張翼飛　于崧　苗興芬　鄭雯　蔣雨洲

[摘 要] 培養(yǎng)創(chuàng)新人才是當(dāng)今高等學(xué)校教育價值追求，因此，應(yīng)當(dāng)引入STEAM這一教育理念。STEAM教育理念在國外的重要性是與我國提倡的素質(zhì)教育的重要性不謀而合，分析STEAM教育的內(nèi)涵，應(yīng)用于高校大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實踐教學(xué)活動的過程中，進一步豐富創(chuàng)新人才培養(yǎng)領(lǐng)域的教育理論，為提升大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供理論參考和教學(xué)實踐的借鑒;為國家未來培養(yǎng)具有多方面能力的綜合人才;探索研究STEAM教育理念及應(yīng)用實踐。

[關(guān)鍵詞] STEAM教育;創(chuàng)新人才;人才培養(yǎng)

[中圖分類號] G640 [文獻標(biāo)識碼] A[文章編號] 1674-9324（2022）13-0161-04

一、STEAM教育理念內(nèi)涵概述

STEAM是一種國外引進的教育理念，區(qū)別于傳統(tǒng)重視單學(xué)科、重視書本知識的教育理念，是重視實踐的超學(xué)科教育模式，是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Arts），以及數(shù)學(xué)（Mathematics）多學(xué)科之間有機融合的綜合性教育[1]。當(dāng)前任何一種技術(shù)能力都不能讓事情變得圓滿成功，而要借助于多項能力。如一高科技產(chǎn)品制作，既離不開一定的科學(xué)技術(shù)，實現(xiàn)產(chǎn)品的功能，同時還需要精美的外觀，還需要專業(yè)藝術(shù)的能力進行外觀設(shè)計，只運用單一技能，無法為未來提供需要具備綜合能力的人才。STEAM教育理念打破各學(xué)科常規(guī)的界限，對有關(guān)學(xué)科進行必要融合，展開相關(guān)教學(xué)活動，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，提升人才的競爭力，強化適應(yīng)社會的能力，在此基礎(chǔ)上提升高校工作者教育創(chuàng)新能力和現(xiàn)代化教育理念的先進性[2]。

（一）STEAM教育理念是一種面向問題跨學(xué)科的知識融合

STEAM教育理念最先是由美國政府提出的，其重要性是與我國提倡的素質(zhì)教育的重要性不謀而合。在美國，STEAM教育理念是常被廣大師生和教育家掛在嘴邊的教育理念，其核心內(nèi)涵體現(xiàn)在持續(xù)輸出兩類人才，一類是創(chuàng)新型人才，另一類是綜合型人才。在STEAM教育理念下，五個學(xué)科相結(jié)合發(fā)明的科技產(chǎn)品層出不窮。在五學(xué)科融合教育的情況下，學(xué)生的動手能力、學(xué)習(xí)的興趣明顯提高，結(jié)合學(xué)校設(shè)計的相關(guān)項目，學(xué)到各單科的知識及跨學(xué)科的知識。STEAM教育理念是一種現(xiàn)代教育哲學(xué)，是從社會需求出發(fā)，更加注重人才的培養(yǎng)的過程。本質(zhì)上說，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中嘗試不同想法，敢于讓學(xué)生犯錯，讓學(xué)生把學(xué)到的知識用于生活實踐中，讓學(xué)生在實踐中得到想要的答案，啟迪學(xué)生的智慧，激發(fā)學(xué)生的潛能，達到學(xué)校培育人才的目的。

不同學(xué)科之間有著一定的邏輯關(guān)系，可基于工程、藝術(shù)的視角對科學(xué)與技術(shù)加以解釋，而這些是以數(shù)學(xué)知識為基礎(chǔ)的。形成一種具有多元融合特點的教育生態(tài)，科學(xué)的實質(zhì)是將客觀規(guī)律轉(zhuǎn)化成相應(yīng)實物的系統(tǒng)化設(shè)計流程，技術(shù)指的是在科學(xué)探究等活動中引入和運用的一系列方法，數(shù)學(xué)是助力人們深層次認(rèn)知、把握上述二者內(nèi)在原理的思維方法及探究工具，藝術(shù)能夠為其他四類課程提供有益補充，即可實現(xiàn)對最終成果的進一步升華[3]。

（二）STEAM教育理念是學(xué)校規(guī)劃和推出的體驗式學(xué)習(xí)課程

在學(xué)校課程層面上，有學(xué)者將STEAM教育視作學(xué)校規(guī)劃和推出的一系列課程。在STEAM教育發(fā)展初期，能夠?qū)W(xué)校當(dāng)下開設(shè)的那些課程進行有機整合。引入STEAM知識，目的是提高受教育者的協(xié)作能力，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識，使其可以基于統(tǒng)一的視角去看待和運用不同學(xué)科的知識[4]。有些國家十分看重STEAM教育，甚至設(shè)置了一定數(shù)量的STEAM學(xué)校，以滿足國人精英式教育的需求[5]，在此基礎(chǔ)上展開日常教學(xué)工作。在關(guān)注教師STEAM素養(yǎng)的同時，還強調(diào)校內(nèi)外之間的連接，深化師生間的交流和互動，且于此類操作中對研究方案加以動態(tài)的補充和完善?？v觀國內(nèi)的STEAM教育可知，其以兩類教學(xué)實踐為主，一個是信息技術(shù)課（編程），另一類是科學(xué)探究課，即主要引入和推動的是第一類STEAM課程[6]。

（三）STEAM教育是一種與時俱進的教學(xué)策略

朱迪思·拉莫雷指出，STEAM教育可被看成一種探究活動，把受教育者置于特定的問題情境內(nèi)，引導(dǎo)他們嘗試解決一些實際問題，在認(rèn)識世界的過程中獲取一定的創(chuàng)新機會[7]。薩姆森·納什認(rèn)為，該種教育引入和運用了項目式學(xué)習(xí)策略，而設(shè)計則是此種策略的一個主要特征[8]。孫江山等指出，問題式學(xué)習(xí)很重要，理應(yīng)成為該種教育模式下的一種學(xué)習(xí)方式[9]。余勝泉等指出，STEAM教育關(guān)注學(xué)習(xí)過程及其具體運用，同時還關(guān)注學(xué)習(xí)情境、現(xiàn)實生活之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，要求學(xué)生于實際操作中掌握有關(guān)知識和技能，能夠基于綜合視角去運用不同學(xué)科的知識，讓個人的創(chuàng)新能力得到不斷強化[10]。

二、運用STEAM教育理念培養(yǎng)創(chuàng)新人才的目標(biāo)要求

創(chuàng)新的表現(xiàn)可以概括為“人無我有”“人有我優(yōu)”“人優(yōu)我新”“人新我變”，創(chuàng)新實踐能力是當(dāng)代大學(xué)生應(yīng)具備的核心能力[11]。創(chuàng)新的重要性不言而喻，無論是在促進個人成長方面還是在推動企業(yè)發(fā)展方面，抑或是在保障國家繁榮方面均發(fā)揮著尤為關(guān)鍵的作用[12]。敢于直面挑戰(zhàn)，擁有優(yōu)秀前瞻思維的、綜合型、高水平農(nóng)業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)新人才勢必會大放異彩，為我國現(xiàn)代化發(fā)展增磚添瓦。高等學(xué)校作為社會培育和輸出人才的基地，更應(yīng)與時俱進，與時偕行，圍繞學(xué)生的創(chuàng)新能力進行重點培養(yǎng)。

以學(xué)生為中心的、頗具可行性的STEAM教育理念引入高校教育系統(tǒng)，這種摒棄死讀書、讀死書的教育理念得到廣大師生的充分肯定。它強調(diào)教師的引導(dǎo)作用，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會思考，做到理論聯(lián)系實際，還要在思維上尋求創(chuàng)新。STEAM圍繞學(xué)習(xí)過程層層展開，共由四部分組成：（1）準(zhǔn)備階段，學(xué)生需要做好的是立足于既有經(jīng)驗明確主題、厘清成功標(biāo)準(zhǔn)、確定后續(xù)學(xué)習(xí)所需的一系列資源。（2）實施階段，要求學(xué)生對有關(guān)知識、工具、資料等加以綜合運用，展開具有持續(xù)性特點的探究，讓目標(biāo)問題得以妥善解決。（3）改進階段，學(xué)生對形成的學(xué)習(xí)制品進行反復(fù)思考，提出針對性建議，加以優(yōu)化，形成最終結(jié)論。（4）反思階段，學(xué)生應(yīng)認(rèn)真總結(jié)。如個人從中學(xué)習(xí)到了哪些知識，對于知識有沒有新的發(fā)現(xiàn)，以及存在哪些有趣的點等。但就現(xiàn)狀而言，創(chuàng)新教育理論體系無論是在自身建設(shè)上還是一線實踐中均存在一定的不足。如對創(chuàng)新教育缺乏正確認(rèn)知，將之劃歸到了精英教育范疇，或是過度強調(diào)學(xué)生個人的自行摸索，或只是為導(dǎo)師指派一些機械式的課題任務(wù)，未能讓學(xué)生深度參與到此類活動中，導(dǎo)致其無法在實踐中鼓起創(chuàng)新的勇氣。0880D64A-C198-45C2-8E33-7F10A71B8D9C

三、STEAM教育理念下創(chuàng)新能力培養(yǎng)的具體策略

（一）確立創(chuàng)新為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)目標(biāo)

在引領(lǐng)學(xué)生確定學(xué)習(xí)目標(biāo)之前，教師首先要對學(xué)生個人情況和學(xué)習(xí)的內(nèi)容進行分析研究，進而確定創(chuàng)新能力培養(yǎng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)。對學(xué)生個人情況分析，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)特點、個性特點、學(xué)習(xí)能力，以及相應(yīng)的知識儲備等情況。現(xiàn)在的大學(xué)生普遍在20歲左右，心智水平和認(rèn)知能力都相對成熟，他們都喜歡標(biāo)新立異，獨辟蹊徑，以獨特視角進行別開生面的創(chuàng)意，討厭人云亦云、照本宣科復(fù)述性質(zhì)的學(xué)習(xí)，大學(xué)生大多是經(jīng)過9年義務(wù)教育后，加上高中三年的學(xué)習(xí)，有了一定的基礎(chǔ)知識，在創(chuàng)新領(lǐng)域具有較大的可塑性，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和提高學(xué)生創(chuàng)新能力的黃金時期。對大學(xué)生即將開始的學(xué)習(xí)內(nèi)容進行分析，是否有利于培養(yǎng)學(xué)生動手實踐能力的學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)生學(xué)習(xí)起來是否得心應(yīng)手，能否學(xué)以致用。如果是，如何設(shè)計教學(xué)計劃？如果不是，又該如何去彌補其中的不足？經(jīng)過上述分析后，確定培養(yǎng)創(chuàng)新能力的教學(xué)計劃，主要從創(chuàng)新基礎(chǔ)知識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新動手能力三方面入手，表明學(xué)生在學(xué)習(xí)期間應(yīng)達到的知識水平，動手能力的層次，圍繞達到的目標(biāo)學(xué)習(xí)跨學(xué)科的知識、技能和方法，運用發(fā)散思維、邏輯思維和等效轉(zhuǎn)換思維來綜合設(shè)計[12]，圍繞產(chǎn)品功能要求來設(shè)計，在產(chǎn)品功能上展示學(xué)生的創(chuàng)新思維及所利用的理論知識。

（二）設(shè)計學(xué)習(xí)主題，激發(fā)創(chuàng)新思維

根據(jù)STEAM教育理念的內(nèi)涵設(shè)計學(xué)習(xí)的主題，而具體體現(xiàn)STEAM教育理念是關(guān)鍵，教師基于STEAM教育理念設(shè)計的學(xué)習(xí)主題最好來源于現(xiàn)實學(xué)生生活的需要，解決學(xué)生生活的煩惱或針對學(xué)生遇到的問題。有的學(xué)生愛吃包子，設(shè)計一臺自動做包子的機器，或者設(shè)計一臺機器，把家中的土豆按重量的大小巧妙分類，這樣的教學(xué)設(shè)計既可以解決學(xué)生的實際問題，學(xué)生學(xué)習(xí)起來又有明確的目標(biāo)，學(xué)生以自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)為中心和紐帶學(xué)習(xí)其他的學(xué)科知識，學(xué)生不斷學(xué)習(xí)的過程就是各類學(xué)科不斷融合的過程，學(xué)生實踐的過程就是不斷檢驗設(shè)計理念的過程，是不斷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題螺旋式上升的過程，就是將理論模型演變成作品的形式，產(chǎn)品包含著學(xué)生的設(shè)計意圖、設(shè)計思路及產(chǎn)品的評價。高校這種知行合一創(chuàng)新教育，倡導(dǎo)理論與實踐相結(jié)合，是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的保證。

（三）構(gòu)建跨學(xué)科融合的優(yōu)質(zhì)資源平臺，夯實培養(yǎng)創(chuàng)新人才的基礎(chǔ)

為了培養(yǎng)創(chuàng)新人才，高校要首先構(gòu)建一套跨學(xué)科融合的優(yōu)質(zhì)資源平臺，里面收集跨學(xué)科成功和失敗案例，可以是本校的資源，也可以是社會或兄弟學(xué)校的案例來供學(xué)生參考。學(xué)生可以通過該平臺學(xué)習(xí)或請教由跨學(xué)科知識帶來的疑惑，也可以通過該平臺的案例進行自主探究和思考，進行跨界學(xué)習(xí)，遇到問題可以通過平臺進行請教，高校教師在幕后為學(xué)生提供適當(dāng)學(xué)習(xí)資源，既可以減少學(xué)生查找資料的煩惱，又可以為學(xué)生節(jié)省大量時間，學(xué)習(xí)利用相應(yīng)的學(xué)習(xí)資源，在確定學(xué)習(xí)主題的基礎(chǔ)上形成創(chuàng)新基礎(chǔ)，避免學(xué)生毫無根據(jù)、不切實際的創(chuàng)新，或者僅僅是為創(chuàng)新而進行的創(chuàng)新，那種沒有實際意義的創(chuàng)新。

（四）提供充足的空間，支持學(xué)生創(chuàng)新實踐

在提倡素質(zhì)教育的今天，能否提供充足的時間和空間讓學(xué)生去構(gòu)建自己的知識體系，已為高校素質(zhì)教育的關(guān)鍵。這就需要高?；蚪處熥⒅貙W(xué)習(xí)實踐環(huán)境、人文環(huán)境和信息技術(shù)環(huán)境的營造。對學(xué)習(xí)實踐環(huán)境，高?；蚋咝＝處煈?yīng)該為學(xué)生的實踐活動提供適合的場地或環(huán)境，如為學(xué)生提供實踐基地或聯(lián)系社會企業(yè)為學(xué)生提供實踐場地。對于信息技術(shù)環(huán)境，教師可以通過微信群、QQ群等即時社交軟件為學(xué)生提供實踐創(chuàng)新最新的信息和技術(shù)支持，隨時讓學(xué)生之間進行相互溝通交流，教師進行必要的答疑解惑，對學(xué)生的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新活動進行一定的指導(dǎo)。也可利用MOOC、SPOC平臺讓學(xué)生進行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，提升學(xué)生學(xué)習(xí)與溝通的效率，也為教師引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新學(xué)習(xí)與實踐提供有利的條件。在人文環(huán)境方面，構(gòu)建輕松愉悅的學(xué)習(xí)氣氛，要求學(xué)生達到自己學(xué)習(xí)目標(biāo)與要求，鼓勵學(xué)生相信自己成為某一行業(yè)的翹楚，讓學(xué)生在自己的項目創(chuàng)作中處于領(lǐng)導(dǎo)地位，給學(xué)生提供自由、包容的創(chuàng)新環(huán)境，為學(xué)生創(chuàng)新精神的培育提供自由度和便利性，在這樣環(huán)境中，便于學(xué)生進行跨界合作，方便不同學(xué)科的學(xué)生進行有效的交流與溝通。

（五）引領(lǐng)學(xué)生參與項目，增強創(chuàng)新體驗

引領(lǐng)學(xué)生參與項目，親身體驗創(chuàng)新實踐的過程，主要流程或步驟包括確定學(xué)習(xí)主題、設(shè)計項目方案、實施項目方案、展示交流評價、反思與完善等五個環(huán)節(jié)。學(xué)生首先選取自己感興趣或擅長的問題進行調(diào)研，確定自己要解決的問題。然后在教師的指導(dǎo)下設(shè)計項目方案，儲備解決問題所需的知識和必要的工具。涉及哪些學(xué)科，學(xué)習(xí)相關(guān)的概念和知識點，建構(gòu)自己的創(chuàng)新知識基礎(chǔ)，將學(xué)到的多種學(xué)科內(nèi)容進行有機融合。提出多種解決方案，通過小組內(nèi)部討論分析后，上報給教師尋求幫助，進而選出最優(yōu)方案。在教師的指導(dǎo)下，以協(xié)作小組的形式進行具體實踐，經(jīng)過實踐—學(xué)習(xí)—再實踐—再學(xué)習(xí)的過程，運用所學(xué)跨界知識形成小組產(chǎn)品。

通過完成相關(guān)項目，學(xué)生的思維得到空前的鍛煉，讓理論與實踐進行一次完美的結(jié)合，這種基于跨學(xué)科的學(xué)習(xí)為學(xué)生儲備了必需的知識。最后經(jīng)過個人或小組的反思，進一步完善二代產(chǎn)品，學(xué)生對過去的學(xué)習(xí)做一次總結(jié)，而后開始新一輪的學(xué)習(xí)。

綜上所述，基于STEAM教育理念下設(shè)計的教學(xué)流程的模型，充分尊重學(xué)生的主體地位，在一定程度上提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力。進一步拓展該種模式在創(chuàng)新人才培養(yǎng)領(lǐng)域的實際應(yīng)用范圍，為更有效地落實和大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)有關(guān)的一類教育教學(xué)工作提供有益參考。

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The Application of STEAM Education in the Cultivation of Innovative Talents

ZHANG Yi-fei， YU Song， MIAO Xing-fen， ZHENG Wen， JIANG Yu-zhou

（Agronomy College， Heilongjiang Bayi Agricultural University， Daqing， Heilongjiang 163319， China）

Abstract： Cultivating innovative talents is the pursuit of educational value in colleges and universities. Therefore， the educational concept of STEAM should be introduced. The importance of STEAM abroad coincides with the importance of quality education advocated in China. This paper analyzes the connotation of STEAM， further enriches the educational theory in the field of innovative talent training， provides theoretical reference and teaching practice reference for improving the cultivation of college students innovative ability， trains comprehensive talents with various abilities for the country in the future， and explores and studies the concept and application practice of STEAM.

Key words： STEAM Education; innovative talent; talent training

[收稿日期] 2022-01-26

[基金項目] 2020年度黑龍江省高等教育教學(xué)改革項目“面向北大荒‘三大一航母創(chuàng)新人才培育的農(nóng)學(xué)專業(yè)STEAM實踐教學(xué)活動設(shè)計研究”（SJGY20200513）;2020年度黑龍江省高等教育教學(xué)改革項目“‘雙一流建設(shè)背景下‘雜糧生產(chǎn)與加工特色學(xué)科碩士研究生科研體驗調(diào)查研究”（SJGY20200488）;2020年度黑龍江省教育科學(xué)規(guī)劃重點課題“核心素養(yǎng)視域下大學(xué)生農(nóng)業(yè)科學(xué)素養(yǎng)培育研究”（GJB1320246）

[作者簡介] 張翼飛（1985—），男，黑龍江大慶人，博士，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院副教授，主要從事作物栽培學(xué)課程教學(xué)研究。0880D64A-C198-45C2-8E33-7F10A71B8D9C