一、什么事STEAM
所谓STEAM课程,是指由科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、艺术(Art)、数学(Mathematics)等学科共同构成的跨学科课程。它强调知识跨界、场景多元、问题生成、批判建构、创新驱动,既体现出课程综合化、实践化、活动化的诸多特征,又反映了课程回归生活、回归社会、回归自然的本质诉求。
二、STEAM教育的前世今生
STEAM教育是个舶来品,1986年,美国国家科学委员会首次提出了STEM教育概念。STEM指的是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics),这个跨学科的教育理念旨在让孩子在科学、技术、工程和数学领域综合发展,从而提高其全球竞争力。随后,人文艺术(Art)也被加入。作为倡议者的弗吉尼亚理工大学学者Georgette Yakman认为,人文艺术有助于学生从更多视角认识不同学科间的联系,并提升其综合运用知识解决现实问题的能力,STEM也就此演变成STEAM。
不过直到STEM教育概念被提出整整12年后,STEAM教育市场才真正实现商业化。1998年,玩具巨头乐高推出了 Mindstorms 系列机器人,让此前一直停留在实验室的机器人编程开始商业化。此后十多年,机器人编程一直是美国少儿学习编程的主要方式。2012年,美国初创企业Ozobot 和RoboLink 相继推出了机器人编程玩具,从而极大的开拓了机器人编程的硬件市场。
STEAM教育行业的真正转变发生在2013年,MIT在那一年发布了全新在线版Scratch 模块化编程语言,Scratch的出现极大的降低了编程门槛,使用者可以不认识英文单词,也可以不会使用键盘,构成程序的命令和参数通过积木形状的模块来实现,只需要用鼠标拖动模块到程序编辑栏就可以进行编程。此后,美国市场上开始出现形形色色的主打少儿编程培训的STEAM教育公司,如提供在线编程视频的Tynker,主要面向B端学校机构的VidCode,以及提供软硬件结合产品的Pi-top和Piper等等。
同一年,美国在线编程教育网站 发起了“编程一小时”活动,这个活动成功引起了时任美国总统奥巴马的注意,他不仅拍摄了一段宣传片表示支持,还亲自上阵写了一段 JavaScript 代码。奥巴马之后,比尔·盖茨和扎克伯格等美国科技圈的大佬也纷纷为“编程一小时”站台,并号召美国人重视编程技能。仅仅一年后,“编程一小时”的报名人数就突破了4800万,而这仅仅是美国STEAM教育热的一个缩影。
同样在2013年,STEAM教育概念开始在中国兴起,此前,在国内应试教育的大环境下,STEAM教育领域最初只有一些零星的课外培训机构,但随着社会对素质教育的重视、家长群体认知水平的提高以及智能手机普及带来的信息化进程,国内STEAM教育市场彻底有了生存的土壤。
2015年后,国内正式发布了相关政策支持STEAM教育发展。在2015 年《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,STEAM 概念首次被教育部引入指导文件,并开始进入国家层面的教育事业发展规划。此后,国家又陆续出台了一系列政策支持促进 STEAM 教育发展。
三、核心理念
STEAM是一种教育理念,有别于传统的单学科、重书本知识的教育方式。STEAM是一种重实践的超学科教育概念。任何事情的成功都不仅仅依靠某一种能力的实现,而是需要介于多种能力之间,比如高科技电子产品的建造过程中,不但需要科学技术,运用高科技手段创新产品功能,还需要好看的外观,也就是艺术等方面的综合才能,所以单一技能的运用已经无法支撑未来人才的发展,未来,我们需要的是多方面的综合型人才。 从而探索出STEAM教育理念。

四、教学模式
发现问题 设计解决方法 利用科学、技术、数学等知识解决问题 运用理性方法验证解决效果。

五、STEAM教育常见分类
视角一:按开展的课程形式分类
1.机器人教育
常见通过设计搭建机器人、算法编程、运行调试,激发主体认知的兴趣、培养的综合能力和开展思维训练。如:机器人的基本构造和搭建过程涉及结构设计、机械运动、动力传递等工程学和物理力学与诸如蓝牙遥控、红外感知等电子电路相关知识;控制机器人环节不仅有算法选择、模块化编程、功能分解等信息技术,还会对接到到人脸识别、语音图片文本转换等人工智能科技前沿。
2.编程教育
目前较热的少儿编程教育集中在通过启蒙性趣味游戏编程、可视化图形模块编程等课程,培养学生的逻辑推理思维和创新解难能力的探究精神。例如学生在制作一个小动画的过程中,自己拆分任务、拖拽模块、控制进度,从而理解"并行"、"事件处理""目标实现"这样的概念。

3.创客教育
近年的创客文化与教育的结合,基于学生兴趣,以项目学习的方式,倡导动手造物,鼓励分享,是steam教育的实践活动重要载体。
4.科学实验
它是传统教育的一部分,主要是运用物理及化学生物实验。根据一定目的,运用一定的设备仪器等物质手段,在人工控制的条件下创客空间是什么,观察、研究自然现象及其规律性的社会实践形式,提供了获取经验事实和检验科学假说、理论真理性的重要途径。
5.STEM科学盒
具体是预设某主题实验材料包的套装素材,并搭配专业的视频或教材的课程指导,便收纳和专项开展教学活动。
6.艺术教育
STEAM教育模式的艺术教育更多指的是以美育为主攻、创造为主线,结合工程设计,兼具技术属性的项目教学,多以美术科学盒为表现形式,培养学生审美观念、鉴赏能力和创作能力。
视角二: STEAM教育融入教学的角度分类:
1.项目学习
它是开展立项探究学习的模式,以主题概念和原理为中心,并采取提高学生的解题能力为根本任务。根据实际情况和现实问题,引导学生开展探究活动,解决问题,产生的结果或产品,项目学习结束的标志是结果或产品。
包括两种类型:课题的研究和兴趣取向。具体领域包括三个层面的学习:
(1)初级水平的技能,也就是说,掌握基本的操作技术,从而奠定了为进一步研究打下良好的基础。
(2)模仿练习,即拆解,重组和实践的模式,巩固和加深理解。
(3)实践创新,掌握技能的介绍和模仿练习、处理、整合和重构的知识,技能和信息,并最终转向创意变为现实的基础上。
2.创客空间
创客空间需要学习者为中心,崇尚创造,创建一个物理环境为学习者学习的理论和实践操作,并导致学生把理论付诸实践,并取得真正的产品。创客作坊,像古代工匠的作坊,不同的学习者可以相互协商、指导、探索,完成简单的产品到复杂产品的设计和生产。
3.虚拟社区

本质上是一个网络空间。人们有共同的利益和目标,依托互联网环境,并利用信息技术作为一种交互式的媒体交换和共享信息。具有以下功能:
(1)把实体创造空间,以促进思想碰撞。虚拟社区可以连接分散在不同的地方一起创作空间,这是方便创造交流和分享他们的想法,观点,思想,等等,也可以把自己的同伴在虚拟社区寻求帮助。
(2)可以实现在时间、空间自由转换选择。可以在线同步和离线异步之间通信学习,可以实现虚拟和现实之间的互动,还可以跨学校,跨区域的学习和交流。 在方法论上,正式学习和随机学习可以互相补充。
(3)资源共享,促进区域协调发展。
4.体验教育
是指教师根据教学目标和学生的认知心理实情相结合,引导学生亲身感知和理解学习过程和应用建立真实或虚拟的教学情境教学模式创客空间是什么,验证并在实践中不断创新,从而提高学生的综合素质,是一种新的教育模式。 “实践,交流,合作,创新” 的STEAM教育理念体现在:个人的经验,概念的形成,检查和反思四个阶段中。
5.自组织
出自兴趣与爱好,由学生或其他伙伴共同结合的组织。具备小规模和良好的柔韧性(没有固定的类小时布置)特性。内容不局限于某个话题,可以是跨学科的。
6.竞争型

相关机构举办一些创新的主题竞赛,如:建模编程、3D打印、艺术创作、机械设计等,学生可以参加感兴趣的话题,以激发学生的创新思意识,增强他们的用应意识和创造能力。
视角三:教学认知体系上分类
1.基于PBL的STEAM教学模式
美、英等国较为成熟的主流方式,其沿用项目式学习(Project-Based Leaning)和教学模式开展STEAM主题课堂探究。
通常以问题的提出为起点, 在提出问题的基础上, 强调组建学习小组, 进行合作探究, 小组内确定学习目标并进行充分的学习, 以学生为中心, 教师指导下、协作项目产出并进行真实的多元评估。国内许多教育场所的哈克尼斯圆桌教学法就是其特色的展现。
2.融合创客教育的STEAM教育模式
较早的计算机领域的“骇客”“极客”过渡演化而来的创客教育,被引入产品创新行业成为创新创业者的代名词 (Maker)。随着创客空间进入中小学实践,弥补了STEAM教育项目式探究学习中工程教育的缺乏,创客教育与STEAM教育开始融合并被推广开来,成为STEAM教育重要实施活动。
3.以少儿编程为代表的STEAM课外辅导
少儿编程融合了硬件嵌入编程、软件设计编程、可视化编程、3D图形建模、数学计算等促进STEAM教育综合性人才培养途径,很好地适应了STEAM教育特征和各要素的需求,是欧美各国近年来在中小学儿童中极力推广的教育形式。
4.以校外项目为代表的“第二课堂”模式
近来校外STEAM项目因能保证的充足时间而备受喜爱。这种能融合校外优质学习资源和空间的“非正式学习”方式在培养学生STEAM素养方面具有独特的优势,如学习与生活联系更加紧密,学生的学习动机和学习成就得以提升;并能使所有学生共同参与学习,促进社会公平。目前形式有:放学后服务托管项目、社区STEAM项目、周末STEAM项目、STEAM夏令营项目等等。