STEAM教育在互联网+时代的初步应用

STEAM教育在互联网+时代的初步应用

解北一小

何亚玲

 目前,国际上越来越关注科学、技术、工程、艺术、数学在教育中的应用。以STEAM课程为主要特色的STEAM教育,正风靡于美国、韩国、英国等国家和地区。STEAM教育用跨学科的方法,引导学生适应不断更新的专业知识和快速发展的社会生活,以学科整合的方式认识世界,以综合创新的形式改造世界,进而培养学生解决问题的创新能力。

“互联网+”就是“互联网+各个传统行业”,但这并不是简单的两者相加,而是利用信息通信技术以及互联网平台,让互联网与传统行业进行深度融合,创造新的发展生态。“互联网+”不仅仅是互联网移动了、泛在了、应用于某个传统行业了,更加入了无所不在的计算、数据、知识,造就了无所不在的创新,推动了知识社会以用户创新、开放创新、大众创新、协同创新为特点的创新2.0,改变了我们的生产、工作、生活方式,也引领了创新驱动发展的“新常态”。

随着信息技术迅速发展和新课程的不断推进, 不少新教学技术在教育信息化和教改的浪潮中应运而生, 电子书包, 3D 设计打印等技术,有效地解决了教学中的疑难问题, 给科学与工程实践教学来了新的生机与活力。

一、STEAM 教育

1、STEAM 教育的含义

STEAM教育理念是以数学为基础,通过工程和艺术解读科学和技术,也就是为了培养综合性人才,不分学科进行综合性教育。

STEAM教育用跨学科的方法教授科学、技术、工程、艺术和数学方面的知识,引导学生适应不断更新的专业知识和快速发展的社会生活,以学科整合的方式认识世界,以综合创新的形式改造世界,进而培养学生解决问题的创新能力。

  1. STEAM 教育的特色

    首先,它是问题驱动的探究性学习。从问题入手,通常是寻找具有现实意义的个人或社会问题,如我校地处一环路上,车辆行人川流不息,如何整顿交通秩序,保障学生安全,将学生置身于真实问题情景中,让他们在探究和解决具体问题的过程中学习相关知识,在做种学、用中学、边学边用、学以致用。

    其次它是基于项目的合作学习。教师常常将要解决的具体问题,设计成一系列的项目任务,并组织、指导学生分工合作完成相关任务。

    再次,它是跨学科的融合教育。真实问题产生的原因常常错综复杂,而解决这些问题常常需要综合运用多学科知识和方法。因此,教师对项目任务的设计有明确的目的性和针对性,有意识地给学生提供了学习和运用多学科知识和方法创造性地解决问题的机会。

  2. STEAM 教育的优势

    一是激发创造潜能。老师不提供现成方案,学生要自己想办法,并动手将想法付诸实践,大大激发了学生的想象力与创造力。在解决问题的过程中,学生不断地探索、质疑、讨论、争辩,其结果常常超乎教师想象,涌现出许多新发现、惊喜与无限的可能性,精彩纷呈。

    二是优化学习质量。STEAM 教育给学生提供了真实、有意义的学习情景及手脑并用的学习机会,将学与用,探究与创造、设计与制作、合作与交流等元素聚合。

    三是促进全面发展。充分开发人的潜能,促进人的全面发展。发展硬技能,知识性能力,逻辑思维能力,计算能力,运用软件的能力,交际能力,合作力等。

    4、STEAM 教育的实践

    “思考方法”而不是“知识点”。

    例如品德与社会课做一个小沙包。老师传统教法是这样的:第一步,教怎么裁剪布料;第二步,教用针线来缝合;第三步,缝的时候收针怎么做。最后,把沙包封上口,填充沙子。学生只要按老师教的方法一步一步做,就可以做出一个统一的小沙包来。

    但在STEAM课是这样教的:

    第一步,老师问学生,沙包是干什么用的。你要回答这个问题,就得和现实联系起来,思考它的功能是什么。沙包是玩的时候互相丢的,打到人的时候不能很疼,就不能用坚硬的材质来做,但又要保证丢得远,还得有一定的重量。这样思考后,学生自然会去想要实现这些现实功能,需要用什么材料。第二步,老师会让学生自己选择用什么材料做沙包比较合适。第三步才是怎么做。做完之后还有第四步,一定要丢一丢检测一下,用现实来反馈。   

    一般老师的教学方式容易导致一种情况:这次做沙包,会了;下次让学生做汽车模型,又不会了。因为他觉得汽车模型和沙包完全没关系,我知道怎么缝沙包,可汽车模型是个全新的东西。

    换成STEAM的教学方式,做汽车模型还是可以用这四步完成:一,有什么用?二,基于用途,需要什么材料?三,怎么做?四,做个检测,获得反馈。这个思维方法还可以延伸到其他地方,甚至长大以后设计轮船、机器人什么的都可以用上。

    这小小手工课的四步骤,体现了STEAM教育核心:

    发现问题 → 设计解决方法 → 利用科学、技术、工程和数学等知识解决问题 → 运用理性方法验证解决效果。它不追求让孩子掌握做具体东西或解答具体题目的知识点,而是强调掌握一种思考方法。

    二、电子书包技术的应用

    STEAM 教育强调多学科的交叉融合, 倡导一种 “让孩子自主探究, 完成他们感兴趣并与生活相关的项目” 的教学理念。但是在很多探究活动中, 学生在没有既定前概念, 教师又不能提供丰富资源和有力工具时, 学生的探究常常会出现无从下手, 无处探的形式, 电子书包的应用为学生的科学探究提供了新的技术支持。

    例如在STEAM教学课上,要求二年级学生认识迷宫并制作迷宫,对于生活在城市中的孩子,对迷宫并不陌生,但孩子对此的时间、空间感知却有限。当借助电子书包这一新技术后, 教学便有了突破: 在教学情境设置时, 电子书包丰富的图像, 音频组合给学生提供想象的空间,学生从平时的游戏迷宫,走到生活中出现的迷宫;从国内的迷宫,走到国外的迷宫;从直观性的迷宫图,走到以迷宫为载体的建筑等。激发学生想象思维的碰撞, 有效提高学生的学习兴趣; 在探究前期, 教师做出预案, 为学生提供可能需要的各种迷宫资料, 学生根据自身需求学习的过程中还可以利用网络技术支持其获得其他有针对性的探究资源; 在探究过程中, 学生利用绘图工具, 绘制任意场景中的迷宫, 想象其形象并加以修饰; 在探究反馈环节中, 学生可以自由浏览各组发布到资源库中的探究成果, 针对各自的疑问在线提问, 也可以全班同学共同观看并聆听某组学生的汇报, 学生通过个性化学习, 也为后继迷宫模型制作做好铺垫, 从而令学习方式回归到 “ 以人为本” 的基础上。

    3D 打印技术的推动

    3D 打印技术的应用使过去难以实现的 STEAM 工程实践类型的设计成为可能。例如四年级学生学习语文《桥》这一单元,老师请学生根据课文《桥之思》设计一座桥,同学们跃跃欲试。在进行探究之前, 教师借助3D 打印技术为学生创建 “ 体验式探究空间”, 让学生先打印设计的局部: 有的小组从形状入手, 详细分析桥造型, 找出它的形状; 有的小组重点观察桥梁受压破坏的位置, 观察施压过程中结构点; 有的组从内部结构入手, 关注桥梁形式是否合理, 桥的各构件的协调是否到位。

    3D 打印技术既给学生们提供了体验的空间, 也让他们知识的运用成了可能: 学生在主动参与到真实的实践活动中, 3D 打印实体让学生的想象变成现实, 将自己的创新设计或想法以可视化方式呈现给教师和其他同学。

    STEAM教育提供了较好的课程改革视角,强调学科间的交叉融合及关联,体现了素质教育创新与实践的理念。探讨“互联网+”支持下STEAM新教育模式的融合发展,将成为智慧教育时代推动教育变革的重要利器,进而有效地促进教育改革和科技创新。

     

    1】李小涛,高海燕,邹佳人,万昆.“互联网+”背景下的STEAM教育到创客教育之变迁——从基于项目的学习到创新能力的培养【J】.远程教育杂志,2016(1):28-36

    2】李睿.支持美国科学教育发展的新技术——基于《2012-2017科学教育技术前瞻》分析【J】.远程教育杂志,2013(3):30-36  

    3】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(05):4-10

    4】王娟,吴永和,顾晔,季隽.3D技术教育应用创新透视【J】.现代远程教育研究,2015(1):62-71