前言

STEAM教育是什么？

STEAM由5個英語單詞的首字母組成，它們分別是

S—科學（Science）

T—技術（Technology）

E—工程（Engineering）

A—藝術（Arts）

M—數學（Mathematics）

這表示STEAM教育是由科學、技術、工程、藝術、數學多門學科融合而成的綜合性教育，是一種新型的教育理念。

STEAM教育理念提倡對多學科、跨領域知識的融合學習與綜合應用，并注重讓孩子去動手實踐、解決問題；注重對孩子知識體系的構建及與現實世界的連接；注重培養孩子利用跨學科的知識來解決實際問題的能力，并在實踐的過程中指導孩子融合掌握各學科的知識。

STEAM教育有以下6個特點。

1. 統整性（跨學科——培養孩子對知識的統整能力）

STEAM教育整合了科學、技術、工程、藝術和數學學科領域的知識，卻又不僅是這5門學科的簡單組合，它將這些學科有機地融合為一個整體，彼此不可或缺并互相聯系。

跨學科意味著在STEAM教育中，我們不再將重點放在某個特定學科上或過于關注學科與學科之間的界限，而是將目光集中在特定的問題或項目上。STEAM教育強調跨越學科界限，綜合應用多學科知識來提高解決問題的能力。

孩子的大腦就像一塊吸收力很好的海綿，他們每天都會從日常生活和學習玩樂中吸收各種各樣的知識，但在他們可以有邏輯地建立起知識之間的結構關系之前，這些知識都還只是零散的知識碎片，而STEAM教育可以讓孩子統整起這些知識碎片，并通過構建和融合知識之間的聯系，來統整自己的知識結構，進而將這些知識應用在解決問題的過程中。

2. 趣味性（玩中學——讓孩子進入主動學習的良性循環）

STEAM教育強調在玩中學習，將多學科知識融于具有趣味性、挑戰性，并與生活相關的項目中，將教育內容游戲化，將游戲的元素、方法與框架運用在日常的教育場景中，由此激發孩子的學習興趣。項目的完成、問題的解決能給孩子帶來滿滿的成就感，因而孩子能進入學習的良性循環狀態，喜歡學、主動學。

在心理學家看來，大部分孩子的學習問題在于動力不足，所以我們必須針對孩子的心理和生理，通過教育內容游戲化的方式讓孩子對學習產生強烈的喜好。因此，在STEAM教育中，讓學習與游戲相結合是非常必要的。

3. 體驗性（動手做——培養孩子解決實際問題的能力）

培養孩子動手解決真實世界問題的能力和將創意方案執行落地的能力，是我們進行STEAM教育的目的。STEAM教育強調讓孩子動手去做，去運用所學的知識來應對現實世界中的問題，并通過創造、設計、建構、實證、合作來解決問題。

STEAM教育具有很強的體驗性，跨學科主題與生活中有趣、富有挑戰性的情境相結合，會點燃孩子的好奇心與探究欲望，比如可以讓孩子挑戰用木棒或吸管來搭出牢固的橋梁。在這個過程中，孩子不僅可以了解與橋梁相關的物理概念與知識，還能在設計體驗中感到這些知識的實際作用，設身處地地將自己置于工程師這個職業位置上，初步體驗這個職業需要做的各種考量。由此將抽象的物理知識與實際生活連接起來，將生活情境與教學活動相結合，培養孩子面對生活挑戰該具備的能力與態度。

4. 創造性（發散想——培養孩子運用綜合知識的能力）

在STEAM教育中，我們提出的問題與給出的解決方案都是發散性的。不同于傳統教育中的確定性問答，STEAM教育中同一個問題可以有很多種不同的答案，它們沒有對錯，孩子可以在其中找出最優解，而每一個孩子都是不同的個體，所以這個最優解也是每個孩子根據自己的喜好、自身特點、結合審美來得出的。面對沒有確定答案的問題，孩子可以打開想象力，發散自己的思維，充分調動綜合知識進行設計和創造。

在布魯姆的教育目標分類體系中，認知領域教學目標被分為6個層次，由低到高分別為認知、理解、應用、分析、評價和創造。

教育最底層的目標在于認知，其次是理解。這兩點是幾乎適用于任何教育體系的，也是更深層次教育目標的基礎。然后是應用，是將已有的知識應用到不同的情境中。再然后是分析，將不同的想法按一定的邏輯關系展開連接，初步形成跨學科概念。下面是評價，對自己產生的想法和概念進行判斷、選擇、評價、批判等，使最終結果值得信任和推敲。最后，教育最高階的目標是能夠實現創造，能產生原創的、全新的創造性內容。

由此可見，實現真正的創造對于教育而言，是頂層目標，同時也是最難達到的目標，這需要整個教育階段的配合，而讓孩子從小接受STEAM教育可以為將來培養他們的創造能力打下很好的基礎。

5. 實證性（勇敢試——讓孩子在試錯中不停迭代更新）

實證性是科學本質的基本內涵之一。STEAM教育要求基于科學原則來設計方案，而在動手解決問題或進行專項探究的過程中，犯錯與失敗是不可避免卻又彌足珍貴的過程。在一次失敗后，孩子需要進行復盤，反思本次失敗的原因，并以此來修正迭代，更新出新版本的方案，并不斷重復這個過程，直到找到成功的方法。

不停試錯并迭代更新的過程，除了能培養孩子動手體驗、不斷實證的能力，更能有效提高孩子的耐心和抗挫折能力，同時也鍛煉了孩子的獨立思考能力和批判思維。

6. 協作性（入團隊——提高孩子的溝通能力和合作能力）

STEAM教育在學校里通常是以一個項目為主題，在有限的資源和時間中，讓孩子通過組成團隊合作來完成任務。在完成任務的過程中，孩子之間需要大量交流和討論，他們需要共同搜集和分析學習資料，提出和驗證假設，評價學習成果。所以，STEAM教育具有很強的協作性，需要孩子在群體中相互協作、相互幫助、相互啟發，進行群體性知識構建。孩子需要運用協商等人際溝通技巧來進行小組決策，并需要學會尊重和接納與自己不同的想法。STEAM教育的項目體驗可以很好地培養孩子與人溝通、合作的能力，也能為未來孩子步入職場、融入社會打下良好的社交基礎。

兒童時期的STEAM家庭教育

孩子對世界的理解，對科學的探索，最初大多是從家里開始的。客廳里，按下開關就會亮起的漂亮吊燈；廚房內，從面粉到面團再到飄出香氣的小餅干；陽臺上，迎著陽光肆意生長的花花草草；浴室中，滴入沐浴球就能揉搓出無數泡泡的沐浴露等。這些日常生活中我們成年人早已習以為常的生活點滴，對孩子來說卻可以成為一個探究和學習的機會。孩子腦海中一個又一個的“為什么”，等待著我們鼓勵他們去探索、去推理、去理解。

家長要如何向孩子解釋他們腦海中的問題呢？除了通過查找答案直接告訴孩子，家長還可以通過簡單的STEAM小實驗來講解一些聽起來頗為復雜的原理，并和孩子一起思考、討論這些問題，一個良好的家庭教育氛圍由此開始。

家長和老師在進行STEAM教育的過程中更多的是扮演引導者的角色，讓孩子自己去想象和發揮，不用擔心犯錯，失敗的經驗對于孩子來說同樣寶貴。這個過程會讓孩子自己構建知識和技能，培養知識的綜合運用能力。我們要善于激發孩子調查和研究的心態，給他們機會去探索他們感興趣的事物，鼓勵孩子對世界的好奇心，并讓孩子盡可能長時間地保持好奇心的火花。

STEAM教育的形式非常多樣，本書撰寫的目的就在于讓更多的孩子在家中就可以體驗STEAM實驗。我們可以在家中利用日常生活中常用的材料來做STEAM實驗，比如小木棒、橡皮筋、畫筆、紙板、樂高積木甚至廚房里的食材等，一些廢品如空牛奶盒、紙巾盒、礦泉水瓶等也可以被利用起來。在我們的日常生活中，也有很多可以進行STEAM教育的機會，比如讓孩子參與一次蛋糕的制作，和孩子一起種下一株植物，甚至和孩子完成一項簡單的家務。每一個STEAM實驗都是對某個現實世界問題的探究過程，也是對孩子的一個小挑戰，孩子可以在實驗中更好地理解科學知識。在這個過程中，孩子與父母的關系、與小伙伴的友誼也得到了進一步升華。

除了在生活場景中為孩子創造平臺外，更重要的是，要多為孩子提供動手的機會，讓他們有自由發揮的空間，讓他們去大膽創造，讓他們將頭腦里各種天馬行空的創意通過不斷的試錯和實踐落到現實中，將無形的創意實物化。把創意轉化為現實也是適應未來社會發展的一項很重要也很必要的能力，我們把擁有這種能力的人稱為“創客”。“創客”一詞源于英語單詞“Maker”，是指出于興趣與愛好，努力把各種創意轉變為現實的人。創客的特質是創新、實踐與分享，他們善于發現問題，并努力找到改進的方法，從而不斷創造出新的需求。未來，我們的世界也將越來越需要這些能夠識別問題，落實和創造新方案并能不斷改進方案的“創客”。希望通過“玩”本書的這80個STEAM小實驗，孩子們都能變身一名“小創客”，希望未來我們的孩子能用他們的知識和能力創造更美好的世界！