热遍全球的STEAM教育，理论再多，不如看这些践行者如何将它带进中国课堂
人工智能时代我们需要什么样的教育？STEAM教育作为搭载传统学科的列车，如何在中国课堂打开新的学习场景，理论听得再多，不如看前沿探索者是如何做到的。
4月22日，来自美国硅谷、哈佛，英国萨里大学，联袂国内多位知名创客教育者，和沪上一线名校老师一起，首次围绕国际化学校的课程设置特点和人才培养需求，展开一场关于STEAM和创客教育的分享与讨论。
——集体合影
文｜ 王永倩
STEAM教育“全球概览”
18世纪，Steam Engine（蒸汽机）的广泛使用拉开了第一次工业革命的序幕。21世纪，STEAM再次成为信息化时代变革的关键词，但这次“蒸汽”不是飘扬在铁轨上，而是弥漫在校园中：
STEAM代表着以Science（科学）、Technology（技术）、Engineering（工程）、Arts（艺术）和Mathematics（数学）等五个学科的英语首字母组成的缩略词，这也意味着以学科融合为基础的全新教育理念。
STEAM的前身是STEM教育计划，最早要追溯到1986年美国国家科学基金会发表的《本科的科学、数学和工程教育》报告，建议美国调动各类资源投入到科学、数学和工程教育，也就是ＳＭＥ领域。
20世纪90年代，技术（Technology）被纳入其中，国家科学委员会将这四类科目统称为SMET。2001年，美国官方开始使用“STEM”这一缩写。美国对STEM学科的重视首先是从对未来就业市场人才需求的角度判断的。
随着STEM教育相关政策的推进，美国越来越多的学者开始反思，认为过度强调STEM教育，忽视了对人文素养的培养，不利于学生的社会的长远发展。
2011年，美国弗吉尼亚理工学院学者Georgetta Yakman提出在STEM的基础上增加Arts，并将STEAM的教育理念概括为：以数学为基础，通过工程和艺术来解读科学和技术。这一新理念赢得了越来越广泛的支持。
小布什和奥巴马担任美国总统期间，采取了一系列举措推动STEM教育，奥巴马甚至把创客嘉年华Maker Faire请进了白宫。但很多人对特朗普上台后的保守主义倾向非常担心。
不过资深文化创意产业实践者和研究者岳路平老师提醒大家，特朗普现在的技术顾问就是投资PayPal和Facebook的硅谷大咖彼得·蒂尔（Peter Thiel），后者被誉为投资界的思想家，他的书《从0到1》，记录了他对技术创新的信仰和对教育变革的思想。
其他许多国家也意识到技术进步、时代变化对教育带来的冲击。英国萨里大学物理学博士李珏蓉女士介绍，英国政府早在2003年就邀请物理学家Gareth Roberts爵士开展相关调查，在名为“SET for success”的报告中，他指出英国很缺乏在科学、工程、技术等领域的教育教学资源，并提出了多达37条的建议去改变这个现状。
最终英国政府全盘接受了这37条建议，并制定了2004-2914年的“科学与创新投资框架 （Science and Innovation Investment Framework）”。在2014年又制定了新的发展战略十年规划，强调要把文化创意融入到STEM之中。可以说，STEAM教育正在全球高歌猛进。
2015年9月教育部发布了《关于十三五期间全面深入推进教育信息化工作指导意见》，其中谈到：“2016-2020年对于教育信息化规划是，提出学校应拓展师生适应信息时代需求的教学能力和创新能力，要积极探索新技术手段在教学工作中的日常应用，有效利用信息技术推进、众创空间建设。”
——上海新和中学校长 刘芳校长
上海新和中学校长刘芳表示，探索STEMA教育、创客教育等新型教育模式，这对于STEAM教育在中国的扎根与发展而言，无疑是巨大的契机。但相较于欧美发达国家，STEAM教育在中国的发展仍处于“摸着石头过河”的探索实践阶段。部分核心问题，依然值得我们关注。
例如：有时过于强调技术的炫酷，制作高科技称作、基础性学科知识融合注入不足等，尚未形成系统性的教育图谱等等。一定程度上局限了中国学生在STEAM大学科里面实现综合性发展。
我们如何借鉴国内外已有的经验，更好的开展多学科整合，更好的提升学科课堂，培养学生发展核心素养的育人功能与质量是关键。
推动STEAM发展的引擎
对未来就业市场和人才需求的判断，一直是推动STEAM教育的重要依据。
——科界（TechTrek）的课程研发主任 李驿老师
科界（TechTrek）的课程研发主任李驿老师介绍，美国国家统计局的一组数据显示，65%正在读小学的小学生，他们长大以后从事的会是一份全新的、现在并不存在的工作。十年之后大约有80%的工作会跟技术与科技相关。而且他们预测在未来五年的时间里，对于普通工作的整体需求大概会上涨10.4%，而STEAM相关的需求则达到了21.4%。
——创客运动实践者、当代艺术家 岳路平老师
岳路平老师甚至认为他的工作也朝不保夕，因为谷歌的人工智能艺术家已经举办艺术展览了，所以他预言未来也将出现人工智能级别的毕加索、人工智能的达芬奇，人工智能的齐白石未。
《奇葩说》里李开复提到：“人工智能可以把人类的许多工作干掉，但是有一个干不掉，就是艺术、艺术家。”
但李开复说的也错了，岳老师说艺术家同样面临挑战：人工智能已经开始介入绘画、建筑、音乐等各个艺术领域，并且深度学习的能力远超人类。艺术真的是“干不掉”的吗？很难说。
不远的将来，我们的工厂、企业都会需要新技能，可我们的学校真的准备好了吗？
——优达学城Udacity的国际本地化负责人 Adam Century
优达学城Udacity的国际本地化负责人Adam Century指出，企业也很诚惶诚恐，因为如果跟不上社会的一些趋势、新技术，他们就不存在了。
如果明年有一个更好的搜索引擎，算法要比谷歌很多方面要好很多，谷歌可能也会完蛋。所以公司想要生存发展，就很需要很多懂前沿、交叉技术的人才。
教育“进托邦“时代的到来
所谓的“认知危机”就是可能你对这个世界的认知都是错的。我们怎么去教育我们的下一代？岳路平老师认为，我们的教育体系可能正在面临着一种系统性的崩溃。所谓的“系统崩溃”，按凯文•凯利的说法不是“革命”。
凯文•凯利发明了一个词——“进托邦”，取代了原来的“乌托邦”。什么意思？就是今天上午比昨天晚上迭代一点点，润物细无声的就把你老的系统给替代了。老的教育系统正在被新的一种颠覆式的模式溶解，像胶囊一样，那是一种无形的力量，可能比之前革命的力量要更大。
—— 世外小学“三剑客” 陈铀老师、龚豪老师和蒋士玮老师
世外小学的陈铀老师则指出，作为一个从业教育的工作者来说，如果说是教育系统的一个崩溃的话，有可能老师会更崩溃。
在她看来，学校是在一个不断进步的过程。世外小学从六七年前就一直不断地进行课程改革。课程设计的架构不是为了满足现在社会的需求，而是更远的是看到了未来社会的需求。看到了在未来的十年甚至更长时间里的公民素养，包括：未来的工作技能等等。世外更多的是从这个方面去考虑课程的架构。
——圆桌论坛
上海远播教育研究院的首席研发专家王春明教授指出，时代发展，教育必须要改革。怎么改革呢？
STEAM跟传统不一样的地方，就是要跨越、颠覆、打破。跨越什么？跨越学科，学科之间要融合。所以STEAM把科学、技术、工程、数学、艺术都融合进去。同时STEAM是开放型的，必须要有一个开放性的理念，把好的、国际上先进的东西跟我们国内的情况融合在一起。把美国、加拿大一些成熟的课程引进来。然后根据我国的一些要求和特点，再本土化、开发起来。
STEAM教育的正确打开方式
在 STEAM课程设计中，科学、技术、工程、 艺术及数学素养不是割裂的存在，而是有机结合的，因而跨学科学习是课程的核心内容。
但是，STEAM课程并非一定要均衡地承载科学、技术、工程、艺术及数学这五门学科领域的内容，不同的课程各有侧重，最终促进科学素养、技术素养、工程素养、艺术素养以及数学素养的全面提高。
第一，科学素养（Scientific literacy），是一种运用科学知识和过程（如物理、化学、生物科学和地球空间科学）理解自然界并参与影响自然界的有关决策，主要包括三大领域：生命与卫生科学、地球与环境科学、技术科学。
第二，技术素养（Technological literacy），是指使用、管理、理解与评价技术的能力。学生应当知道如何使用技术，了解技术的发展过程，具备分析新技术如何影响自己、国家乃至整个世界的能力。技术是对自然环境的革新与改造，以满足人们的现实需要。
第三，工程素养（Engineering literacy），是指对技术的工程设计与开发过程的理解。工程课程是基于项目，整合了多门学科的知识，使得难以理解的概念与学生生活密切相关，激发学生解决问题的兴趣。工程设计是把科学与数学原理系统地、创造性地用于实践的结果。
第四，数学素养（Mathematical literacy），是指学生在发现、表达、解释和解决多种情境下的数学问题时进行分析、推断和有效交流思想的能力。
第五，艺术素养（Arts literacy）。“Arts” 包含较广泛的人文艺术科目，涵盖社会研究social studies 、语言language 、形体 physical 、音乐musical 、美学fine arts 和表演performing等。
——圆桌论坛
翁梅倩博士结束了在哈佛大学的研究和教职工作回国后，已经在包玉刚学校做了两年的驻校科学家。据她介绍，STEAM的精神从小学开始就一直贯穿在包玉刚学校的学习中。
在她看来STEAM在课程设置上，要求有足够的时间，而且评价方式是完全跟传统考试的方式不同的。所以他们之间是有矛盾的。怎么样平衡好，是一个难点。另外，如何让学生学会提问，特别是能提出科学的、反映关键矛盾的问题，也是很重要的。
基于项目的学习(Project-based Learning, PBL)在STEAM实践中发挥着重要作用。PBL通过为学生提供特定结构整合学术、技术等技能的学习过程，保持着学生的学习兴趣。
基于问题的学习(Problem-based Learning, PBL)，也在STEAM教育中得到广泛应用。
协作学习（Peer-Led Team Learning, PLTL）也是一种促进学生在组织中与同伴协作学习的有效方法，学生通过协作讨论解决问题，这个过程对STEAM教育中的学习、沟通和兴趣培养十分重要。
来自世外小学的STEAM核心团队龚豪、蒋士玮和陈铀老师认为，要让STEAM教育融入到我们原有课程当中去，不仅要对原有的课程进行结构性的改变，包括：目标、策略、内容、评价方式，而且还有课堂组织形式。当然，最重要的还是要改变教育学的方式。
世外以科学课为核心的STEAM教育，从科学技术、数学建模、艺术素养等多种维度帮助学生构建他们的知识体系。并且提出在实施课堂教学的时候需要切忌：
1.切忌教师预设结果。
2.切忌采购相同材料“加工厂方式”的批量组装。
3.切忌主次不分，牵强连接所有学科。
——华东师大二附中全球优秀创客教师 陈向东老师
华东师大二附中的陈向东老师2016年被评为全国优秀创客教师，陈老师指出劳动技术、信息技术，还有科创类的研究性学习课程，是跟STEAM和创客结合的一个很好的点。
他在进到华东二三年以来，就陆续开过或者参与过很多给老师和学生提供拓展性课程的平台，比如：信息素养、电路基础、机器人课程。
陈老师向大家展示了学生参加青少年大赛的一个创新作品：可拆卸订书机——大家在用订书机的时候，假设本子中间那个钉子掉了，要去加一个是很麻烦的。因为现在的订书机很小，订的时候有一定距离的限制。所以学生做了一个项目——可拆卸的订书机：用3D打印打印一个外壳，加入自己的设计、形成自己的课题（中间结构可能还是市场上可以买得到的小型模块）。
——同济大学设计创意学院 Fablab O创始人 丁峻峰老师
同济大学设计创意学院 Fablab O的创始人丁峻峰老师介绍，Fablab O也孵化出了专门针对青少年的创客教育系统——FABO PLAYGROUND。
这个内容就是从MIT的Fab Academy中剥离出来、简化出来、下放出来。最上端的就是大学生在玩的东西。小朋友则可以通过乐高的方式搭建物体。但是其实都是让学生学习这个电路，包括编程。
不同的模块贯穿起来，通过一个Playground的方式把课程系统建立起来，在动手操作和实践的基础上，将关键的知识习得从由下而上的方式变成由左至右贯穿式的结构，这样的结构就形成了逻辑。
比方说，人工智能、VR、AI、机器人、未来城市、未来交通，都会把结构系统里不同的模式通过一个实验室的方式组合在一起，形成一个相对比较完整的一个系统。
STEAM教育不仅要关注新技术和各学科知识的高度整合和创新应用，更要关注通过这些教育活动，是否能够培养学生综合应用多个学科的知识，在实践中发现问题、分析问题和解决问题的实际能力。
当面向结果的评价难以开展时，就需要借助于面向过程的测评来保障和衡量STEAM教育的质量。
——神奇科学堂创始人兼CEO 黄丹娇女士
在神奇科学堂Mad Science的创始人兼CEO黄丹娇女士看来，科学是STEM教育的基础，特别是低龄的一些小朋友、一些小学或者幼儿园想做STEM的话，一定要从科学开始，这是一个非常重要的点。除了科学知识以外，还需要有方法。
而Mad Science也围绕这些内容建立了自己的多维度评价体系，其中包括：
1.作品。这是非常好的评价方面。
2.过程性观察评价。逻辑性是要从小到大培养的，需要不断的射门、不断的练的。
3.实验的呈现。就是小朋友在做这个实验的时候，他对于这个实验的理解度。
4.科学笔记。一定要让孩子自己写笔记，而且是回去读了大量的书以后写的，而不是抄课堂上老师的笔记。
超越STEAM教育
STEAM不仅强调跨学科融合，更重要的是颠覆了传统讲授式的教学方法，提倡探究式的学习方式，通过动手实践和参与过程，培养学生综合运用多学科知识研究解决真实问题的能力，提高协作、沟通能力，加深批判性思维和创造力。
——英国萨里大学物理学博士 李珏蓉博士
李珏蓉博士介绍，英国做了很多措施提高学生对于STEAM的兴趣，但是真正最后在大学里面做STEAM相关的学习，或者是最后真正从事到跟STEAM相关的人还是很少。
怎样让学生保持对STEAM课程的兴趣一直持续到成年？这还确实是个挑战。
小孩子很喜欢玩，我们可以增加娱乐部分来激发孩子的兴趣，但是随着年纪的增长，可能他会慢慢失去兴趣。所以这是一个长期抗战的过程，也需要社会各方面的支持，让学生的兴趣能够不断的被激发。
STEAM对于我们每个人都是挑战。丁峻峰老师认为其实挑战最多的是对老师本身——我们能不能放下自己的框架，勇敢的承认“我们不如学生”。丁峻峰老师:”确实很多地方不如学生的，他们经常告诉我有什么新的APP等等。”
翁梅倩博士指出，斯坦福大学2045年的教育目标是“全人教育”，所以他现在开始设计的课程已经是为全年龄段设计的。
“我们的教育到底是为了什么？我们要给孩子的是什么？一个是教会他做人，一个是教会他学习的能力，这个我认为是教育的终极目标。”
按照物理学家史蒂芬·霍金的说法，“我们用自己的观测来创造历史，而非历史创生我们。”
正是基于这种对人类未来强大而又无法精确预知的潜能的判断，我们越来越无法满足于工业化时代的教育内容和方式。
当STEAM这列火车搭载着科学、技术、工程、艺术和数学这些传统科目，进入到信息化时代的高速轨道后，这些学科的边界越来越模糊，甚至与轨道融为一体，从工程到艺术，从美国到全球，从创意到生产，从课堂到课外，带领我们进入全新的学习场景。
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