EAM教育是一种融合了科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、艺术(Arts)和数学(Mathematics)多学科知识的教育理念与实践模式,在高中阶段的实施有着深远意义与丰富内涵。
在课程设置方面,高中可开设跨学科的STEAM课程,设计“智能机器人设计与制造”课程,学生不仅要运用数学知识进行机器人运动轨迹的计算、程序算法的编写,还要掌握工程技术中的机械结构设计与组装,了解电子技术相关的传感器、控制器等部件的应用,同时融入艺术设计元素,对机器人的外观进行创意设计,使其更具美感与实用性,通过这样的课程,将原本分散在不同学科的知识点串联起来,让学生在解决实际问题的过程中,深刻理解各学科之间的紧密联系,提升综合运用知识的能力。
课堂教学中,项目式学习是STEAM教育的重要载体,教师可提出一个具有挑战性的项目主题,如“设计并建设一个小型生态温室”,学生分组后,需运用科学知识分析温室内的生态环境因素,如光照、温度、湿度等对植物生长的影响;利用数学模型进行温室空间规划、材料用量计算;借助工程技术搭建温室框架、安装通风与灌溉系统;运用艺术审美设计温室的外观与内部布局,使其兼具功能性与观赏性;通过技术手段实现自动化控制,如利用单片机控制温湿度调节设备,在整个项目推进过程中,学生分工协作,不断探索、尝试、解决问题,培养团队合作精神、创新思维以及对多学科知识的综合运用能力。
实验室建设也是高中践行STEAM教育的关键一环,学校应打造功能齐全的STEAM实验室,配备先进的实验设备与工具,如3D打印机、激光切割机、传感器套件、机器人编程平台等,这些资源为学生提供了将创意转化为实物的平台,无论是制作科技小发明、开展科学实验探究,还是进行工程设计与制作,都能在此得到有力支持,学生在研究“新能源汽车动力系统优化”项目时,可在实验室利用模拟软件进行动力系统建模与仿真分析,再通过3D打印技术制作关键零部件进行实地测试与改进,在实践中深入理解相关学科知识并提升实践技能。
高中还可通过举办STEAM竞赛与活动来激发学生兴趣与潜能,如组织科技创新大赛,鼓励学生以个人或团队形式参与,提交的作品涵盖科技创新产品、科学研究论文、工程设计方案等多种类型,在准备过程中,学生自主探索多学科知识融合应用,不断提升创新能力与实践水平,开展STEAM社团活动,定期举办主题讲座、工作坊,邀请专家学者或行业精英分享前沿科技成果与实践经验,拓宽学生视野,营造浓厚的STEAM教育氛围。
STEAM教育在高中的实践是一个系统工程,通过课程创新、教学改革、资源建设以及活动开展等多方面协同推进,