STEAM+高等教育：高等教育变革发展的新趋势*

赵慧臣，唐优镇，姜 晨

（河南大学 教育科学学院，河南 开封 475004）

互联网时代下信息的无界化、学习的泛在化、认知的跨领域化以及技术与教育的紧密融合，使得 “互联网+”已经改变了教育的表达方式[1]，对目前高等教育的发展提出了新挑战。STEAM教育在信息技术支持下开展多种项目实践、架构跨学科平台、产出优质教学产品。“STEAM+高等教育”就是在STEAM教育视角下，结合STEAM教育理念发展高等教育，培养具有综合科学素养和深层创新能力的人才，这也是高等教育在互联网时代发展的新趋势。

一、“STEAM+高等教育”：“互联网+”时代下高等教育变革的契机

1.“互联网+”时代下高等教育的新挑战

“互联网+”时代下的高等教育表现为跨学科知识再度整合，也引起了高等教育发展模式的变革，但相较于其他行业的快速反应，高等教育对于“互联网+”的反应稍显滞后，互联网对于高等教育的影响大多停留于教学媒体、教学方式的变化，高等教育的质变极少发生。著名的乔布斯之问也体现了这点：为什么互联网与计算机改变了几乎所有领域，唯独对学校教育的影响却小得令人吃惊[2]？随着物联网、BYOD设备等先进技术在高等教育领域的普遍使用，信息技术的发展正引发高等教育课程结构、课程资源、培养目标、评价方式等的变化[3]。

2.“STEAM+高等教育”成为高等教育变革发展的新趋势

在美国新媒体联盟发布的《应用新技术改进科学、技术、工程和数学教学展望报告（2013-2018）》（以下简称《2013技术展望》）中提到：在未来，STEAM教育将成为影响信息技术发展的重要长期趋势之一，并分析STEAM教育发展的支持技术，如图1所示[4]。

图1 STEAM教育发展的支持技术

未来依托于互联网时代高新技术的发展，STEAM教育的科学、技术要素将会得到进一步延展，STEAM教育与高等教育融合即“STEAM+高等教育”，将有效培养学生跨学科知识融合能力、深层创新能力和高水平的信息技术运用能力。教育部发布的《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见》提出：探索STEAM教育等新型教学模式，培养学生的数字化意识和创新意识[5]。STEAM教育扎根于“互联网+”时代背景，体现了高等教育发展时代脉络，符合高等教育发展趋势。

二、“STEAM+高等教育”推动高等教育变革的价值

“STEAM+高等教育”在具体实践中不是简单地将STEAM教育嵌入到高等教育中，而是把互联网蕴含的无界、平等、共享思维[6]以及STEAM教育基于项目、活动的跨学科理念与高等教育目标深度耦合。“STEAM+高等教育”不是与高等教育的强硬对接，而是自身要素与高等教育原有生态要素互通信息、取长补短、优化组合为新的教育生态系统，提供活跃的生态动力[7]，将对高等教育的培养目标、教学模式、教学资源建设等产生重大影响，推动高等教育变革发展。

1.“STEAM+高等教育”推动高等教育人才培养目标的转变

当代社会对高等教育的期待不再局限于单一的专业人才培养，更加渴求具有国际视野、综合素养、跨学科思维、解决真实世界问题的复合型创新人才。因此，培养并输出高素质复合型人才成为现代高校的新型人才培养目标。

高校人才培养应顺应时代需求，以培养兼具专业知识能力、社会实践能力、信息技术能力的PSI高阶复合型人才为培养目标[8]。STEAM教育基于项目的学习理念结合新型教学方式，引导学生掌握跨学科的知识，锻炼利用信息技术解决实际问题的能力。“STEAM+高等教育”推动了高等教育从培养单一性专业人才向复合型创新人才的转变，增强了学生运用多学科知识解决实际问题的意识。

2.“STEAM+高等教育”推动高等教育模式的多样化

传统的填鸭式教学、教师主导型教学不再适应当今时代的发展，不同阶段的教育在积极调整教学模式。高等教育正从Learn from IT（从技术中学习）过渡到Learn with IT（用技术学习），STEAM教育加速了高等教育模式的转变。

STEAM教育强调要提高学生勇于探索的创新精神和解决问题的实践能力，注重探究性学习[7]。在STEAM教学模式下，高等教育对学生的培养跳出传统课堂的禁锢，师生利用智能可穿戴技术、云计算、3D打印、校园物联网开展基于项目的STEAM学习[9]，重构课堂活动，在项目完成的过程中实现教学目标。STEAM教学模式下，学生的学习方式更加细微化、人性化，学习场所更为自由化，能够支撑多模式教学。同时，“STEAM+高等教育”能够模拟现实中的真正社会环境[10]，高等教育的教学模式更加多样化。

3.“STEAM+高等教育”促进高等教育教学资源的多元化

互联网时代下，以教科书和教师的教案为主要形态的传统教育资源正朝着数字化的教育资源拓展和延伸[11]。信息技术的发展使教学资源打破空间的局限，优质资源的共享成为可能。STEAM教育所具有的跨学科、跨领域特性更有利于高等教育多领域教学资源的获取。例如，在基于STEAM教育开展的项目学习中，我们利用已有教育资源（教师资源、教学设备、教学材料等）开展活动，在活动过程中所生成的大量活动信息将成为教育大数据系统的基础，为教学过程提供反馈。STEAM教育所带来的教学场所的变化也拓展了教育资源渠道，学校甚至整个社会均可成为学生获取教学资源的场所。

三、“STEAM+高等教育”的当前困境

新事物的产生与发展必将伴随问题的出现与解决。高等教育是一个复杂的教育系统，其内在要素的每一次交互均充满着未知与不可预估性，当STEAM教育参与其中时，高等教育系统面临着教育理念、教育模式、教育资源等方面的变革，难免会出现失衡现象，使“STEAM+高等教育”的发展面临诸多挑战。

1.“STEAM+高等教育”理论研究亟待深化

我国对于STEAM教育与高等教育改革的关注度较高，很多学者和相关人士均开展了“STEAM+高等教育”实践研究。一些高校已经配置了STEAM实验室，如西安科技大学电子创新实验室、苏州大学智能实验室及北京师范大学未来学习体验中心等。政府、企业、学校通过多方合作开展STEAM教育项目，如“福特STEM”项目支持南京师范大学建立机器人实验室、覆盖20个省份300所学校的“比特实验室”[12]等。社会各界对STEAM在高等教育中的实践探索热情似乎越来越高。但经调查发现，对于“STEAM+高等教育”的深层理论却鲜有深入研究。

我国开展STEAM教育需要在引进国外理论的基础上进行本土化重构，进而在教学中实践应用[13]。但现实中薄弱的理论基础严重制约了STEAM教育对高等教育发展的促进作用。要想使STEAM教育真正实现与高等教育的深度融合，必须夯实理论基础。对于表面火热、实际忽略“STEAM+高等教育”跨学科、协同创新本质的这种似热实冷现象必须加以警惕[14]。相关研究人员需要将宽广的互联网思维与STEAM教育跨学科的协同创新思维融合，既体现对实践的关切，又实现对理论层次的深度探索。

2.“STEAM+高等教育”实践面临的问题

（1）教学活动浅层化，学生创造性思维提升有限

21世纪前的高等教育蕴含“工业化”模式。改革开放初期，我国需要大量专业人才去完成社会主义工业化建设，高等教育承载着工业化时代的需求。然而现代社会对高等教育的要求有所改变：“流水线”生产已不能满足社会经济发展的要求，培养具有强大生命力、能够因地制宜的中国本土型创新人才成为社会各界对高等教育的新期待。“STEAM+高等教育”实质是基于STEAM教育互相渗透、双重一体化理念[15]，借助STEAM教育整合多学科教学资源，培养具有跨学科能力的人才，推动学生间协同促进作用，重构高等教育的适宜性，促进学生深层次能力培养。

研究发现：STEAM教育在高等教育实践中，还未能深入探索学生深层次能力培养，对学生问题解决能力、跨学科知识综合能力、创新意识、动机激发、批判思维的重视不足，对互联网技术和STEAM实验设备过度依赖并不明智。美国联邦数据库中记录2001年美国学校网络化程度高达99%，2013年美国政府实施“连接计划”，推动互联网和先进信息技术进入课堂，最后对2.1万名学生进行抽样调查，结果显示当前学生读写、计算能力与30年前差别不大[16]。技术只能辅助教学，教学效果实质性提升仍需开展“STEAM+高等教育”，不断培养学生创造性思维、协同发展理念。

（2）人机对话式学习广泛，师生、生生之间关系弱化

开展“STEAM+高等教育”离不开信息技术支持。信息技术为高等教育开启了全通道的教育手段、大规模的学科资源、众多潜在的学生群体。学生能够远距离同老师和同学进行交流，项目开展也可以远程同步进行[17]。但相较于面对面教学，人机对话式学习导致师生、生生之间关系呈弱化趋势。教育之所以充满趣味性与创造性，是因为在师生之间、同学之间能够建立起愉快的学习氛围，能够在融洽的问题解决过程中完成知识内化、创新，从而培养真正具有人文情怀的复合型创新人才。

尽管虚拟网络教学情境最大可能性地还原促进知识建构的真实情境，沉浸式技术的参与也辅助缩小现实与虚拟的距离，但教学过程中虚拟与现实之间的隔阂还是难以彻底消弭。师生之间、学生之间，由于难以真实接触，细腻的感情交流难以及时进行，思维火花不能完全迸发，导致高质量的交互学习及预期教学效果难以全额实现，学生对于STEAM课程的质量感和效能感降低，进一步弱化师生、生生之间关系。“STEAM+高等教育”下的师生关系、生生关系在互联网环境下正经历动态重组，其中表现出的弱化趋势还须予以关注。

（3）资金相对紧张，教学设备有待更新

“STEAM+高等教育”的教学效果必须在长期实践中逐渐展现出来，短期难以看到较大突破，教育的投入和产出受到质疑，资金投入面临风险，资源涌入动力不足，存在资金紧张和设备短缺问题。

首先，STEAM教育实验设备购置费用较大，跨学科创新人才的培养还需要大规模配套项目支持、活动体验式学习机会，需建立满足学习者个性化学习需要的实验室、创客空间等[18]。其次，当前掌握跨学科知识的STEAM教师比较短缺。主管STEAM教育实验项目的老师主要是某一学科教师，往往受限于学科背景，跨学科知识的掌握不够系统和完善，而且培养专业STEAM教师所花费的时间和财力比普通教师更多。最后，为了促进高校STEAM教育发展和推广还需要建立专门的专家团队，定期开展专家交流会和学术研讨会，形成高校STEAM教育智库和联盟。相关部门应给予充分资金支持，保持同社会企业的广泛合作，推进产学研结合，使企业愿意为高校STEAM教育投资，弥补资金短缺问题[19]。

（4）社会认可度低，师生自信心有待提升

作为新兴的教学模式，“STEAM+高等教育”的配套政策还不够完善，缺乏专门制定的法规、条例确保实施，缺少大规模的实践动机去维持，动机难以维持，相应的结构性变革便难以进行[20]。社会对“STEAM+高等教育”难以给予足够的信任感，参与度不高。当社会参与感较低时，相关教师和学生就会产生自我质疑的心理暗示，对“STEAM+高等教育”信任感随之降低。政府教育部门作为高等教育政策制定、推广的参与机构，在很大程度上影响着一种教育模式是否能得到广泛推广。目前“STEAM+高等教育”发展仍缺乏强有力的教育部门推动，这与美国具有专设的STEAM教育支持政府部门互为对比，加上传统教育思维、教学观念对新兴教学方法具有一定的抵制力，间接导致“STEAM+高等教育”难以快速得到认可。

目前我国对STEAM教育的资质认证不够完善，缺乏权威机构评定STEAM教育的教学质量。现今存在的第三方评定机构往往出于某种商业利益考虑，导致评价不够公正。对于高校STEAM教育过程中的项目、实践、课程设置没有系统完善的评价体系，且前瞻性评价机制设计不够深刻，难以起到促进“STEAM+高等教育”发展的作用。评价机制不完善、不公平，致使学生和教师处于比较被动的局面，学习的知识难以得到社会认可[21]，导致师生对“STEAM+高等教育”自信心不足。

四、“STEAM+高等教育”的实施建议

美国前总统奥巴马曾在教育创新运动中提到：学生除了是知识消费者，更是知识创造者[22]。“STEAM+高等教育”亦是如此。让高等教育中的每一位师生、相关部门、社会企业均能够参与到知识创造过程中，是建构“STEAM+高等教育”的必由之路，要从宏观、中观、微观层面采取措施，不断完善“STEAM+高等教育”，具体如图2所示。

图2“STEAM+高等教育”的生态体系

1.制定相关政策，为“STEAM+高等教育”实施提供保障

“STEAM+高等教育”的更好发展必须从政策方面为其提供保障，依据我国高等教育实情采取分阶段实施的策略。政府、高校、相关部门和企业要积极沟通，形成共同支持、积极参与的协同机制。摆脱“STEAM+高等教育”发展偏见，不应将其“学科化”“孤岛化”，认清其内涵为促进跨学科知识融合、创新能力培养、信息迁徙运用能力提高[23]。相关部门应考虑STEAM教育在高等教育应用中对学生认知方式、学习方式、行为方式等方面的影响，为高校开展多学科相关、规模适中、贴近现实的教学活动提供支持。

首先，根据高校学科分布，分领域创设实验室，借鉴美国STEAM教育分级培养理念，架构我国课程体系，完善课程设计。其次，制定专业STEAM教师培养、评价体系，为高校STEAM教育提供具有跨学科知识体系、熟练掌握教育信息技术、综合STEAM项目能力的专业教师，并制定STEAM教育评价机制，形成真正基于项目、活动、大数据分析的客观评价体系[24]，形成“STEAM+高等教育”的长效推动机制。最后，考虑与创客教育相结合，解决真实情景中的实际问题[25]，强化学生在STEAM项目中的创新能力。

2.形成“STEAM+高等教育”联盟，合力引导教育改革发展

联盟能够最大化地实现教学资源共享和教育信息流动。联盟内部具有共同的师生、共同的课程以及公认的学分，提高了STEAM教育的权威性。“STEAM+高等教育”应建立高校之间、校企之间、校企政府之间的联盟。联盟在优势互补、资源共享、共同发展等方面具有很大优势，能最大限度地扩大联盟内部成员利益，建立利益共同体。

首先，确定共同的联盟目标，即推动并促进联盟内部“STEAM+高等教育”的实施与发展。其次，确立准入机制，对于要加的成员进行资质判定，事先明确各成员以何种方式（资金、技术、设备、教学资源）加入联盟，明确成员的权利和义务。再次，在联盟内部关注STEAM教学资源的更新，通过引进师生激励机制、融合社会要素，延长STEAM课程资源的生命周期；建立质量评估体系，确立淘汰机制，可以借鉴我国高校质量评估体系和国际SGS质量管理体系，在参考其理念的同时立足我国“STEAM+高等教育”实践，建立适合我国高等教育现状的质量评估体系。最后，完善服务共享机制，联盟内部应搭建成员信息共建、共享平台，支持成员之间重大研究经费众筹，促进联盟内成员发展。

3.应用信息技术，为“STEAM+高等教育”发展提供技术支撑

信息技术发展对高等教育产生重大影响，在某种程度上主导高等教育实践变革，各种先进学习技术的普遍应用使高校必须重新审视技术对高等教育的独特价值，“STEAM+高等教育”的发展离不开信息技术的支持。根据《2013技术展望》《地平线报告（2017高教版）》《地平线报告（2016高教版）》等提出的支持高等教育及STEAM教育发展的重要技术，结合我国目前信息技术发展概况，总结出能够为“STEAM+高等教育”提供长期支持的重要技术，如表1所示。

表1 促进“STEAM+高等教育”发展的重要技术及可行方式

信息技术的应用传达了高等教育变革信号，“STEAM+高等教育”具有依托学习技术转变教学理念和教学方式的优势，高等教育恰当使用学习技术能够使学习者的学习过程蕴含科学精神和创新精神，提升学生数字素养，培养学生跨学科思维能力和实践能力，助力高等教育的可持续发展。

4.推进“STEAM+高等教育”行动实践，提供典型案例支持

促进“STEAM+高等教育”平稳发展，必须开展其行动实践，在理论和实践的相互充实过程中，完成高等教育质量的螺旋式上升。开展实践活动有利于巩固STEAM理论研究，加深对其内涵的认识和理解，而不仅仅停留在表面或者形式上，通过实践找到STEAM理论与我国教育实际和教育特色的契合点，开发适合我国本土化的STEAM教育理论。同时“STEAM+高等教育”的行动实践也应注意方向和方法，在既有理论的引导下验证或者创新，将实践结果反馈到理论上，形成良性循环。

“STEAM+高等教育”基于STEAM教育理念开展项目活动的同时又具有信息技术的支持，为典型案例的详细记录创造了可能性，提供了有力的环境支持。例如，“STEAM+高等教育”开展的每一次项目活动，均可以借助信息平台将活动过程中所生成的大量活动信息转化为教育大数据，为教学过程提供反馈，并为以后活动的实施提供案例支持。研究者/行动实施者可通过录播教室等设备把活动的具体实施过程录制成直观的视频或者撰写案例手册，采用切片研究等方式对案例深入研究，为“STEAM+高等教育”提供经验。

5.激发多方机构参与，为“STEAM+高等教育”提供持续支持

“STEAM+高等教育”不仅需要政府和高校推动实施，也需要社会多方积极支持。企业作为“STEAM+高等教育”受益方，应该为政府和高校提供资金和实践项目支持。推动企业和高校之间交流合作，鼓励企业同高校签订双方共同关切的合作协议，高校可以是企业的一个研发部门，企业也可以是高校STEAM教育的一个教学实践场所。这是一个共存共赢的发展过程：企业既能培养自己的智库，节省研发投入；高校也能回应企业的需要，适时改进教学目标和教学方法，同时缓解资金和设备短缺问题。

第三方教育机构应加入高校“STEAM+高等教育”实践中。不同于高校，第三方教育机构作为高等教育的补充发展，更加注重职业技能培养。此外，相关部门应加大对“STEAM+高等教育”的宣传力度，让社会公众意识到“STEAM+高等教育”的强大生命力，进而使“STEAM+高等教育”拥有更广泛的社会基础，吸引多方参与，成为推动“STEAM+高等教育”发展的强大动力。“STEAM+高等教育”所蕴含的信息无界性、跨学科属性以及技术的力量支持，会使各方参与者得到所需，以更积极的姿态投入教育建设中。