学编程多学科整合带有明显学科思维能力培养特征,偏重课程内容与知识层面的综合,重在引导由知识点传授向知识面关注的转化。

另一种是跨学科内容整合方式,超越学科(包括文理科)与知识界限,将来自真实场景的科技问题融入学生对全球范围内的政治、经济、社会历史以及环境等问题的深度创造性学习,淡化垂直学科色彩,steam项目课程虚拟与现实结合,更加强调以问题和项目为立足点,采用建构性学习,实现由被动式学习向主动性学习的转化。以上两个方面相辅相成,互为补充,共同构成STEAM教育校本体系的实施策略,将逐步改变我国教育系统重知识轻实践的现状。

在有效的实施策略下,正确方法和资源支撑是完成STEAM教育价值的必要手段,这恐怕也是大量STEAM教育类文章讨论最多的部分。“体验性”、“探究性”“协作性”和“设计性”等重要标签都是STEAM教育特色的脚注。在我们看来,STEAM教育的重要特色是使用数字化技术进行情境化学习,steam 创客教育侧重实战应用。背后的深意是未来的孩子们要能发现各类社会现实问题,理解知识、策略和技术是情境化的,善于利用各种资源和工具,在发现、假设、探究、协作沟通的基础上自己动手解决问题。

综上所述,在学校层面,创建初衷就是当地企业和教育部门为了提高学校在科学、数学和技术领域的教学水准而合作创办,积极加强和政府、企业界、教育界的合作,为学生创设高科技、合作性的学习环境,学生们在拥有一流数字化实验装备器材的实验室中进行原创性研究。科学理论和概念是单向定义的,而真实情境是复杂多向度的,当把单向度的知识应用到多向度的情境中时,儿童科学实验解决问题的思维路径就变得多元而丰富,STEAM教育恰恰帮助搭建了从解决问题的核心要素到跨学科边界的系统。展望人工智能大行其道,跨界创新常态化的未来,人类从小培养以审美艺术及创造力为核心的个性化社会生存能力变得弥足珍贵,这也许正是STEAM教育具有远大前程的时代符号吧。

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