Steam教育在新時代中綜合學習論

 

由於STEAM教育以多學科為基礎，因此，在參訓教師的遴選方面也本著組內異質、組間同質的原則，即每所學校派出4名不同學科的研修教師組成一個小組，研修教師的學科以數學、物理、化學、生物、技術或藝術學科為主。整個培訓由多校多學科教師組成，每個小組的教師均來自同一學校，彼此之間熟悉，減少了培訓破冰所需要的時間，在進行教學課例設計時，也便於回到學校開展討論並進行教學實踐。每個小組的教師均具有不同學科背景，在進行學科融合時，可以根據不同學科特點選擇不同的切入點，避免了學科教師對其他學科知識點不瞭解的弊端。

參與體驗式培訓—— 感受STEAM學科融合教育。透過培訓前期調查研究發現，多數教師對STEAM教育僅停留在知道、瞭解的層次，缺乏課程設計與實踐經驗，缺乏優秀課例資源及課例設計方法積累，需要透過相關主題的教師培訓課程得到提升。因此，基於PDCA的STEAM本土化教師培訓課程首先以參與式培訓的形式帶領研修教師以小組合作的方式親自動手完成五個STEAM專案。例如，在搭建義大利麵橋的實踐活動中，要求研修教師用義大利麵、膠條、膠水搭一座橋，看哪個組的橋更牢固，能承受的重量更大。活動中，各組充分發揮集體智慧，有分工也有合作。在檢驗的環節中，有的橋能承受六、七斤的重量，也有的橋剛放上重物就塌了。在反思環節，參訓教師也就活動中蘊含的結構、重心等知識點進行了討論，透過親身體驗充分感受了STEAM學科融合教育。隨後培訓課程在此基礎上進一步設計了系統全面的方案，一方面從“是什麼”“為什麼”角度幫助教師深入理解認識STEAM教育，另一方面從“如何做”角度為教師開展STEAM教學實踐提供方法和支撐。

 

理論與實踐相結合—— 提升學以致用的能力。理論培訓與教學實踐並重的STEAM教師培訓課程有助於教師對STEAM教育建立系統認知，提升STEAM教學設計與實踐能力。基於PDCA的STEAM本土化教師培訓課程設計了理論培訓與教學實踐並重的培訓方案，鼓勵教師在實踐中發現問題、思考問題、解決問題。在理論培訓方面，課程設計立足一線教師，使教師對STEAM教育的理念、教學方式、課程開發、評價方法等建立系統認知。在教師隊伍中提供並樹立與時俱進、能夠滿足社會發展需要的創新教育思路與理念，促進教師專業發展。在教學實踐方面，課程設計鼓勵教師開展以學生為中心的專案式學習方式和活動，強調知識應用、學生實踐、團隊協作、批判性思維等能力的養成，豐富學科教學方法與手段，促進各學科教學融合。

 

經過培訓，教師在進行STEAM教學課例設計時同樣注重將所學理論與課堂實際相結合，形成了一系列理論與實踐相結合的案例。如“下肢肢體殘疾人士座椅設計”一課從下肢肢體殘疾人群的實際需求出發為其設計座椅。透過對摩擦力、加速度、物體的質量和受力關係等物理知識的探究和學習，結合3D列印技術，使學生作品得以實現，既體現人文關懷，又具有一定的科學思維和工程實踐元素。此外，“以石炭酸為有效成分的OTC產品開發”“中軸線藝術創想——光立方”“追風行動——風力發電機搭建最佳化略”“航空模型製作”等課例也都基於社會熱點問題或是本土文化特色進行設計與實踐，提升學生學以致用的能力。

 

任務驅動式培訓—— 提供支架激發動力。教師透過培訓深入理解STEAM教育，能夠進行STEAM教學課例的開發、設計與實踐，促進學校校本課程體系的建設。透過教學設計和實踐環節的培訓，教師團隊按照課程選題與構思、課程設計、課程準備、教學實踐、總結反思、調整最佳化的步驟進行兩輪設計與實踐，最終形成符合本校特徵和日常教學需求的STEAM教學課例。這有助於豐富學校校本課程體系建設思路、方法和手段，運用STEAM的教學理念整合學校資源，調動多學科甚至全學科教師參與、開發、教學實踐的積極性，促進學校教師隊伍建設、提高教師綜合能力、自主開發出具有學校特色的校本課程或教學活動。如“桑葚樹下的煩惱”一課中，學生發現學校圍牆外的桑葚樹果實成熟後掉落一地，給清潔工人和行人造成很大困擾。基於此問題，學生分組調查桑葚樹及其周邊環境，對桑葚樹的尺寸、周邊圍牆、衚衕尺寸進行測量，同時網上查閱桑葚果成熟時間、市場上桑葚果採摘工具等資料，最終制定解決方案並製作模型。又如“心亭——給它一個家”一課從學校實際情況出發，透過鴨舍設計方案的徵集提升學生參與興趣，使數學和生物學知識得以運用。此外，“提升學生午餐用餐體驗”“多功能旅行晾衣架”“生態微景”等課例也都基於校情或學情，挖掘真實問題，以問題為導向，以任務驅動方式設計探究方案，提出本土化的問題解決方案。

 

成果展示—— 創新培訓總結方式。培訓成果展示是總結經驗、交流分享的重要環節，而傳統的交流發言形式不足以展示出STEAM教育的特點。因此，在培訓結束之際積極探索並創新培訓總結方式，採用分組課程展示與交流的方式進行成果展示。每個小組都設計了異彩紛呈的展示形式，一方面透過宣傳海報介紹課例設計方案，另一方面透過實物成果還原課例實施過程。參會人員像參加展覽會一樣自由觀看，可以在一些展位上進行互動體驗，也可以就自己感興趣的問題和展示者進一步交流，還可以為支援的課例點贊投票，並由專家點評打分。對於參訓教師來說，這樣的總結方式能夠透過海報、實物、體驗活動等形式充分展現STEAM教學課例設計與實施的全過程。對於參會人員來說，這樣的總結方式能夠變被動聆聽為主動參與，可以根據自己的關注點更有針對性地進行選擇。在進行優秀課例評選時，將專家評分與參會人員投票結果綜合計算，既保證了評選結果的專業性，又考慮了大眾的認可度，收到很好的效果。

 

綜上所述，STEAM教師是STEAM教育活動的策劃、設計、組織和實施者，STEAM教師的素質高低是STEAM教育發展成敗的關鍵。基於PDCA的STEAM本土化教師培訓模式不僅充分體現了國際STEAM教育對從業教師的要求，同時結合中國STEAM教育實際做了本土化擴充和延伸。未來的STEAM學習可能是基於人工智慧的STEAM學習，是個性化的STE AM學習，是可選擇的STEAM學習，或是可組合的STEAM學習，核心都應該是基於學科又超越學科的綜合性學習並使其真實地發生。在STEAM教育的新時代，教師培訓應不斷從探索應用向創新發展演進，從個案探索向群體實踐演進，從“學科孤立”走向 “學科綜合”，引導教師穿越學科邊界；從“學科教學”走向“課程育人”，引導教師樹立課程育人觀念；從“指導學習”走向“指導專案”，以利於培養能綜合運用所學知識解決實際問題的創新型、複合型人才。