高中阶段实施STEAM教育,是教育创新与时代发展需求相结合的重要实践,STEAM教育强调科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、艺术(Art)和数学(Mathematics)多学科的融合,旨在培养学生综合运用知识解决实际问题的能力、创新思维以及对跨学科知识的整体把握能力。
在课程设置方面,高中学校可以开设专门的STEAM课程,设计“基于现实问题的工程项目设计”课程,给定一个具体的情境,如城市交通拥堵问题的改善方案设计,学生需要运用数学知识进行数据建模与分析,计算车流量、道路承载能力等;运用科学技术知识了解智能交通系统的原理和应用;从工程角度规划道路的改造、交通设施的布局;借助艺术设计使交通枢纽等设施更具美观性和人性化;通过科学探究方法评估不同方案的可行性和潜在影响,这样的课程打破了传统学科的界限,让学生在一个完整的项目流程中体验多学科知识的协同作用。
课堂教学中,教师应转变教学方式,采用项目式教学法,以具体的项目为载体引导学生学习,比如在“生态环保型建筑设计”项目中,教师先介绍项目背景和要求,然后让学生分组讨论制定计划,各小组在实施过程中,自主分工协作,有的学生负责收集有关建筑结构、材料性能(工程与技术方面)的资料,有的运用数学模型计算建筑的能量消耗与环境承载关系,有的从艺术角度设计建筑外观与内部空间布局以提升居住舒适度,还有的通过科学实验测试新型环保材料的有效性,教师在整个过程中扮演指导者和引导者的角色,帮助学生解决遇到的困难,促进小组间的交流与合作,使学生在实践操作中掌握知识和技能,同时培养团队协作精神。
高中学校还应积极建设STEAM教育平台,包括建立创新实验室,配备先进的实验设备、3D打印机、激光切割机等工具,为学生开展项目实践提供物质基础,利用信息技术搭建线上资源共享平台,学生可以在平台上获取国内外优质的STEAM教育资源,如在线课程、学术讲座视频、项目案例库等,还可以在平台上展示自己的项目成果,进行交流互动,拓宽视野。
在师资队伍建设上,要通过专业培训、学术交流等方式提升教师的STEAM教育素养,鼓励教师参加跨学科教学研讨活动,学习如何将不同学科知识有机融合到教学中,组织理科教师与艺术教师共同开展教研活动,探讨如何在科学实验中融入艺术元素,或者在艺术创作中体现科学原理,从而打造一支能够胜任STEAM教育教学任务的教师队伍。
高中阶段的STEAM教育实践是一个系统工程,通过课程创新、教学方式变革、平台建设以及师资提升等多方面的努力,能够为学生创造一个富有挑战性和创新性的学习环境,让学生在实践中成长,在跨学科学习中提升综合素质,