【《STEAM教育探究现状文献综述》4000字】

STEAM教育研究现状文献综述1.1国内外STEAM教育研究现状STEAM教育是STEM教育不断发展和完善之后的产物，是在原有科学、技术、工程、数学的基础上，融入人文艺术学科。1986年，为了规范和指导STEM教育开展的内容和方向，美国国家科学委员会制定了《本科科学、数学和工程教育》文件。1996年，美国国家科学基金会发布了旨在解决STEM教育缺少专门师资队伍和师资培养规范问题的报告——《塑造未来：透视科学、数学、工程和技术的本科教育》，这为美国高等教育开展相关师资培训课程提供了指导和规范。2006年后，STEM教育开始步入飞速发展的阶段。美国政府发布的《美国竞争力计划：在创新中领导世界》报告，引发了全世界国家对STEM教育的关注。这份报告明确提到“美国未来要保持以知识和创新为基础的经济社会蓬勃发展，保持对世界各国的领先地位，就必须大力培养接受过STEM教育，具有良好STEM素养的相关专业人才。[13]”亚克门（2006）提出STEAM教育，她认为：“STEAM教育相比STEM教育更加多元和丰富，艺术可以帮助人们更好地设计和丰富世界，工程和技术为我们提供改造世界的更多可能，数学为我们认识和发展世界提供了便捷的方法和高效的工具，科学为我们认识和表达世界提供了基础。[14]”国内STEAM教育发展相对较晚，直到2007年国内才出现第一份关于STEM教育的比较有影响力的报告——《全球化时代美国教育的STEM战略》，这个报告也只是基于美国STEM教育开展的情况和理论研究情况进行科普，报告认为STEM教育对于我国的教学改革发展同样具有重大意义，报告中提出：“STEM教育的教育价值不仅仅是四个基础学科的简单融合，融合的背后是深层次学生科学、数学、工程、技术等学科深度学习的发生，是学生综合素养的深层次提升。对我国一直发展的素质教育具有重要启发作用。[15]”由此，国内关于STEM教育的相关研究和实践活动陆续由一部分专家学者逐步开展起来。2014年，全国教育创新大会在上海举办，会议首次邀请在STEAM教育研究方面具有重要影响力的亚克门教授进行专题讲座，自此STEAM教育理念开始在国内更快发展开来。这股来自基础教育的改革和实践的新气息也影响到了教育行政部门。2015年由国务院发布的《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见（征求意见稿）》中提出：“鼓励有条件开展STEAM教育、创客教育的地区和学校，积极探索新的教育模式，开展相关教育应用实践。[16]”官方文件的推动，带动了更广泛的专家学者开展研究，也吸引了更多的教育实践者的目光，并由此引发了全国范围内的基础教育开展STEAM教育的浪潮。1.2STEAM教育与小学数学融合的研究现状以STEAM教育和小学数学为主题在知网上检索到81篇相关文献，由图2.1可以看出，STEAM教育与小学数学课程相关的研究总体来看呈上升趋势，可见小学数学与STEAM教育的融合越来越紧密。图2.1STEAM教育与小学数学结合研究的发展趋势王越波（2019）提出我国的教育体系过于关注学生的分数忽略了创新型人才的培养，认为STEAM教育理念对数学核心素养以及数学生活化具有重要意义，因此对二者相结合的方式提供了一些切入点，例如在数学的教学中更科学，更贴近生活，增加相应的艺术性等[17]。卞瑾(2020)认为STEAM在数学核心素养的培养以及素质教育的开展中具备很大的优势，提出小学数学与STEAM融合是必然趋势，针对STEAM中各学科特点总结出数学与科学、技术、工程、艺术的结合能够培养学生的探究精神、创新思维、综合能力以及人文素养[18]。凡军(2020)对STEAM理念与数学平面图形结合的案例进行分析后，提出小学数学生活化存在着严重的形式主义，并且在材料选择、教学方式以及拓展方面都存在着问题，基于此，他提出了融入艺术、重视信息技术、关注解决实际问题以及完善评价方式等策略[19]。孙茜(2020)提供了一些基于STEAM教育理念的小学数学教学设计的案例，例如在物体高度测量一课中注意融合科学元素；在三角形三边一课中培养学生的推理能力；讲到容积体积一课可借助信息技术软件使课堂内容更加直观；平行四边形一课中增加生活元素提升艺术性[20]；吴方慧(2019)基于STEAM的教育理念提出了“1+X”的小学数学课堂模式，即数学+其他学科，通过“1+X”的教学模式提升数学学习的综合性，使得在小学数学学习的过程中对其他学科也有所学习[21]；包继光(2020)提出STEAM教育理念对小学数学空间思维的培养有着很大的优势，并提出通过实物想象虚拟、借助信息技术手段使空间思维更加直观、对立体图形进行平面图形的转化、通过空间思维解决实际问题等策略帮助提升学生的空间思维能力[22]。杨万成(2021)提出以信息技术手段为桥梁，为STEAM教育理念和小学数学核心素养建立深入联系，激发学生的学习兴趣，提高教师教学质量，加强学生对数学知识的使用技能与创新能力[23]。邝艳红(2020)提出从数学的本质出发，用计算知识提出相关问题，用数据统计方面的知识分析问题，用数学比例的知识解决问题，从而达到数学知识与STEAM融合的效果[24]。吴敏超(2020)认为数学与科学结合培养了学生勇于探究的精神，与技术结合增强了学生的创新思维，与工程结合锻炼了学生的学习毅力，数学与艺术结合提高了学生的人文素养[25]。通过相关文献的阅读发现小学数学与STEAM教育融合的文章大多从理论层面出发，对课程设计、融合策略展现出的优势进行了全面细致的论述，在教学知识点上多数以图形、容积、测量为研究视角，很少发现以“统计与概率”为研究视角与STEAM教育融合，因此本研究有助于为小学数学与STEAM教育的融合提供新思路。1.3STEAM教育的特征与STEAM教育实施研究(1)STEAM教育的特征图2.2STEAM教育核心特征图解STEAM教育在确定教学目标之后，首先要对S(科学)、T(技术)、E（工程）、A（艺术）、M（数学）这个五个学科相关的内容进行有效融合，在尽可能真实的环境中进行学生知识与技能的学习，并在此基础上挖掘学生的高阶能力，让学生在经历探究性学习后，有能力解决现实世界遇到的相同问题，甚至是解决以后将会发生的同类问题。因此，STEAM教育具有的主要特征是：设计性、情境性、跨学科性、体验性、协作性、艺术性。[26]分析如下：①设计特征，STEAM教育特别重视知识的应用能力，提倡可视化的结果或作品证明学生能够融合和迁移知识。通过设计出具有创意作品，引导学生对所研究的内容产生兴趣，让学生能够学以致用，在设计的同时获得知识和能力的提升，进而提升学生的思维能力以及学生的整体STEAM素养。②情境特征，STEAM教育认为学习者可以通过与学习环境的交互建构获得知识，强调知识不能来自于外部灌输，不建议直接让学生接触抽象、孤立、脱离实际背景的知识内容。STEAM教育鼓励学生主动与教师预先设计构建的教学情境进行互动反馈，通过学习情境掌握需要学习的知识与能力，以及其他有深度的素养。在之后碰到相似情境的问题时能够发生一定程度的知识迁移。③跨学科特征，首先，STEAM教育本身就是涉及多个学科知识内容的教育模式。其次，STEAM教育要求师生在学习过程中解决一个真实情境中的问题，真实情境中的问题解决时本身就要求有机整合利用各学科知识技能分步解决。因此，以解决问题为导向，让各学科的知识关联起来跨学科应用，就成了STEAM教育的核心特征。④体验特征，STEAM教育十分注重学习者通过经历完整的问题解决过程内化知识与能力，不脱离实践体验，不只限于抽象的知识学习，注重能力和素养的形成，这是STEAM教育区别于应试教育的重要特征。⑤协作特征，STEAM教育关注群体协作解决问题的过程，因为在现实生活中问题的解决通常需要与他人产生一定的交集，在与他人协作的过程中，我们学习、思考和解决问题。这是STEAM教育通过解决真实问题，帮助学生进行知识建构的重要特征。⑥艺术特征，STEAM教育中的艺术泛指各类人文社科类知识和技能，例如文学、哲学、历史、逻辑学等等，而不只限于传统意义上的音体美等艺术形式。(2)STEAM教育实施基于上述STEAM教育的六个基本特征，在进行具体设计实施时，特别要注意以下三点[27]：①提供给学生的问题情境要尽可能真实，引导学生解决真实的问题。首先，STEAM教育要求学生在经历过解决问题的过程之后，能够有效内化过程中学习的知识和技能，并且在生活中遇到类似问题时能够有效迁移之前学习的知识，进而解决问题。其次，只有真实而有趣的生活情境，才能真正激发学生主动探究学习和解决问题的内在动力。②重视活动过程的设计，要求科学、有效兼顾一定的趣味性。首先，活动过程是引导学生有效参与问题解决，积极建构知识的关键。其次，在设计时要充分考虑学情和知识的内在逻辑，保障教学设计具有基本的科学性。同时在设计活动过程时，要关注每个活动环节的教育价值，保证学生的学习能够实现尽可能多的教育价值。最后，趣味性和良好的体验是STEAM教育关注的重要因素，有趣的活动能够积极调动学生主动参与和深度探究。③对学习成果的评价要多元化，教师要采用多维度、多角度的评价方式鼓励学生拓展参与STEAM实践研究的深度和广度。对经历过STEAM教育的学生学习成果进行评价时，不应只局限在传统的知识技能评价，而应是更多广度和深度地观察学生通过该活动在知识、能力、情感、态度、价值观念等方面的提升。及时给学生充分的正向评价，激励学生通过更广泛地知识内化和建构，促进各类教学目标的更高水平的达成。参考文献中华人民共和国教育部.基础教育课程改革纲要（试行）[EB/OL].中华人民共和国教育部.教育部关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见[36]中华人民共和国教育部制定.义务教育数学课程标准(2011年版)[S].北京：北京师范大学出版社，2012：6.任友群,张逸中.STEM视角看教学改革如何促进科技创新[N].文汇报,2015-07-17(006).[14]赵慧臣,陆晓婷.开展STEAM教育,提高学生创新能力——访美国STEAM教育知名学者格雷特·亚克门教授[J].开放教育研究,2016,22(05):4-10.余胜泉,胡翔.STEM课程的跨学科整合模式与基本取向[J].今日教育育,2017,(10):18-19.饶雪.基于STEAM教育理念的小学数学教学设计研究[D]:[硕士论文].集美大学,2020.R·M·加涅，W·W·韦杰，K·C·戈勒斯，J·M·凯勒.教学设计原理