美國(guó)這個(gè)州官方指南把STEAM教育說清楚了

2025年4月10日，美國(guó)佛蒙特州教育署（Agency of Education）發(fā)布《佛蒙特州STEAM教育基本要素和策略指南》。該指南強(qiáng)調(diào)了STEAM教育作為STEM教育的重要演進(jìn)，通過融入藝術(shù)，為學(xué)生提供更加全面、跨學(xué)科的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。該指南的主要內(nèi)容概括如下：

一、STEAM教育的內(nèi)涵與價(jià)值

該指南指出，STEAM教育是一種全面的方法，旨在激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究精神。它將科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)作為教學(xué)和學(xué)習(xí)的核心組成部分。STEAM提供了一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的跨學(xué)科課程結(jié)構(gòu)，推動(dòng)學(xué)生發(fā)展批判性思維和解決問題的能力，同時(shí)通過真實(shí)世界的學(xué)習(xí)體驗(yàn)鍛煉創(chuàng)造力和創(chuàng)新。

同時(shí)，該指南強(qiáng)調(diào)STEAM并非是STEM的一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)性概念，而是希望通過整合藝術(shù)來增強(qiáng)STEM教育。藝術(shù)的融入為學(xué)生提供了更全面的技能組合，更準(zhǔn)確地反映了當(dāng)代行業(yè)的需求。這種整體方法不僅提高了學(xué)生的問題解決能力，還培養(yǎng)了他們?cè)趹?yīng)對(duì)復(fù)雜全球挑戰(zhàn)時(shí)所需的創(chuàng)造力和創(chuàng)新能力。

近年來，STEAM教育的重要性日益受到認(rèn)可，主要原因包括：

• 全球經(jīng)濟(jì)日益技術(shù)和跨學(xué)科化，要求工人具備廣泛的不同領(lǐng)域的技能和知識(shí)；

• 創(chuàng)新和創(chuàng)造力是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力，STEAM教育被視為培養(yǎng)這些技能的一種方式；

• 對(duì)STEAM相關(guān)領(lǐng)域工人的需求不斷增加，預(yù)計(jì)未來幾年這些領(lǐng)域的熟練專業(yè)人員短缺將持續(xù)存在；

• STEAM教育為學(xué)生提供了從分析思維到創(chuàng)造性表達(dá)的廣泛技能發(fā)展的機(jī)會(huì)，這些技能不僅對(duì)未來的職業(yè)成功有價(jià)值，也對(duì)個(gè)人成長(zhǎng)和發(fā)展有益；

• 通過為學(xué)生提供堅(jiān)實(shí)的STEAM教育基礎(chǔ)，學(xué)校可以幫助他們?cè)诳焖僮兓腿找鎻?fù)雜的世界上取得成功。

二、各學(xué)科在STEAM中的作用

佛蒙特州教育署將STEAM定義為：一種真實(shí)的、以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，旨在應(yīng)用和整合科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)的知識(shí)、技能和實(shí)踐。其中：

科學(xué)——是通過觀察和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究自然世界的學(xué)科。它不僅關(guān)注發(fā)現(xiàn)支配自然世界的基本原理和規(guī)律，還包括通過假設(shè)、測(cè)試、得出結(jié)論和基于證據(jù)的論證來發(fā)展模型的實(shí)踐。這些實(shí)踐以及跨學(xué)科的概念（如模式、結(jié)構(gòu)和功能、系統(tǒng)、能量和物質(zhì)、穩(wěn)定性和變化）為STEAM帶來了相互聯(lián)系。

技術(shù)——指通過工程創(chuàng)建的工具、流程和系統(tǒng)，用于解決特定問題或滿足特定需求。技術(shù)可以是物理的，如機(jī)器或設(shè)備，也可以是數(shù)字的，如軟件和人工智能。讓學(xué)生從小接觸技術(shù)，不僅可以提高他們的技術(shù)素養(yǎng)，還可以幫助他們理解和重視創(chuàng)新。計(jì)算機(jī)科學(xué)是技術(shù)的一個(gè)重要子集，它結(jié)合了知識(shí)和技能，融入所有STEAM領(lǐng)域。計(jì)算思維是計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)技能，也是跨學(xué)科的高階問題解決技能。學(xué)生在創(chuàng)建新應(yīng)用程序時(shí)，會(huì)利用技術(shù)和藝術(shù)設(shè)計(jì)方法，內(nèi)容可能涉及數(shù)學(xué)、工程和科學(xué)課程。

工程——是將科學(xué)和數(shù)學(xué)實(shí)踐與技術(shù)相結(jié)合，以設(shè)計(jì)、建造和維護(hù)結(jié)構(gòu)、機(jī)器、系統(tǒng)和流程的應(yīng)用。工程采用迭代設(shè)計(jì)過程，包括定義問題、提出多種解決方案以及通過多個(gè)周期進(jìn)行測(cè)試和改進(jìn)。

藝術(shù)——在STEAM中，藝術(shù)包括人文、語言藝術(shù)、舞蹈、戲劇、音樂、視覺藝術(shù)、設(shè)計(jì)和數(shù)字媒體。藝術(shù)的加入是為了認(rèn)識(shí)到藝術(shù)在促進(jìn)創(chuàng)新、溝通和創(chuàng)造力方面的重要性。通過添加“A”（藝術(shù)），STEAM教育促進(jìn)了更加全面的教育，使學(xué)生更好地為21世紀(jì)的挑戰(zhàn)做準(zhǔn)備。

數(shù)學(xué)——是研究數(shù)字和結(jié)構(gòu)、順序、空間和變化等概念的學(xué)科。它是一門普遍融入其他學(xué)科的學(xué)科，并通過一種通用語言進(jìn)行交流。數(shù)學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)分為內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)相互交織以豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

三、STEAM教育的基本方法

STEAM教育可以比喻為建造一座橋梁。橋梁的穩(wěn)固性依賴于作為基礎(chǔ)的科學(xué)和技術(shù)，而橋梁的功能和外觀則依賴于工程和藝術(shù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。STEAM教育方式與此類似，每個(gè)學(xué)科相互增強(qiáng)和支持，共同構(gòu)建強(qiáng)大、功能性和創(chuàng)新性的成果。

STEAM教學(xué)應(yīng)從學(xué)生的早期教育階段開始。研究表明，學(xué)齡前兒童完全有能力理解STEAM教學(xué)內(nèi)容。STEAM能夠激發(fā)幼兒的天生創(chuàng)造力、好奇心和毅力，并使他們能夠與同伴合作和交流。通過STEAM，幼兒接觸到使用材料和物品、解決問題和測(cè)試設(shè)計(jì)等工程教學(xué)的關(guān)鍵元素。

對(duì)于有特殊需要的幼兒來說，STEAM提供了一種基于優(yōu)勢(shì)的方法，鼓勵(lì)教育工作者關(guān)注他們的優(yōu)勢(shì)，而不是他們的殘疾。通過適應(yīng)環(huán)境、材料和教學(xué)，確保每個(gè)孩子都能參與并充分融入STEM學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，可以創(chuàng)造一個(gè)公平的STEAM環(huán)境。

STEAM教育旨在協(xié)作教學(xué)。教育工作者不需要成為各個(gè)領(lǐng)域的專家；相反，他們需要了解自己的專業(yè)知識(shí)與其他學(xué)科領(lǐng)域的交叉點(diǎn)。與不同專業(yè)領(lǐng)域的教育工作者合作，可以增強(qiáng)STEAM教學(xué)實(shí)踐。教育領(lǐng)導(dǎo)者應(yīng)鼓勵(lì)所有教育工作者成為真實(shí)STEAM學(xué)習(xí)的重要貢獻(xiàn)者。

當(dāng)STEAM教育被認(rèn)為是一個(gè)由STEAM教師負(fù)責(zé)的獨(dú)立課程時(shí)，就失去了它的意義。然而，讓“STEAM教師”打基礎(chǔ)，并給予與其他教育工作者合作的時(shí)間，是一個(gè)好的開始。理想情況下，所有教育工作者都應(yīng)在教學(xué)中融入STEAM體驗(yàn)，并能夠獲得STEAM協(xié)調(diào)員或?qū)煹膸椭?/p>

四、STEM教學(xué)的典型實(shí)踐模式

以下實(shí)踐適合STEAM，因?yàn)樗鼈兇蚱屏藗鹘y(tǒng)課堂和課程開發(fā)實(shí)踐的模式：

1.跨學(xué)科教育（Interdisciplinary）

跨學(xué)科教育將多個(gè)學(xué)科的內(nèi)容、技能和視角整合為一個(gè)連貫的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。它使學(xué)生能夠通過超越單一學(xué)科的范圍進(jìn)行學(xué)習(xí)、思考和解決問題。

2.超學(xué)科學(xué)習(xí)（Transdisciplinary）

超學(xué)科學(xué)習(xí)超越了傳統(tǒng)學(xué)校科目和設(shè)置的教學(xué)習(xí)慣。來自不同學(xué)科的教育工作者共同指導(dǎo)學(xué)生朝著一個(gè)共同的目標(biāo)或產(chǎn)品努力。學(xué)習(xí)直接應(yīng)用于真實(shí)世界的背景，并通過一個(gè)連貫的課程進(jìn)行教學(xué)。

3.基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)

STEAM教學(xué)法為項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（PjBL）提供了強(qiáng)有力的途徑。通過將PjBL單元與STEAM結(jié)合起來，學(xué)生可以通過兩個(gè)或多個(gè)學(xué)科的視角研究問題、構(gòu)思、創(chuàng)造解決方案并評(píng)估和改進(jìn)他們的設(shè)計(jì)。教育者應(yīng)該知道，PjBL可以是STEAM，但STEAM不一定是PjBL。將STEAM與PjBL結(jié)合強(qiáng)化了這樣一個(gè)前提：現(xiàn)實(shí)世界的問題并不存在于單一學(xué)科的孤島中。相反，有效的解決問題需要通過合作，并利用跨學(xué)科或超學(xué)科學(xué)習(xí)中體現(xiàn)的知識(shí)和實(shí)踐。

4.工程設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)（DBL）

工程設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)為學(xué)生提供機(jī)會(huì)來開發(fā)技術(shù)改進(jìn)或問題的解決方案。DBL由設(shè)計(jì)和探究驅(qū)動(dòng)，提供允許學(xué)生感覺他們?cè)谠O(shè)計(jì)中擁有選擇和自由的環(huán)境。DBL提供開放式的工程設(shè)計(jì)問題，可以整合STEAM的其他學(xué)科：科學(xué)、技術(shù)、藝術(shù)和數(shù)學(xué)，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)連貫、相連的教育體驗(yàn)。

5.文化維持教學(xué)法（CSP）

跨學(xué)科學(xué)習(xí)體驗(yàn)，如STEAM，可以在文化維持教學(xué)法中發(fā)揮支持作用。CSP是一種教學(xué)法，旨在“培養(yǎng)和延續(xù)不同群體的語言系統(tǒng)、讀寫能力和文化，尤其是邊緣化公民”。這些群體包括在STEAM領(lǐng)域中被邊緣化和代表性不足的所有人。

6.職業(yè)和技術(shù)教育（CTE）

職業(yè)和技術(shù)教育中心在提供STEAM學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。這些計(jì)劃為學(xué)生成功從事高需求行業(yè)做好準(zhǔn)備，并有助于彌合勞動(dòng)力市場(chǎng)的技能差距。CTE中心為學(xué)生提供STEAM領(lǐng)域的動(dòng)手實(shí)踐和真實(shí)世界培訓(xùn)，為他們上大學(xué)和從事高需求行業(yè)的職業(yè)做好準(zhǔn)備。

7.將創(chuàng)業(yè)方法融入學(xué)習(xí)

未來的趨勢(shì)和偉大想法往往由兒童和年輕人創(chuàng)造。STEAM教育作為跨學(xué)科方法是蓬勃發(fā)展的創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，它幫助發(fā)明家和有抱負(fù)的企業(yè)家成功開發(fā)新想法并將這些想法推向市場(chǎng)。

五、STEAM教育的幾個(gè)案例

以下例子強(qiáng)調(diào)了探究和支持STEAM成果的方法和機(jī)會(huì)，均來自真實(shí)課堂。

1.藝術(shù)和技術(shù)結(jié)合以加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)

Swanton小學(xué)的藝術(shù)教育工作者正在為幼兒園、一年級(jí)和二年級(jí)的學(xué)生計(jì)劃一個(gè)關(guān)于形狀和形式的單元。藝術(shù)教師希望這個(gè)單元能夠拓展學(xué)生的理解并將其應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)世界環(huán)境中。通過與學(xué)校的教育技術(shù)專家合作，學(xué)生們通過虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）程序Merge EDU獲得了一種虛擬的、動(dòng)手的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。學(xué)生們能夠探索每個(gè)三維形狀和形式，并通過iPad屏幕、全息投影和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與它們互動(dòng)。這個(gè)單元以一次虛擬的三維形狀搜尋結(jié)束，學(xué)生們通過iPad屏幕在圖書館中尋找形狀，并通過檢查表跟蹤他們找到的形狀和術(shù)語。

2.使用STEAM解決問題

St. Albans City學(xué)校的一名三年級(jí)學(xué)生帶著一個(gè)問題來到創(chuàng)客空間課程，希望能找到一個(gè)解決方案。這名學(xué)生需要一個(gè)腳凳，因?yàn)檩喴紊系哪_踏太高了。經(jīng)過與創(chuàng)客空間團(tuán)隊(duì)的討論，決定使用3D打印機(jī)來提供一個(gè)很好的解決方案。學(xué)生使用數(shù)學(xué)技能轉(zhuǎn)換尺寸并計(jì)算凳子的厚度，設(shè)計(jì)考慮包括如何使腿堅(jiān)固以及選擇顏色和風(fēng)格。在創(chuàng)建一個(gè)草圖后，學(xué)生使用Chromebook和3D設(shè)計(jì)軟件TinkerCad開發(fā)了一個(gè)設(shè)計(jì)。基于這個(gè)計(jì)劃，構(gòu)建了一個(gè)小原型。原型制作為學(xué)生提供了設(shè)計(jì)反饋，使他們能夠在打印全尺寸凳子之前進(jìn)行小調(diào)整。全尺寸凳子由學(xué)生打印，大約用了30小時(shí)完成。這個(gè)創(chuàng)作和工程設(shè)計(jì)過程為學(xué)生提供了思考、解決問題和發(fā)展耐心和毅力的機(jī)會(huì)。完成的凳子是一個(gè)有用的工具，為三年級(jí)學(xué)生提供了舒適和支持。

3.高中STEAM綜合課程

在Champlain Valley Union中學(xué)，學(xué)生正在上一門基于項(xiàng)目的科學(xué)課程，他們通過探究來驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)。教師努力開發(fā)將復(fù)雜概念分解為現(xiàn)實(shí)世界情境的學(xué)習(xí)單元。在一個(gè)很好的展示STEAM整合的單元中，學(xué)生學(xué)習(xí)了關(guān)于滑雪板和雪板中結(jié)構(gòu)力的物理學(xué)力學(xué)。在這個(gè)單元中，學(xué)生學(xué)習(xí)了張力、冬季裝備靈活性、溫度變化和在壓縮中構(gòu)建結(jié)構(gòu)的概念。在了解這些概念后，他們將知識(shí)應(yīng)用于設(shè)計(jì)一個(gè)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)既包含張力也包含壓縮；識(shí)別活載和恒載；按比例繪制原型并標(biāo)識(shí)材料；以及創(chuàng)建一個(gè)概念解釋，討論設(shè)計(jì)和整體物理學(xué)概念在設(shè)計(jì)雪板模型中的關(guān)鍵作用。這個(gè)基于項(xiàng)目的STEAM課程示例說明了所有部分如何相互幫助以變得更強(qiáng)大。學(xué)生不是孤立地學(xué)習(xí)物理學(xué)力學(xué)，而是通過一個(gè)基于項(xiàng)目的單元學(xué)習(xí)，他們看到了雪板從開發(fā)到成品的全過程。結(jié)果是學(xué)生了解了開發(fā)和使用所需的所有學(xué)科領(lǐng)域的產(chǎn)品。

六、STEAM教育的評(píng)估

由于STEAM教學(xué)應(yīng)針對(duì)學(xué)生驅(qū)動(dòng)的探究和現(xiàn)實(shí)世界應(yīng)用，教育者在為STEAM學(xué)習(xí)準(zhǔn)備評(píng)估時(shí)應(yīng)至少包含以下特點(diǎn)：

1.評(píng)估跨學(xué)科的STEAM單元

STEAM教育要求一種跨學(xué)科的方法，它結(jié)合了科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)，并側(cè)重于在這些領(lǐng)域應(yīng)用知識(shí)、技能和理解。然而，傳統(tǒng)教學(xué)安排和學(xué)科領(lǐng)域的隔閡性質(zhì)往往限制了這種整合的機(jī)會(huì)。為了有效評(píng)估STEAM學(xué)習(xí)，評(píng)估必須與所涉及每個(gè)學(xué)科的標(biāo)準(zhǔn)和目標(biāo)相一致。這可能需要仔細(xì)規(guī)劃，因?yàn)槊课唤逃ぷ髡咧粦?yīng)評(píng)估他們獲得許可的內(nèi)容。開發(fā)和評(píng)估STEAM課程或單元需要協(xié)作努力，并可能需要一個(gè)創(chuàng)造性計(jì)劃來橋接這些學(xué)科領(lǐng)域，使整合變得復(fù)雜但對(duì)于真實(shí)學(xué)習(xí)體驗(yàn)至關(guān)重要。

2.包含多種形式的形成性評(píng)估以得出總結(jié)性評(píng)估

所有學(xué)習(xí)活動(dòng)都應(yīng)嵌入多種形成性評(píng)估，以確保活動(dòng)與內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)和總結(jié)性評(píng)估的目的相一致，該總結(jié)性評(píng)估是活動(dòng)的目標(biāo)。學(xué)習(xí)活動(dòng)不應(yīng)直接導(dǎo)致總結(jié)性評(píng)估，而沒有多次收集學(xué)生學(xué)習(xí)證據(jù)的機(jī)會(huì)。這確保了活動(dòng)與評(píng)估的學(xué)習(xí)目標(biāo)相一致，同時(shí)也支持了基于表現(xiàn)評(píng)估的有效性，這些評(píng)估有大量學(xué)生展示標(biāo)準(zhǔn)的證據(jù)。

七、藝術(shù)融入STEM的不同層次

該指南還提供了STEAM課程架構(gòu)自我評(píng)估工具包，并描述了藝術(shù)融入STEM教育的五個(gè)層次，這五個(gè)層次反映了藝術(shù)在不同程度上的整合，從基礎(chǔ)到高階分別為：1.增強(qiáng)（Enhancement）→2.主題式（Theme-Based）→3.探究驅(qū)動(dòng)（Inquiry-Driven）→4.協(xié)同教學(xué)（Co-Taught）→5.整合（Integration）。以下是每個(gè)層次的總結(jié)：

1.增強(qiáng)（Enhancement）

藝術(shù)被用作支持或服務(wù)于另一學(xué)科（如科學(xué)、技術(shù)、工程或數(shù)學(xué)）的工具，藝術(shù)教師和其他教師之間幾乎沒有討論，樂高實(shí)驗(yàn)室、機(jī)器人單元、科學(xué)日記或數(shù)學(xué)說唱。

2.主題式（Theme-Based）

課程基于兩個(gè)學(xué)科的共同主題，藝術(shù)和其他學(xué)科的教師之間有一些關(guān)于主題對(duì)齊的討論，但整合程度仍然有限，如利用“運(yùn)動(dòng)”這一主題來探索科學(xué)中的運(yùn)動(dòng)原理，并通過身體動(dòng)作來分享所學(xué)知識(shí)。

3.探究驅(qū)動(dòng)（Inquiry-Driven）

兩個(gè)學(xué)科的課程都圍繞一個(gè)核心問題展開，但沒有直接關(guān)聯(lián)到對(duì)齊的標(biāo)準(zhǔn)。其他學(xué)科教師和藝術(shù)教師之間圍繞核心問題進(jìn)行討論和規(guī)劃，可能涉及一定程度的課程合作，如通過編碼項(xiàng)目探究“創(chuàng)造力如何表達(dá)”這一問題。

4.協(xié)同教學(xué)（Co-Taught）

課程由兩個(gè)或多個(gè)學(xué)科的教師共同教授，可能引用對(duì)齊的標(biāo)準(zhǔn)。備課在其他學(xué)科教師和藝術(shù)教師之間進(jìn)行，課程的各部分內(nèi)容可能在每個(gè)學(xué)科領(lǐng)域分別教授。如舞蹈老師和技術(shù)老師一起完成一個(gè)編程項(xiàng)目，讓一個(gè)物體移動(dòng)。

5.整合（Integration）

課程由兩個(gè)學(xué)科的教師共同規(guī)劃，圍繞一個(gè)探究點(diǎn)進(jìn)行平等的教學(xué)和評(píng)估。備課發(fā)生在學(xué)科和美術(shù)教師之間，課程可以是聯(lián)合授課，也可以是單獨(dú)授課。如學(xué)生學(xué)習(xí)舞蹈和編程基礎(chǔ)的動(dòng)作類型。接著創(chuàng)建一個(gè)編程舞蹈，展示至少3種動(dòng)作類型。

資料來源：

Vermont Agency of Education. Vermont STEAM Education: Essential Elements and Strategy Guidelines. https://education.vermont.gov/sites/aoe/files/edu-vermont-steam-education-essential-elements-and-strategy-guidelines.pdf

[本文為教育部國(guó)別和區(qū)域研究基地中國(guó)教育科學(xué)研究院國(guó)際教育研究中心成果]

本文由“教育國(guó)際前沿課題組”（IFRGE）負(fù)責(zé)人張永軍整理，編輯劉強(qiáng)。內(nèi)容僅供參考，點(diǎn)擊左下角“閱讀原文”可下載該文獻(xiàn)。