什么是STEAM教育？《佛蒙特州STEAM教育基本要素和策略指南》说清楚了

佛蒙特州教育厅发布的《佛蒙特州 STEAM 教育基本要素和战略指南（2025 年 4 月）》指出，STEAM 教育整合科学、技术、工程、艺术和数学学科，是对现有 STEM 和艺术实践的重要发展。其目的是促进教育公平，培养学生多种技能，为未来做好准备。指南介绍了各学科在 STEAM 中的作用，阐述了教学实践方法，如跨学科学习、项目式学习等，还通过实例展示了 STEAM 在课堂中的应用，强调评估应跨学科且包含多种形式，同时提供了学校 STEAM 项目架构评估工具等内容。该指南的主要内容概括如下：

一、STEAM 教育的内涵与价值

该指南明确指出，STEAM 教育是一种全面且极具前瞻性的教育方法，其核心目标在于深度激发学生的好奇心与探究精神。它将科学、技术、工程、艺术和数学有机融合，作为教学与学习的核心要素，构建起一个紧密相连的跨学科课程体系。通过这种独特的课程结构，学生能够在真实世界的学习情境中，不断锻炼自身的创造力与创新思维，同时逐步发展批判性思维和解决问题的能力。

此外，指南着重强调，STEAM 并非是与 STEM 相互竞争的概念，而是旨在通过艺术与 STEM 的整合，为传统的 STEM 教育注入新的活力，实现教育的升级。艺术元素的融入，使学生能够获得更全面的技能组合，更精准地契合当代行业对人才的多元需求。这种全方位的教育方式，不仅显著提升了学生解决问题的能力，还成功培养了他们在应对复杂全球挑战时所必需的创造力与创新能力。

近年来，STEAM 教育的重要性愈发凸显，这主要归因于以下多方面因素：

全球经济呈现出日益显著的技术化和跨学科化趋势，这就要求劳动者必须具备广泛且多元的跨领域技能与知识储备。
创新和创造力已成为推动经济增长的关键动力，而 STEAM 教育被公认为是培养这些关键技能的有效途径。
市场对 STEAM 相关领域专业人才的需求持续攀升，并且预计在未来数年，这些领域的熟练专业人员短缺问题仍将持续。
STEAM 教育为学生提供了从分析思维到创造性表达的全方位技能发展契机，这些技能不仅对学生未来的职业发展至关重要，更是其个人成长与全面发展的重要支撑。
借助扎实的 STEAM 教育基础，学校能够帮助学生更好地适应这个快速变化且日益复杂的世界，为他们的未来成功奠定坚实基础。

二、各学科在 STEAM 中的作用

佛蒙特州教育署对 STEAM 给出了明确的定义：它是一种真实且以学生为中心的学习体验模式，聚焦于科学、技术、工程、艺术和数学领域知识、技能与实践的应用和整合。在这一体系中，各学科发挥着独特而关键的作用：

科学：作为一门通过系统观察和实验来深入研究自然世界的学科，科学不仅致力于发现支配自然现象的基本原理和规律，还注重通过假设、测试、依据证据得出结论和进行论证等实践活动，助力学生构建科学模型。科学中的模式、结构和功能、系统、能量和物质、稳定性和变化等跨学科概念，更是为 STEAM 教育体系中的各学科搭建起紧密的联系桥梁。
技术：技术涵盖了通过工程手段创造的各类工具、流程和系统，其目的在于解决特定问题或满足特定需求。技术形式多样，既包括物理层面的机器、设备，也包含数字领域的软件和人工智能。让学生从小接触技术，有助于提升他们的技术素养，使其深入理解并重视创新的价值。
计算机科学：作为技术领域的重要子集，计算机科学将丰富的知识与实用技能深度融合，并广泛渗透到所有 STEAM 领域。计算思维作为计算机科学的基础技能，同时也是一种跨学科的高阶问题解决技能。例如，学生在开发新应用程序时，会综合运用技术技能和艺术设计方法，其应用内容往往还涉及数学、工程和科学等多学科知识。
工程：工程是将科学和数学实践与技术有机结合的应用领域，主要负责设计、建造和维护各种结构、机器、系统及流程。工程领域所采用的迭代设计过程，包括问题定义、多种解决方案的提出，以及多轮次的测试和优化改进，能够有效培养学生的创新思维和实践能力。
艺术：在 STEAM 教育框架中，艺术的范畴广泛，涵盖人文、语言艺术、舞蹈、戏剧、音乐、视觉艺术、设计和数字媒体等多个领域。艺术元素的融入，充分彰显了其在促进创新、加强沟通和激发创造力方面的重要价值。在 STEM 教育中融入艺术，形成了更全面的 STEAM 教育模式，有助于学生更好地应对 21 世纪的诸多挑战。
数学：数学专注于研究数字以及结构、顺序、空间和变化等抽象概念，它是一门广泛渗透于其他各个学科的基础学科，并借助通用的数学语言实现知识的交流与传播。数学的标准体系包含内容标准和实践标准，在教学过程中，这些标准相互交织，共同助力学生丰富学习体验，深化对数学知识的理解与应用。

三、STEAM 教育的基本方法

STEAM 教育可形象地类比为建造一座桥梁。一座稳固且实用的桥梁，其稳定性依赖于科学和技术所构筑的坚实基础，而桥梁的功能实现与外观设计则离不开工程和艺术的精心构思与打造。STEAM 教育亦是如此，各学科相互促进、协同支撑，共同塑造强大、实用且富有创新性的教育成果。

STEAM 教育应尽早融入学生的学习生涯，从早期教育阶段开启。研究表明，学龄前儿童完全具备理解 STEAM 教学内容的潜力。STEAM 教育能够充分激发幼儿与生俱来的创造力、好奇心和坚韧毅力，同时为他们提供与同伴合作交流的机会。在参与 STEAM 活动的过程中，幼儿会接触到材料运用、问题解决和设计测试等工程教学的核心元素，为他们未来的学习和发展奠定良好基础。

对于有特殊需求的幼儿而言，STEAM 教育提供了一种基于优势的教育视角，鼓励教育工作者聚焦于他们的优势和潜能，而非仅仅关注其残疾状况。通过对学习环境、教学材料和教学方法的合理调整，确保每个孩子都能平等参与并充分融入 STEM 学习活动，进而营造一个公平包容的 STEAM 教育环境。

在教学方式上，STEAM 教育强调协作教学。教育工作者无需成为各个领域的全能专家，关键在于明晰自身专业知识与其他学科的交叉融合点。通过与不同专业背景的教育工作者密切合作，能够不断强化 STEAM 教学实践的质量和效果。教育领导者应积极鼓励所有教育工作者，充分发挥自身优势，成为真实、有效的 STEAM 学习活动的重要推动者。

需要注意的是，如果将 STEAM 教育简单地视为由特定 “STEAM 教师” 负责的独立课程，就会偏离其本质内涵。然而，让 “STEAM 教师” 率先开展基础工作，并给予他们与其他教育工作者协作的时间和机会，不失为推动 STEAM 教育发展的良好开端。理想的状态是，所有教育工作者都能在日常教学中自然融入 STEAM 教育理念和实践活动，并且能够随时获得 STEAM 协调员或导师的专业支持与指导。

四、STEAM 教学的典型实践模式

以下这些实践模式与 STEAM 教育高度契合，它们突破了传统课堂和课程开发的固有模式，为学生提供了更具创新性和实效性的学习体验：

跨学科教育（Interdisciplinary）：跨学科教育致力于将多个学科的内容、技能和视角有机整合，构建成一个连贯统一的学习体验。通过这种教育模式，学生能够跨越单一学科的局限，在更广阔的知识海洋中探索、思考和解决问题，培养他们的综合思维和跨学科应用能力。
超学科学习（Transdisciplinary）：超学科学习打破了传统学校学科和教学设置的固有框架，倡导来自不同学科的教育工作者携手合作，共同引导学生朝着一个共同的学习目标或成果努力。学习过程紧密结合真实世界的实际情境，通过一套连贯且有机融合的课程体系进行教学，使学生能够将所学知识直接应用于解决现实问题。
基于项目的学习：STEAM 教学法为项目式学习（PjBL）提供了有力的实施路径。当将 PjBL 单元与 STEAM 教育理念相结合时，学生能够从两个或多个学科的独特视角出发，对问题展开深入研究、大胆构思解决方案、精心创造实践成果，并对设计进行全面评估和持续改进。教育者应明确，PjBL 可以是 STEAM 教育的一种呈现形式，但 STEAM 教育并不局限于 PjBL。二者的融合进一步凸显了一个重要理念：现实世界中的问题往往具有复杂性和综合性，并非孤立存在于某一学科领域。因此，有效解决这些问题需要学生通过团队合作，充分运用跨学科或超学科学习所积累的知识和实践经验。
工程设计学习（DBL）：工程设计学习为学生创造了开发技术改进方案或解决实际问题的机会。DBL 以设计和探究为驱动力，为学生营造出一种在设计过程中拥有充分选择自由的学习环境。它通过设置开放式的工程设计问题，巧妙地将 STEAM 中的科学、技术、艺术和数学等其他学科有机整合，为学生打造一个连贯且相互关联的教育体验，全面提升学生的综合能力。
文化维持教学法（CSP）：跨学科学习体验，如 STEAM，能够在文化维持教学法中发挥重要的支持作用。CSP 作为一种教育理念和方法，致力于 “培养和传承不同群体，尤其是在社会中处于边缘化地位公民的语言系统、读写能力和独特文化”。这些群体涵盖了在 STEAM 领域中常常被边缘化和缺乏代表性的各类人群。
职业和技术教育（CTE）：职业和技术教育中心在推动 STEAM 学习方面发挥着关键作用。这些教育机构所提供的课程和培训项目，旨在帮助学生为未来在高需求行业的成功就业做好充分准备，有效填补劳动力市场的技能缺口。CTE 中心为学生提供了在 STEAM 领域进行实践操作和接触真实工作场景的机会，助力他们为进入大学深造和从事相关高需求行业的职业奠定坚实基础。
将创业方法融入学习：未来的发展趋势和创新性理念往往源自儿童和年轻人的奇思妙想。STEAM 教育作为一种跨学科的教育方法，是构建充满活力的创业生态系统的重要基石。它能够助力发明家和怀揣创业梦想的年轻人成功孕育新想法，并将这些想法转化为实际的产品或服务推向市场，为社会创造价值。

五、STEAM 教育的几个案例

以下案例均源自真实的课堂教学实践，它们充分展示了探究式学习在 STEAM 教育中的应用，以及如何通过这些实践达成 STEAM 教育的预期成果：

艺术和技术结合以加强学生学习：Swanton 小学的艺术教育工作者为幼儿园、一年级和二年级学生精心设计了一个关于形状和形式的教学单元。为了让学生更好地理解并将知识应用于现实生活，艺术教师与学校的教育技术专家展开合作，借助虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术，引入 Merge EDU 程序开展教学。在教学过程中，学生们通过 iPad 屏幕、全息投影和增强现实技术，沉浸式地探索各种三维形状和形式。课程结束时，还组织了一场虚拟的三维形状搜寻活动，学生们借助 iPad 屏幕在图书馆中寻找形状，并通过检查表记录所找到的形状及相关术语。这种教学方式极大地增强了学生的学习兴趣和参与度，有效提升了学习效果。
使用 STEAM 解决问题：St. Albans City 学校的一名三年级学生在学习过程中遇到了实际问题 —— 轮椅上的脚踏过高，需要一个合适的脚凳。于是，该学生带着这个问题来到创客空间课程寻求解决方案。经过与创客空间团队的深入讨论，决定利用 3D 打印技术来制作脚凳。在制作过程中，学生运用数学知识进行尺寸转换和厚度计算，同时在设计环节充分考虑了脚凳腿的坚固性、颜色和风格选择等因素。学生先绘制草图，然后借助 Chromebook 和 3D 设计软件 TinkerCad 完成设计，并制作了小原型。通过对原型的测试和反馈，学生对设计进行了优化调整，最终成功打印出全尺寸的脚凳，整个过程耗时约 30 小时。这一经历不仅锻炼了学生的思考、解决问题的能力，还培养了他们的耐心和毅力，制作完成的脚凳也切实为学生提供了舒适和便利。
高中 STEAM 综合课程：在 Champlain Valley Union 中学，学生们参与了一门基于项目的科学课程，该课程以探究式学习为驱动，引导学生深入探索知识。教师在课程设计上独具匠心，将复杂的科学概念巧妙地融入现实世界情境中。以一个关于滑雪板和雪板中结构力的物理学力学单元为例，学生们在学习过程中，不仅系统掌握了张力、冬季装备灵活性、温度变化和压缩结构构建等专业知识，还将这些知识应用于实际设计中。他们需要设计包含张力和压缩结构的模型，准确识别活载和恒载，按比例绘制原型并标注材料，同时撰写概念解释，阐述设计思路和相关物理学原理在雪板模型设计中的关键作用。通过这一项目式学习单元，学生们深刻理解了雪板从设计到成品的全过程，全面掌握了相关学科领域的知识和技能，充分体现了 STEAM 教育的综合性和实效性。

六、STEAM 教育的评估

鉴于 STEAM 教学注重学生自主探究和现实世界应用能力的培养，教育者在开展 STEAM 学习评估时，应重点关注以下关键要点：

评估跨学科的 STEAM 单元：STEAM 教育采用跨学科的教学方法，融合科学、技术、工程、艺术和数学等多学科知识，并强调知识在实际场景中的应用。然而，传统的教学安排和学科划分方式，在一定程度上限制了学科融合的机会。为确保对 STEAM 学习效果的有效评估，评估内容必须与各学科的标准和教学目标紧密契合。这就要求教育者在设计评估方案时，进行细致规划，每位教育者应依据自身的专业资质和教学许可，合理确定评估内容。开发和实施 STEAM 课程或单元评估，需要教育团队的协同合作，制定创新性的评估计划，以跨越学科界限，实现有效的评估，这对于保障真实、有效的学习体验至关重要。
包含多种形式的形成性评估以得出总结性评估：在教学过程中，所有学习活动都应融入多样化的形成性评估环节，以此确保学习活动既符合内容标准要求，又能紧密围绕总结性评估的目标展开。学习活动不应直接进入总结性评估阶段，而应设置多个环节，便于教育者收集学生学习过程中的证据。这样做不仅能够保证学习活动与评估的学习目标保持一致，还能为基于表现的评估提供丰富、可靠的证据支持，从而有效提升评估的准确性和有效性。

七、艺术融入 STEM 的不同层次

该指南还提供了一套全面的 STEAM 课程架构自我评估工具包，并详细阐述了艺术融入 STEM 教育的五个层次，这五个层次清晰地反映了艺术在 STEM 教育中从基础到高阶的不同融合程度：

增强（Enhancement）：在这一层次，艺术主要作为辅助工具，服务于科学、技术、工程或数学等其他学科的教学。艺术教师与其他学科教师之间的交流协作较少，常见的例子包括乐高实验室、机器人单元、科学日记记录或数学说唱等活动，这些活动中艺术元素的运用旨在提升学生对其他学科内容的学习兴趣，但艺术本身并非教学重点，也未进行专门评估。
主题式（Theme-Based）：课程设计围绕两个学科的共同主题展开，艺术教师和其他学科教师之间会针对主题的契合度进行一定的讨论，但整体的学科整合程度仍相对有限。例如，以 “运动” 为主题，引导学生在科学课上探索运动原理，同时通过身体动作在艺术领域表达对运动的理解和感受。
探究驱动（Inquiry-Driven）：两个学科的课程均围绕一个核心探究问题进行设计，但此时课程内容与相关学科标准尚未形成直接关联。在教学过程中，艺术教师和其他学科教师会围绕核心问题展开深入讨论和协同备课，可能会开展一定程度的课程合作。比如，通过编码项目探索 “创造力如何表达” 这一问题，鼓励学生从不同学科角度思考和解决问题。
协同教学（Co-Taught）：课程由两个或多个学科的教师共同授课，教学过程中可能会引用相关学科的标准作为教学和评估依据。备课环节需要艺术教师和其他学科教师密切合作，课程内容可能会根据学科特点在不同领域分别进行教学。例如，舞蹈教师和技术教师合作开展编程项目教学，引导学生通过编程实现物体的移动，培养学生跨学科的学习和应用能力。
整合（Integration）：这是艺术与 STEM 融合的最高层次，课程由两个学科的教师共同精心规划，围绕一个探究点展开教学，并对学生进行全面、平等的教学和评估。备课过程中，艺术教师和其他学科教师深度合作，课程既可以采用联合授课的方式，也可以根据实际情况在同一课堂内分别进行教学。例如，学生在学习舞蹈和编程基础知识时，要求他们运用所学创建一个编程舞蹈作品，展示至少 3 种动作类型，充分体现学科之间的深度融合和学生综合能力的培养。