2025年4月10日，美国佛蒙特州教育署（Agency of Education）发布《佛蒙特州STEAM教育基本要素和策略指南》（Vermont STEAM Education: Essential Elements and Strategy Guidelines）。该指南强调了STEAM教育作为STEM教育的重要演进，通过融入艺术，为学生提供更加全面、跨学科的学习体验。

一、STEAM教育的内涵与价值

该指南指出，STEAM教育是一种全面的方法，旨在激发学生的好奇心和探究精神。它将科学、技术、工程、艺术和数学作为教学和学习的核心组成部分。STEAM提供了一个相互关联的跨学科课程结构，推动学生发展批判性思维和解决问题的能力，同时通过真实世界的学习体验锻炼创造力和创新。

同时，该指南强调STEAM并非是STEM的一个竞争性概念，而是希望通过整合艺术来增强STEM教育。艺术的融入为学生提供了更全面的技能组合，更准确地反映了当代行业的需求。这种整体方法不仅提高了学生的问题解决能力，还培养了他们在应对复杂全球挑战时所需的创造力和创新能力。

近年来，STEAM教育的重要性日益受到认可，主要原因包括：

全球经济日益技术和跨学科化，要求工人具备广泛的不同领域的技能和知识；

创新和创造力是经济增长的关键驱动力，STEAM教育被视为培养这些技能的一种方式；

对STEAM相关领域工人的需求不断增加，预计未来几年这些领域的熟练专业人员短缺将持续存在；

STEAM教育为学生提供了从分析思维到创造性表达的广泛技能发展的机会，这些技能不仅对未来的职业成功有价值，也对个人成长和发展有益；

通过为学生提供坚实的STEAM教育基础，学校可以帮助他们在快速变化和日益复杂的世界上取得成功。

二、各学科在STEAM中的作用

佛蒙特州教育署将STEAM定义为：一种真实的、以学生为中心的学习体验，旨在应用和整合科学、技术、工程、艺术和数学的知识、技能和实践。其中：

科学——是通过观察和实验系统研究自然世界的学科。它不仅关注发现支配自然世界的基本原理和规律，还包括通过假设、测试、得出结论和基于证据的论证来发展模型的实践。这些实践以及跨学科的概念（如模式、结构和功能、系统、能量和物质、稳定性和变化）为STEAM带来了相互联系。

技术——指通过工程创建的工具、流程和系统，用于解决特定问题或满足特定需求。技术可以是物理的，如机器或设备，也可以是数字的，如软件和人工智能。让学生从小接触技术，不仅可以提高他们的技术素养，还可以帮助他们理解和重视创新。计算机科学是技术的一个重要子集，它结合了知识和技能，融入所有STEAM领域。计算思维是计算机科学的基础技能，也是跨学科的高阶问题解决技能。学生在创建新应用程序时，会利用技术和艺术设计方法，内容可能涉及数学、工程和科学课程。

工程——是将科学和数学实践与技术相结合，以设计、建造和维护结构、机器、系统和流程的应用。工程采用迭代设计过程，包括定义问题、提出多种解决方案以及通过多个周期进行测试和改进。

艺术——在STEAM中，艺术包括人文、语言艺术、舞蹈、戏剧、音乐、视觉艺术、设计和数字媒体。艺术的加入是为了认识到艺术在促进创新、沟通和创造力方面的重要性。通过添加“A”（艺术），STEAM教育促进了更加全面的教育，使学生更好地为21世纪的挑战做准备。

数学——是研究数字和结构、顺序、空间和变化等概念的学科。它是一门普遍融入其他学科的学科，并通过一种通用语言进行交流。数学的标准分为内容标准和实践标准，这些标准应相互交织以丰富学生的学习体验。

三、STEAM教育的基本方法

STEAM教育可以比喻为建造一座桥梁。桥梁的稳固性依赖于作为基础的科学和技术，而桥梁的功能和外观则依赖于工程和艺术的结构设计。STEAM教育方式与此类似，每个学科相互增强和支持，共同构建强大、功能性和创新性的成果。

STEAM教学应从学生的早期教育阶段开始。研究表明，学龄前儿童完全有能力理解STEAM教学内容。STEAM能够激发幼儿的天生创造力、好奇心和毅力，并使他们能够与同伴合作和交流。通过STEAM，幼儿接触到使用材料和物品、解决问题和测试设计等工程教学的关键元素。

对于有特殊需要的幼儿来说，STEAM提供了一种基于优势的方法，鼓励教育工作者关注他们的优势，而不是他们的残疾。通过适应环境、材料和教学，确保每个孩子都能参与并充分融入STEM学习机会，可以创造一个公平的STEAM环境。

STEAM教育旨在协作教学。教育工作者不需要成为各个领域的专家；相反，他们需要了解自己的专业知识与其他学科领域的交叉点。与不同专业领域的教育工作者合作，可以增强STEAM教学实践。教育领导者应鼓励所有教育工作者成为真实STEAM学习的重要贡献者。

当STEAM教育被认为是一个由STEAM教师负责的独立课程时，就失去了它的意义。然而，让“STEAM教师”打基础，并给予与其他教育工作者合作的时间，是一个好的开始。理想情况下，所有教育工作者都应在教学中融入STEAM体验，并能够获得STEAM协调员或导师的帮助。

四、STEM教学的典型实践模式

以下实践适合STEAM，因为它们打破了传统课堂和课程开发实践的模式：

1.跨学科教育（Interdisciplinary）

跨学科教育将多个学科的内容、技能和视角整合为一个连贯的学习体验。它使学生能够通过超越单一学科的范围进行学习、思考和解决问题。

2.超学科学习（Transdisciplinary）

超学科学习超越了传统学校科目和设置的教学习惯。来自不同学科的教育工作者共同指导学生朝着一个共同的目标或产品努力。学习直接应用于真实世界的背景，并通过一个连贯的课程进行教学。

3.基于项目的学习

STEAM教学法为项目式学习（PjBL）提供了强有力的途径。通过将PjBL单元与STEAM结合起来，学生可以通过两个或多个学科的视角研究问题、构思、创造解决方案并评估和改进他们的设计。教育者应该知道，PjBL可以是STEAM，但STEAM不一定是PjBL。将STEAM与PjBL结合强化了这样一个前提：现实世界的问题并不存在于单一学科的孤岛中。相反，有效的解决问题需要通过合作，并利用跨学科或超学科学习中体现的知识和实践。

4.工程设计学习（DBL）

工程设计学习为学生提供机会来开发技术改进或问题的解决方案。DBL由设计和探究驱动，提供允许学生感觉他们在设计中拥有选择和自由的环境。DBL提供开放式的工程设计问题，可以整合STEAM的其他学科：科学、技术、艺术和数学，从而实现一个连贯、相连的教育体验。

5.文化维持教学法（CSP）

跨学科学习体验，如STEAM，可以在文化维持教学法中发挥支持作用。CSP是一种教学法，旨在“培养和延续不同群体的语言系统、读写能力和文化，尤其是边缘化公民”。这些群体包括在STEAM领域中被边缘化和代表性不足的所有人。

6.职业和技术教育（CTE）

职业和技术教育中心在提供STEAM学习机会方面发挥着关键作用。这些计划为学生成功从事高需求行业做好准备，并有助于弥合劳动力市场的技能差距。CTE中心为学生提供STEAM领域的动手实践和真实世界培训，为他们上大学和从事高需求行业的职业做好准备。

7.将创业方法融入学习

未来的趋势和伟大想法往往由儿童和年轻人创造。STEAM教育作为跨学科方法是蓬勃发展的创业生态系统的关键组成部分，它帮助发明家和有抱负的企业家成功开发新想法并将这些想法推向市场。

五、STEAM教育的几个案例

以下例子强调了探究和支持STEAM成果的方法和机会，均来自真实课堂。

1.艺术和技术结合以加强学生学习

Swanton小学的艺术教育工作者正在为幼儿园、一年级和二年级的学生计划一个关于形状和形式的单元。艺术教师希望这个单元能够拓展学生的理解并将其应用于现实世界环境中。通过与学校的教育技术专家合作，学生们通过虚拟现实（VR）和增强现实（AR）程序Merge EDU获得了一种虚拟的、动手的学习体验。学生们能够探索每个三维形状和形式，并通过iPad屏幕、全息投影和增强现实与它们互动。这个单元以一次虚拟的三维形状搜寻结束，学生们通过iPad屏幕在图书馆中寻找形状，并通过检查表跟踪他们找到的形状和术语。

2.使用STEAM解决问题

St. Albans City学校的一名三年级学生带着一个问题来到创客空间课程，希望能找到一个解决方案。这名学生需要一个脚凳，因为轮椅上的脚踏太高了。经过与创客空间团队的讨论，决定使用3D打印机来提供一个很好的解决方案。学生使用数学技能转换尺寸并计算凳子的厚度，设计考虑包括如何使腿坚固以及选择颜色和风格。在创建一个草图后，学生使用Chromebook和3D设计软件TinkerCad开发了一个设计。基于这个计划，构建了一个小原型。原型制作为学生提供了设计反馈，使他们能够在打印全尺寸凳子之前进行小调整。全尺寸凳子由学生打印，大约用了30小时完成。这个创作和工程设计过程为学生提供了思考、解决问题和发展耐心和毅力的机会。完成的凳子是一个有用的工具，为三年级学生提供了舒适和支持。

3.高中STEAM综合课程

在Champlain Valley Union中学，学生正在上一门基于项目的科学课程，他们通过探究来驱动学习。教师努力开发将复杂概念分解为现实世界情境的学习单元。在一个很好的展示STEAM整合的单元中，学生学习了关于滑雪板和雪板中结构力的物理学力学。在这个单元中，学生学习了张力、冬季装备灵活性、温度变化和在压缩中构建结构的概念。在了解这些概念后，他们将知识应用于设计一个结构，该结构既包含张力也包含压缩；识别活载和恒载；按比例绘制原型并标识材料；以及创建一个概念解释，讨论设计和整体物理学概念在设计雪板模型中的关键作用。这个基于项目的STEAM课程示例说明了所有部分如何相互帮助以变得更强大。学生不是孤立地学习物理学力学，而是通过一个基于项目的单元学习，他们看到了雪板从开发到成品的全过程。结果是学生了解了开发和使用所需的所有学科领域的产品。

六、STEAM教育的评估

由于STEAM教学应针对学生驱动的探究和现实世界应用，教育者在为STEAM学习准备评估时应至少包含以下特点：

1.评估跨学科的STEAM单元

STEAM教育要求一种跨学科的方法，它结合了科学、技术、工程、艺术和数学，并侧重于在这些领域应用知识、技能和理解。然而，传统教学安排和学科领域的隔阂性质往往限制了这种整合的机会。为了有效评估STEAM学习，评估必须与所涉及每个学科的标准和目标相一致。这可能需要仔细规划，因为每位教育工作者只应评估他们获得许可的内容。开发和评估STEAM课程或单元需要协作努力，并可能需要一个创造性计划来桥接这些学科领域，使整合变得复杂但对于真实学习体验至关重要。

2.包含多种形式的形成性评估以得出总结性评估

所有学习活动都应嵌入多种形成性评估，以确保活动与内容标准和总结性评估的目的相一致，该总结性评估是活动的目标。学习活动不应直接导致总结性评估，而没有多次收集学生学习证据的机会。这确保了活动与评估的学习目标相一致，同时也支持了基于表现评估的有效性，这些评估有大量学生展示标准的证据。

七、艺术融入STEM的不同层次

该指南还提供了STEAM课程架构自我评估工具包，并描述了艺术融入STEM教育的五个层次，这五个层次反映了艺术在不同程度上的整合，从基础到高阶分别为：1.增强（Enhancement）→2.主题式（Theme-Based）→3.探究驱动（Inquiry-Driven）→4.协同教学（Co-Taught）→5.整合（Integration）。以下是每个层次的总结：

1.增强（Enhancement）

艺术被用作支持或服务于另一学科（如科学、技术、工程或数学）的工具，艺术教师和其他教师之间几乎没有讨论，乐高实验室、机器人单元、科学日记或数学说唱。

2.主题式（Theme-Based）

课程基于两个学科的共同主题，艺术和其他学科的教师之间有一些关于主题对齐的讨论，但整合程度仍然有限，如利用“运动”这一主题来探索科学中的运动原理，并通过身体动作来分享所学知识。

3.探究驱动（Inquiry-Driven）

两个学科的课程都围绕一个核心问题展开，但没有直接关联到对齐的标准。其他学科教师和艺术教师之间围绕核心问题进行讨论和规划，可能涉及一定程度的课程合作，如通过编码项目探究“创造力如何表达”这一问题。

4.协同教学（Co-Taught）

课程由两个或多个学科的教师共同教授，可能引用对齐的标准。备课在其他学科教师和艺术教师之间进行，课程的各部分内容可能在每个学科领域分别教授。如舞蹈老师和技术老师一起完成一个编程项目，让一个物体移动。

5.整合（Integration）

课程由两个学科的教师共同规划，围绕一个探究点进行平等的教学和评估。备课发生在学科和美术教师之间，课程可以是联合授课，也可以是单独授课。如学生学习舞蹈和编程基础的动作类型。接着创建一个编程舞蹈，展示至少3种动作类型。