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什么是STEAM教育？

多刚⼊⾏的从业者容易对STEAM教育的相关概念混淆不清。今天，我们就给⼤家打打基础。

本⽂将为⼤家详细介绍科学教育、STEAM教育两⼤类概念的定义与分类，并分析了STEAM教育的核⼼特征，是⼀篇货

真价实的底层普及⼲货⽂。

-STEAM教育概念-

STEM教育定义

STEM是科学（Science），技术（Technology），⼯程（Engineering），数学（Mathematics）四门学科英⽂⾸字母

的缩写，其中科学在于认识世界、解释⾃然伧俗 界的客观规律；技术和⼯程则是在尊重⾃然规律的基础上改造世界、实现对

⾃然界的控制和利⽤、解决社会发展过程中遇到的难题；数学则作为技术与⼯程学科的基础⼯具。由此可见，⽣活中发

⽣的⼤多数问题需要应⽤多种学科的知识来共同解决。

STEAM教育定义及内容

STEAM代表科学（Science），技术（Technology），⼯程（Engineering），艺术（Arts），数学（Mathematics）。

STEAM教育就是集科学，技术，⼯程，艺术，数学多学科融合的综合教育。

STEAM教育重点是加强对学⽣五个⽅⾯的教育：⼀是科学素养，即运⽤科学知识（如物理、化学、⽣物科学和地球空

间科学）理解⾃然界并参与影响⾃然界的过程；⼆是技术素养，也就是使⽤、管理、理解和评价技术的能⼒；三是⼯程

素养，即对技术⼯程设计与开发过程的理解；四是数学素养，也就是学⽣发现、表达、解释和解决多种情境下的数学问

题的能⼒，五是艺术素养，即培养审美观念、鉴赏能⼒和创作能⼒。

-科学教育概念-

科学教育定义

科学：它指发现、积累并公认的普遍真理或普遍定理的运⽤，已系统化和公式化了的知识。科学是对已知世界通过⼤众

可理解的数据计算、⽂字解释、语⾔说明、形象展⽰的⼀种总结、归纳和认证；科学不是认识世界的唯⼀渠道，可其具

有公允性与⼀致性，其为探索客观世界最可靠的实践⽅法。

科学教育：是⼀种以传授基本科学知识为⼿段（载体），以素质教育为依托，体验科学思维⽅法和科学探究⽅法，培养

科学精神与科学态度，建⽴完整的科学知识观与价值观，进⾏科研基础能⼒训练和科学技术应⽤的教育。

科学教育是以全体青少年为主体，以学校教育为主阵地，以⾃然科学学科教育为主要内容，并涉及技术、科学史、科学

哲学、科学⽂化学、科学社会学等学科的整体教育，以期使青少年掌握⾃然科学的基本知识和基本技能，学会科学⽅

法，体验科学探究，理解科学技术与社会关系，把握科学本质，养成科学精神，全⾯培养和提⾼科学素养；并通过培养

具有科学素养的合格公民，发展社会⽣产⼒北国之春简谱 ，改良社会⽂化，让科学精神和⼈⽂精神在现代⽂明中交融贯通。

科学教育分类

按研究对象的不同可分为⾃然科学、社会科学和思维科学，以及总结和贯穿于三个领域的哲学和数学。

按与实践的不同联系可分为理论科学、技术科学、应⽤科学等。

按⼈类对⾃然规律利⽤的直接程度，科学可分为⾃然科学和实验科学两类。

按是否适合⽤于⼈类⽬标来看，科学⼜可分为⼴义科学、狭义科学两类。

按是否适合⽤于⼈类⽬标来看，科学⼜可分为⼴义科学、狭义科学两类。

已经成熟并被社会承认的科学称为\"显科学\"，尚未成熟，还处于幼芽阶段的科学则可称为\"潜科学\"。

-STEAM理念解读-

领先的教育理念

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。

STEAM教育理念最早是美国政府提出的教育倡议，为加强美国K12关于科学、技术、⼯程、艺术以及数学的教育。

STEAM的原⾝是STEM理念，即科学（Science）、技术（Technology）、⼯程（Engineering）、数学

（Mathematic形容梅花傲骨的诗句 s）的⾸字母。⿎励孩⼦在科学、技术、⼯程和数学领域的发展和提⾼，培养孩⼦的综合素养，从⽽提升

其全球竞争⼒。近⼏年加⼊了Arts，也就是艺术，变得更加全⾯。

STEAM教育在美国的重要性不亚于中国的素质教育，在美国⼤部分中⼩学都设有STEAM教育的经费开⽀，⽽STEAM

也被⽼师、校长、教育家们时时挂在嘴边。在STEAM教育的号召下，机器⼈、3D打印机进⼊了学校；奥巴马也加⼊了

全民学编程的队伍，写下了⾃⼰的第⼀条代码；帮助孩⼦们学习数学、科学的教育科技产品层出不穷；⽽且这五个学

科，技术和⼯程结合，艺术和数学结合，打破常规了学科界限。

⽐较常见的是⽤PBL将STEAM教育理念落地课堂。例如，⽼师可以让学⽣进⾏⼀个未来感⼗⾜的项⽬，⽐如机器⼈项

⽬。这种类型的项⽬打通了STEAM模型的所有⽅⾯，⽽这也正是PBL的优势所在。

“S”：科学地找出使机器⼈功能所需的电⽓部件、以及其中的原理；

“T”：⽤于技术上确定如何将机器⼈连接到互联高中文言文 ⽹以使其移动；

“E”：作为实际的机器⼈；

“A”：⽤于设计它的外观，以及设想它的功能；

“M”：⽤于数学计算和编码以使其移动。

这是⼀个实际的物理项⽬的例⼦，解决了⼀个复杂的问题（即创建未来技术），并⿎励学⽣以创新、协作和有益的⽅式

进⾏所有的⼯作。随着教育⼯作者越来越多地使⽤技术，根据个别学⽣的需求和学习风格创造定制的课程，考虑将艺术

纳⼊技术学习的所有独特⽅式，这些令⼈激动。

教育⼯作者的⽬标应该是培养⼀批全⾯发展的学⽣：他们拥有必要的知识与技能，在未来的员⼯中蓬勃发展，并且⽤创

造性改变这个世界。

理解盲区

2016年世界经济论坛的报告中有这么⼀句话：“⽬前还是⼩学关于梅花的诗句赞美梅花的诗句 ⽣的⼀代⼈，将来从事的⼯作中，有65%还不存在。”那

么，我们该怎样帮助孩⼦提升未来竞争⼒呢？也许，得依靠STEAM教育。如今全球的教育关键词中，STEAM教育⼀定

是最炙⼿可热的⼀个。当你看到⼋九岁的孩⼦是科技达⼈，或是编程能⼿时，不必太吃惊。

STEM教育起源于美国，在欧美地区⼤⼒推⾏，在越来越多的国家实⼒的⽐较中，获得STEM学位的⼈数和⽐率成为重

要指标，美国政府甚⾄将STEM教育计划，视为国家战略。在STEM⼤热之自己写的诗歌 时，也有不少家长对其有认识误区。如果只

是把STEM简单理解为理⼯科学习，或是理解为玩玩机器⼈、3D打印、编程，就太狭隘、初级了。那么，国际上流⾏的

STEM教育与学习⽅法，中国孩⼦如何习得精髓，家长⼜应当如何理解并引导呢？

1

1

STEAM教育是分科的，更是整合的

⾸先从字⾯意思来理解，STEAM是分科的，它代表科学、技术、⼯程、艺术和数学五个独⽴的学科领域，但它⼀定⼜

是整合的，是⼀个整体，这也是今天全球STEAM教育最为看重的，即跨学科和项⽬制学习（Project-BasedLearning，

简称PBL）。

显⽽易见，项⽬制学习，不但是跨学科的，这种学习⽅法更为孩⼦提供了融⼊真实情景的体验。这些体验辅助学⽣学

习，帮助其对科学、技术、⼯程、艺术、数学各领域⾥的概念形成有⼒⽽逼真的理解，同时融会贯通，发挥想象⼒，找

到问题解决⽅案。

所以当家长为孩⼦选择STEM项⽬的时候，⼀定⾸先是基于PBL项⽬制学习，⼀定是跨学科的，且以解决问题为导向。

2

STEAM教育不是“新时代的数理化”

30年前的1986年，美国国家科学基⾦会（NSF）就发布了名为《科学、数学和⼯程本科⽣教育》的报告。到今天，美

国K12（从幼⼉园到⾼中），STEAM教育已经蔚然成风，颇成体系。2014年，美国总统奥巴马与新泽西州的⼆⼗多位

国中⽣共同参加了程序设计⼀⼩时（hourofcode）活动。STEAM教育由此在全球⼤热。

但是，如果把⼯具当内容，譬如玩转3D打印机或编程，今天打或编⼀个⼩狗，明天打或编⼀个⼩猫，分门别类学习

STEM学科知识与技术，就算看着酷炫，其实跟⼏⼗年前像⼀台机器⼀样学习数理化，没什么区别。那不是STEM教

育，那是某种程度上披着STEM外⾐的的“应试教育”。

科技和技术⽅⾯的知识与技能，并不是STEM教育的最终结果，⽽只是过程中的⼀种⼯具，⼀种提升⼈们⽣活质量的⼿

段。

3

STEAM教育更应该从幼⼉抓起

每个孩⼦天⽣都是科学家，2015的《⾃然》杂志上集中推出⼏篇从幼⼉园到⼤学的“科学、技术、⼯程与数

学”（STEM）教育⽂章，系统审视了STEM教育的希望和挑战。《⾃然》杂志指出，每个孩⼦天⽣都是科学家，只要从

⼩就给他们合适的科学教育。孩⼦传统上所接受的科学教育主要是基于讲授式的，但这种形式的科学教育有其显著的问

题。尤其是在21世纪的今天，这种形式的科学教育越发凸显其问题。

对此，《⾃然》认为，为了培养21世纪的科学家，我们的教育需要培养孩⼦“创造性的问题解决能⼒”（creativeproblem

solving）、“批判性思维”（criticalthinking）和“合作”（collaboration）等“软技能”（softskills）。⽽且，《⾃然》也相

信，良好的STEM教育还有另⼀显著好处—促使下⼀代⼈具有普遍良好的科学素养。

让孩⼦从⼩就爱上STEAM，给孩⼦⼀个做真实科学的机会。

-STEAM教育分类-

按课程形式分类

1

机器⼈教育

机器⼈教育：指通过搭建、编程、运⾏机器⼈，激发学⽣的学习兴不堪设想的意思 趣、培养学⽣的综合能⼒和良好思维习惯。在此过程

中，学⽣除了可以掌握机器⼈的基本构造和搭建过程，还可以通过控制机器⼈，了解到编程的乐趣，因此机器⼈教育真

正做到了寓教于乐。

2

编程教育

少⼉编程教育是通过编程游戏启蒙、可视化图形编程等课程，培养学⽣的计算思维和创新解难能⼒的课程。少⼉编程教

育并⾮⾼等教育那样学习如何写代码、编制应⽤程序，⽽是通过编程游戏启蒙、可视化图形编程等课程，培养学⽣的计

算思维和创新解难能⼒。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

“创客教育”是创客⽂化与教育的结合，基于学⽣兴趣，以项⽬学习的⽅式，使⽤数字化⼯具，倡导造物，⿎励分享，培

养跨学科解决问题能⼒、团队协作能⼒和创新能⼒的⼀种素质教育。

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科学实验

科学实验，是指根据⼀定⽬的，运⽤⼀定的仪器、设备等物质⼿段，在⼈⼯控制的条件下，观察、研究⾃然现象及其规

律性的社会实践形式。是获取经验事实和检验科学假说、理论真理性的重要途径。在实验活动中，隔离、介⼊、追迹、

仪器操作，对象形态改造，实验条件控制以及资源利⽤等，都表明实验者是⾃然和社会的参与者。科学实验的范围和深

度，随着科学技术的发展和社会的进步⽽不断扩⼤和深化。

中⼩学阶段的科学实验主要包含：物质科学、⽣物科学、化学科学等实验类型。

5

STEM科学盒

科学盒⼦是包含若⼲主题实验材料包的套装盒⼦，美观⼤⽅，结实耐⽤，并搭配专业的课程指导，⾮常⽅便收纳和教学

开展。此外，盒⼦⾥有不同的材料包，每个材料包都有注明内容的标识（仪器、原材料、说明书等），可以根据不同的

实验课程来取⽤，完成不同的实验，⼤⼤减少了学⽣实验的准备时间。

6

艺术教育

艺术教育，指的是以⽂学、⾳乐、美术、舞蹈等为艺术⼿段和内容的审美教育活动。美育的重要组成部分。任务是培养

审美观念、鉴赏能⼒和创作能⼒。以培养鉴赏能⼒为主，创作能⼒为辅，使受教育者在欣赏优秀艺术品的实践中学习审

美知识，形成审美能⼒。结合STEAM教育模式的艺术教育更多指的是以美育、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。

-STEAM教育特征-

跨学科

将知识按学科进⾏划分，对于科学研究、深⼊探究⾃然现象的奥秘和将知识划分为易于教授的模块有所助益，但并不反

映我们⽣活世界的真实性和趣味性（Morrison，2009）。因此，分科教学（如物理、化学）在科学、技术和⼯程⾼度发

达的今天已显出很⼤弊端。针对这⼀问题，理⼯科教育出现了取消分科、进⾏整合教育的趋势。STEAM教育因此应运

⽽⽣，跨学科性是它最行路难其一拼音版 重要的核⼼特征。

美国学者艾布特斯（Abts）使⽤“元学科”（meta-discipline）描述STEAM，即表⽰它是代表科学、技术、⼯程和数学等

学科的统整的知识领域，它们存在于真实世界中，彼此不可或缺、互相联系（Morrison，2006）。跨学科意味着教育⼯

作者在STEAM教育中，不再将重点放在某个特定学科或者过于关注学科界限，⽽是将重⼼放在特定问题上，强调利⽤

科学、技术、⼯程或数学等学科相互关联的知识解决问题，实现跨越学科界限、从多学科知识综合应⽤的⾓度提⾼学⽣

解决实际问题的能⼒的教育⽬标。

趣味性

STEAM教育在实施过程中要把多学科知识融于有趣、具有挑战性、与学⽣⽣活相关的问题中，问题和活动的设计要能

激发学习者内在的学习动机，问题的解决要能让学⽣有成就感，因此需有趣味性。STEAM教育强调分享、创造，强调

让学⽣体验和获得分享中的快乐感与创造中的成就感。有的项⽬还把STEAM教育内容游戏化（将游戏的元素、⽅法和

框架融于教育场景），因为将基于探索和⽬标导向的学习嵌⼊游戏中，有利于发展学习者的团队技能、教授交叉课程概

念和负责的科学内容主题，可以得到更多、更理想的教育产出（Johnsonetal.，2013）。

体验性

STEAM教育不仅主张通过⾃学或教师讲授习得抽象知识，更强调学⽣动⼿、动脑，参与学习过程。STEAM提供了学⽣

动⼿做的学习体验，学⽣应⽤所学的数学和科学知识应对现实世界问题，创造、设计、建构、发现、合作并解决问题。

因此，STEAM教育具有体验性特征，学⽣在参与、体验获得知识的过程中，不仅获得结果性知识，还习得蕴含在项⽬

问题解决过程中的过程性知识。这种在参与、体验中习得知识的⽅式对学⽣今后的⼯作和⽣活的长远发展会产⽣深刻影

响。

学⽣通过搭建乐⾼组件测试相关原理，不仅可以了解物理概念与知识，还在⼯程设计体验中感受到这些知识的重要作

⽤，将抽象的知识与实民国四大才女 际⽣活连接起来，很好地体现了STEAM教育的体验性特征。

情境性

STEAM教育具有情境性特征，它不是教授学⽣孤⽴、抽象的学科知识，⽽强调把知识还原于丰富的⽣活，结合⽣活中

有趣、挑战的问题，通过学⽣的问题解决完成教学。STEAM教育强调让学⽣获得将知识进⾏情境化应⽤的能⼒，同时

能够理解和辨识不同情境的知识表现，即能够根据知识所处背景信息联系上下⽂辨识问题本质并灵活解决问题。

STEAM教育强调知识是学习者通过学习环境互动建构的产物，⽽⾮来⾃于外部的灌输。情境是STEAM教育重要⽽有意

义的组成部分，学习受具体情境的影响，情境不同，学习也不同。只有当学习镶嵌在运⽤该知识的情境之中，有意义的

学习才可能发⽣。

协作性

STEAM教育具有协作性，强调在群体协同中相互帮助、相互启发，进⾏群体性知识建构。STEAM教育中的问题往往是

真实的，真实任务的解决离不开其他同学、教师或专家的合作。在完成任务的过程中，学⽣需要与他⼈交流和讨论。

STEAM教育的协作性就是要求学习环境的设计要包括建构主义倡导的“协作”和“会话”两要素：让学⽣以⼩组为单位，共

同搜集和分析学习资料、提出和验证假设、评价学习成果；同时，学习者通过会话商讨如何完成规定的学习任务。

设计性

STEAM教育要求学习产出环节包含设计作品，通过设计促进知识的融合与迁移运⽤，通过作品外化学习的结果、外显

习得的知识和能⼒。设计出创意作品是获得成就感的重要⽅式，也是维持和激发学习动机、保持学习好奇⼼的重要途

径。因此，设计是STEAM教育取得成功的关键因素。美国学者莫⾥森认为，设计是认知建构的过程，也是学习产⽣的

条件（Morrison，2005）。学⽣通过设计可以更好地理解完成了的⼯作，从⽽解决开放性问题。在这个过程中，学⽣学

习知识、锻炼能⼒、提⾼STEAM素养，因此设计性是STEAM教育的⼜⼀核⼼特征。

实证性

实证性

实证性作为科学的本质（NatureofScience）的基本内涵之⼀，是科学区别于其他学科的重要特征，也是科学教育中学

习者需要理解、掌握的重要⽅⾯。STEAM教育要促进学⽣按照科学的原则设计作品，基于证据验证假设、发现并得出

解决问题的⽅案；要促进学⽣在设计作品时，遵循科学和数学的严谨规律，⽽⾮思辨春风拂槛露华浓怎么读 或想象，让严谨的⼯程设计实践帮

助他们认识和理解客观的科学规律。

技术增强性

STEAM教育强调学⽣要具备⼀定技术素养，强调学⽣要了解技术应⽤、技术发展过程，具备分析新技术如何影响⾃⼰

乃⾄周边环境的能⼒。在教学中，它要求利⽤技术⼿段激发和简化学⽣的创新过程，并通过技术表现多样化成果，让创

意得到分享和传播，从⽽激发学⽣的创新动⼒。STEAM教育主张技术作为认知⼯具，⽆缝地融⼊到教学各个环节，培

养学⽣善于运⽤技术解决问题的能⼒，增强个⼈驾驭复杂信息、进⾏复杂建模与计算的能⼒，从⽽⽀持深度学习的发

⽣。