目前，STEAM在中国教育领域呈方兴未艾之势，然而其概念之新，以及对课程开发的深度要求，令很多家长甚至教育从业者都只闻其名，未解真相。为了从多方位了解STEAM的理念和实践方法，《菁kids》采访了奕阳教育总经理张守礼、奕阳教育教研院敖晓会，科界教育（TechTrek）创始人Jordan Hung，阿特黎尔法国艺术学校创始人Marianne Daquet和阿特黎尔创客实验室负责人Sebastien Thomas，力求从多个角度解读和呈现我们身边的STEAM教育。
采/文：阿褚 编：曹新星 图：受访机构提供
什么是STEAM？与大家熟知的STEM有什么区别？
早在1986年，美国国家科学基金会发表报告，建议国家调动各类资源投入科学、数学和工程（SME）领域的教育。1990年，T（技术）被纳入其中，称为SMET。2001年，“STEM”教育这一术语正式被官方使用。2011年，美国弗吉尼亚理工学院暨州立大学学者Georgette Yakman提出STEAM概念，加入的A不仅仅指的是艺术，而是包含了美（Fine）、语言（Language）、人文（Liberal）、形体（Physical）艺术等含义。
我们为什么需要STEAM教育？
21世纪，社会正在飞速变化，我们的教育正面临着巨大的挑战，全球化、知识多元化、人口结构的变化、科技与信息化的飞速发展，环境持续发展面临的问题……作为21世纪的未来公民，21世纪需要的核心素养是传统知识灌输式教育无法满足的。而STEAM教育提出的目标是“面向21世纪核心素养的教育实践”，跨学科、项目式、探索式的学习方式有利于学生发展出更综合的软实力。
STEAM教育什么样？
“STEAM课堂的特点之一，就是在看似‘杂乱无章’的学习情境中强调学生的设计能力、批判性思维和问题解决能力，这种复杂的学习情境包含了多种学科。在一个STEAM课堂上，教师会提出一个问题，由学生组成一个班级范围内的探究小组开展研究。在研究过程中，学生要使用技术搜集、分析数据，并设计、测试和改进一个解决方案，然后与其同伴交流研究成果。学生的STEAM素养，就是在这样的学习环境和学习过程中逐步形成的。”敖老师说，“具体的学科整合方式又可能分为：主题探究式、基于项目式学习和以学习者为中心的项目设计。”
STEAM教育，绝不是简单的学科知识堆叠
几个孩子趴在地板上热烈地讨论着，地面上是一张模拟停车场的车位图，每两个孩子一组，各自手中是不同形状的机器人。他们刚刚完成机器人的设计搭建，现在的目标是让自己的机器人能够按要求从始发点开进停车位。孩子们一边拿着机器人比划路线，一边计算角度，转头在电脑上用鼠标拖曳着相关编程模块。这是奕阳教育面向10岁左右的小学生开设的中阶乐高机器人课程现场。
“拿正在进行的这部分课程举例，孩子们首先要设计一个机器人，让其能够水平运动，并且让传感器所在的位置可以合理工作，而且每个孩子想要的机器人外形还都不一样。这一步完成之后，孩子们得学习编程，明白编程背后的逻辑，还需要推算前进和转向的步数和角度……这个过程先后就涉及了E（工程）、A（艺术）、T（科技）和M（数学）。课程以项目学习的形式，完全以孩子为主导，通过小组讨论进行，这就是一个很典型的STEAM课堂。”奕阳教育研发中心的方晓庆说，奕阳教育是乐高教育（中国）的合作伙伴，也是中国学前教育领域的专业服务商。
“STEAM涉及的各个学科之间是互相牵动的，STEAM教学绝不是简单的学科内容堆叠。”敖老师说，“举个例子，‘为什么杯子里的热水会变凉？’，这是一个源于自然界的科学问题。而‘怎样让房子更保暖？’，这是一个源于社会的工程学问题。这两个貌似不同学科的问题，其本质却都是热学中能量的传递问题。当教学围绕这个本质展开时，就有了一条隐形的线索，将科学和工程问题有效地结合在一起。”
可见，STEAM的教学并不是简单地将各个学科知识组合起来，而是强调将本来分散的五门学科自然地组合形成新的整体，模糊各学科之间的界限，用学科互动的方式跨学科地帮助学生解决真实情景中的问题。
在五个学科的具体课程设计上，美国国际技术教育协会提出了STEAM课程架构——以“解决工程问题”为主轴，再辅以技术（设计）、艺术（设计）、人文、数学与科学相关知识，发展专题导向的教学模组。因此，工程活动／项目在STEAM教育中具有串联与整合的作用。
“我们要把学生学习到的各种零碎知识，转变成一个探究世界间相互联系的过程。在科学、技术、工程、艺术和数学之间存在着一种相互支撑、相互补充、共同发展的关系。一个项目好比一个盒子，中间穿过各个学科的线条，我们不能孤立其中任何一个部分，只有在几个学科的相互碰撞中，才能实现深层次的理解性学习。”敖老师总结道。
最后，张守礼老师总结了一下STEAM教育的几个特性：首先，STEAM带给孩子“问题意识”，关注真实情境中的真问题；其次，STEAM带给孩子“工程意识”，通过设计和制作解决问题；第三，STEAM带给孩子“融通意识”，运用多学科知识来解决问题。在实践中，STEAM通常采用项目活动的方式，从孩子感兴趣的身边问题开始，在老师的带领下开展深入的探究，最后将成果进行展示与分享。
未来来临的时候，我希望孩子们都准备好了
站在科界教育（TechTrek）的教室门前，我还以为自己站在了帝国战舰的舱门前。创始人Jordan看到我瞪大的眼睛，一副“Yeah, I know.”的表情，笑着刷卡打开了门。这应该是一间没有小孩会不激动的教室，巨大的两块LED屏幕，悬在天花板上利用地板当做幕布的投影仪，满地的废弃硬纸板和从澳大利亚引进的类似塑料螺钉的连结教具，正在这儿上夏令营的孩子们，利用这些连接件很容易就做出各种变废为宝的设计。
“我们在教具的选择上很苛刻，通常都尽可能选择全球范围内设计最先进、最优化的STEAM工具来应用到我们的课程中。比如，我们为低年龄的孩子准备的Dash机器人，和稍大年龄孩子使用的Sphero SPRK+机器人，像Knex、LEGO等都是我们选择使用的品牌，我们希望集中这些领先的智慧，来给孩子最新的和相对全面的科技体验。”Jordan说。
来自美国的Jordan Hung和来自英国的Kit Harford在两年前成立了“科界”，致力于研发自己的STEAM系列教学课程。他们的研发团队成员来自加利弗尼亚、澳大利亚和中国，令人印象深刻的是，团队还开发出了非常全面且专业的视频课程资料。他们甚至还设计了十几个不同的角色来代表不同的STEAM概念，比如3D兄弟、STEAM博士等等，各自拥有生动的性格和人生背景。这背后是整个团队的缜密、激情和创造力。八个月前，科界在北京的望京SOHO成立了第一家授课中心。现在，他们还为北京多家知名国际学校提供课外教育支持。
坐在LED屏幕前，Jordan直接给我上了一节关于3D打印的课程。他伸出手掌说：“这就是3D打印机的平台，你的手指就是3D打印的喷头，现在你想打印一个什么形状？在平台上划一下。”我伸出手指，在他的掌心画了一个正方形。
“嗯，很好，3D打印机就是这么完成它第一层打印的。”我恍然大悟，点点头，他接着说，“可你刚刚只打印了一个平面，平面意味着有长度和宽度，然而3D打印机打印出的物体是有高度的。想想看，3D打印机要如何运作才能完成一个有高度的正方体？”
“额，一层再一层？”
“完全正确，一层又一层。现在，关于3D打印机的基本工作原理你已经了解了。”Jordan高兴地说。
“接下来我们看看，要如何通过编程，使打印机完成第一层的打印呢？”Jordan像变魔术似的掏出了一个iPad，和一个长得像蓝胖子的萌款机器人——“它叫Dash。”我看向角落，那里停靠着一排这样的蓝胖子。
“如果Dash代表着3D打印机的喷头，我们要怎么通过编程令它走出我们想要的路线？”我看向iPad的编程界面，是基于模块而非文本语言，这对于6岁以上的孩子，并不难理解和操作。在Jordan的引导下，我很快明白了要怎样在编程的时候调整角度令Dash转向，从而画出我想要的形状。在计算转向三角形的角度的时候，我心想：“完全没预料到这是一次这么烧脑的采访啊！”
“所以刚刚，你已经不经意地体验到了科技（T）和数学（M）的知识运用了。”Jordan说，“在这节课中，我们还会给孩子引入一个特别重要的概念，就是‘循环’。因为3D打印要通过循环的工作来完成一个立体形状的打印。”
没想到仅仅是一个循环的概念，背后却设计了很多讨论和思维发散，包括孩子们讨论自己生活中见到的循环，以及艺术作品中出现的循环等等。在看完一段视频之后，我感觉自己对循环的认识前所未有的丰富。
“在这个讨论和认知的过程中，我们将科学（S）和艺术（A）的背景知识串联进了‘循环’这个概念。通过动手实践，让孩子们对于抽象概念的理解变得可视化。”Jordan说。
“我们在设计课程的时候，也特别注意实用性，我们倡导基于应用的学习。孩子们学到的，不仅是理论性的技术知识，而是如何用它们解决真实情境中的问题。因此每一节课，导师（在TechTrek，他们自称Tech Coach）会向孩子发起一个亟待解决的问题或挑战，孩子们要自己开动脑筋，用他们学过的知识来解决这个问题，我们强调的是解决实际问题的能力。”Jordan说。
“关于STEAM教育，有一个误区就是大家总是第一时间想到编程。”Jordan解释说，“可STEAM却远不止编程，即使只停留在科技学习的范围，我们也应该尽可能多地向孩子们展示各种新科技。所以，在TechTrek的课程设计中，除了核心的编程课程以外，还涵盖了其他几大科技内容：3D打印、机器人、虚拟现实、工程、无人机、再生能源、电子和电子设计。当我们让孩子耳濡目染得更多，他们就会觉得科技是个熟悉的事情，从而减少与科技的疏离感或仰视感。”
“让孩子看到足够丰富的科技的同时，我们还希望让他们感觉到，自己可以与这些先进的科技发生联系，而不是沮丧地发现自己根本无法掌控这些机器。所以，我们特别注重孩子在实践中的感受，强调编程背后的逻辑思维，而不急于进入基于文本的编程语言学习。当然，对于大一点的孩子，我们使用的Sphero SPRK+机器人就是基于文本编程了，我们会根据孩子思维发展的情况来判断合适的课程。”Jordan说。
“STEAM教育，其实远不止于科技教育，让孩子们通过课程掌握科技应用能力只是我们课程中显性的部分。这些孩子未来不一定都成长为科学家或极客，但他们都应该具备应对未来的能力。我们经常用4C（Communication, Cooperation, Critical, and Creativity）来概括这些能力：沟通能力、团队协作、批判性思维和创造力。培养这些软技能是科界的更重要的使命。”Jordan在谈及STEAM的内涵和目标时表示。
“这也是为什么我们的课程都以项目式学习的形式进行，孩子们在学习的过程中会经历‘计划-制作-试验’的过程，任何一个环节出了错，通过反省总结再从‘计划’开始，这就是探究式学习的循环模式。通过这个模式，孩子们在主动摸索中提升了4C能力。老师要做的是给出课题，而不是手把手教授。”
学生家长的反馈也印证了Jordan及其团队的努力：“我觉得孩子现在面对挫折的时候，坚持下去的动力很强，他们已经适应了‘计划-制作-试验’的循环圈，觉得遇到问题从头开始思考和改进是特别自然的思维和行动方式。我经常看到孩子们在课后坚持探讨很久，来完成卡住的部分，把任务实现。”
因此，Jordan给家长的建议是，要避开那些把步骤都列明、灌输给孩子的学习机构，那些把科技编程等学科内容单提出来，教学方式却并未改变的机构，并没真正理解STEAM教育的内涵。
“在未来来临的时候，我希望我的学生们都完全准备好了。”Jordan Hung充满信心地说。
STEAM无关概念和理论，一切都是关于“人”
“我并没把我们在做的事情冠以STEAM理论的帽子，但我们在做的，毫无疑问是和STEAM目标相同的事情。我们所做的一切，是为了让孩子在未来拥有幸福的能力，让他们可以自由随性地创造，让他们在未来可以握有主动权。”阿特黎尔法国艺术学校的创始人Marianne Daquet说。
这位充满热情和感染力的女士，接受采访时笑声不断。她深信“每个灵魂天生就拥有艺术的灵感，教育所要做的，就是保护并激发出每个人内在的艺术灵性。艺术教育最重要的就是自由和快乐。”Marianne在法国时就从事过儿童艺术教育，来到中国以后，对于这里与法国截然不同的艺术教育方式并不适应。五年前，她遇到了诺一和霓娜的妈妈Anais，志同道合的她们共同创办了阿特黎尔艺术学校。
我刚到达工作室的时候，他们刚刚完成全天的夏令营课程，孩子们做了一半的手工作品散放在工作室里。在工作室宽大的木制工作桌下，有很多孩子们打造的脚轮木箱，拉出来就是凳子，掀开盖子，孩子们可以把自己的书包或冬天的外套放在里面。在阿特黎尔，你会有个这样一个感觉：生活中的一切都可以自己做出来。
这个感觉除了源于满墙陈列的艺术作品，更因为阿特黎尔有个属于自己的“开放创客实验室”（Fablab），这是两位艺术家与一位工程师一起打造的。20世纪90年代初，麻省理工学院的教授开创了“创客实验室”的概念，它为公众提供工作场地和工具，每个人都可以在此做实验、学习或工作。全世界的创客实验室还组成了一个会议平台，促进思想的交流、合作和创新。
创客实验室创始人之一，前核能公司工程师Sebastien Thomas认为，人人都应该可以随时动手制作任何他们想要的东西。他说：“学习是一个终身的过程，而这个过程永远离不开动手实践。”因为他在北京没有找到供所有人使用的开放创客实验室，于是决定自己成立一家。
在阿特黎尔的创客实验室里，陈列着3D打印机、激光切割机等一系列工具和电子设备。要知道，在成立创客实验室之前，这些设备大多摆放在Sebastien这个科技控的卧室里。在实验室的开放日，创客或者业余爱好者可以用场地或者机器做自己的项目，他们还会为儿童和成人提供相关的常规课程。
一天，两个法国男孩Paulin和Come来到创客实验室，他们告诉Sebastien：“我们有个项目，我们打算用实验室的设备做把光剑，你知道，就是星球大战里那种。”Sebastien耸耸肩说：“好吧。”虽然他也不知道这个主意能走多远。他教会孩子们如何使用3D打印机的模型软件CAD来设计光剑的护手，还提醒孩子们“做护手时需要考虑到它是否能容纳下阿尔杜伊诺微控制器和电子零件”（这样才能闪光），护手的设计还必须能够承受一定重力，哦对了，还要有放电池的地方。”孩子们还要学会切割各种器材，组装电子零件并编码，还要把光剑和护手焊接起来……两个男孩利用业余时间，埋头工作了一周，当光剑的光柱（小灯泡）闪亮起来时，孩子们脸上露出了开心的笑容，所有人都为之惊叹。
“科技是一种工具，我们负责教会孩子使用工具，同时给他们空间，引导他们通过自己的努力完成项目。”Sebastien说。
“很多时候，事情的关键是我们要相信孩子内在的创造力，并给这个力量空间成长。”Marianne说，“我们的课程设计是基于项目的，或者是一场探究式学习。比如，这周我的夏令营主题是马可·波罗的中国之旅。于是，我们所有人都跟着马可·波罗的脚步，来了一场虚拟旅行。”
Marianne指着墙上复杂的航海地图告诉我，“孩子们要学会看地图，这样他们才能了解马可·波罗的路线。沿着他航行的路线，我们在他停留过的每一个地方都驻足停留，探讨这个国家的特色，以及其代表性的艺术作品等等。我们给孩子看那个时期这些国家的艺术作品，来打开孩子们的视野，让他们了解到世界历史的变迁。我们还会用故事来引领孩子的兴趣，比如，我们会一起讨论为什么马可·波罗要来中国？孩子们都很有热情。五天之后，他们会动手做一个立体的小沙盘，用来展示马可·波罗走过的路线与足迹。”
“在阿特黎尔的每节艺术课上，我们都会向学生传递建立在艺术史基础上的各种图像，以及由主题和技巧构成的清晰框架；用开放的讨论激发他们的批判性思维。如果学生不知道怎么做，我们的老师不会告诉他怎么做，而是引导他们找到自己解决的方法，从而让他们收获自信，为独立完成目标而骄傲。在独特的创意环境中，孩子们将成长为有智慧的成年人，他们能用创意的工具思考他们所居住的世界。”
“科技与艺术是无法割裂的，艺术具有让科技活起来的能力。如果科技可以改变世界，那么艺术加科技，就可以改变人类的生活。”Marianne大笑着说，“在我看来，面向未来的教育，无论你是不是给它冠以STEAM之名，教育的核心都是围绕着‘人’。我们要做的只是打开孩子们的眼睛，改变他们看待世界和人生的方式。”
2017 9月刊 《教育创新，未来可期》更多菁彩内容：
｜编者按｜
｜封面故事｜
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教育创新,未来可期一所面向未来的学校鼎石:透过中国体验世界北京耀中:开放的教学空间,给孩子自由,也给老师空间北京中学:用创新的方式培养创新者
｜学无止境｜
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在学校:深入解读STEAM教育
深度对话:科技如何帮助有特殊需要的儿童及其父母
科技角:益智学习软件大推荐
来自启明星双语学校的学生艺术作品
｜父母社区｜
- 中西文化对对碰: 您对孩子的学业有何期待？
｜专栏｜
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宝贝听话,长大后创新就靠你了
美国基础教育真的“弱”吗?
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父母最需要学习改造
｜全家出动｜
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四口之家的美国一号公路自驾之旅
本文原载菁kids 9月刊《教育创新，未来可期》，印刷版于2017年9月出版发行，点击下方图片，或扫描下方二维码，直接进入微店订阅。
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