没有艺术的STEM教育：一艘没有帆的船外文翻译资料

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没有艺术的STEM教育：一艘没有帆的船

刘佳宇a，吴朝忠b

（a测试与评估研究中心，国家教育研究院，三峡区三水路2号，新北市237201，台湾；b教育心理学和咨询系/学习科学研究学院，国立台湾师范大学，106号，和平东路，台北162号，台湾）

摘要：STEAM是一种将科学、技术、工程、艺术和数学融为一体的教学方法。然而，艺术在STEAM教育中往往被边缘化、被忽视。我们安排了对台湾的11位STEAM专家的半结构式访谈，了解他们关于艺术元素的看法和影响艺术元素的因素，以及对增强STEAM艺术元素的建议。访谈结果的主题分析证实了我们提出的三个艺术元素（艺术/审美、情境理解和创造力），但稍作了修改。在STEAM活动中加入艺术元素，出现了四类共计十种策略：基本原则（约束、互动）、艺术/审美（艺术/审美学习、意图和意义）、情境理解（反映社会文化背景、以人为本的设计）和创造（少即是多、动手探索、想象、基于游戏/合作的方法）。在我们研究中出现的策略可以帮助研究者和教育工作者开发具有丰富艺术元素的STEAM活动，并且激活对STEM概念的深入讨论。此外，我们确定学习者的情感经历可能会被艺术元素所刺激，因此指导者可以进一步发展他们对STEM内容的兴趣。

关键词：艺术教育 艺术/审美 内涵理解 创造力 STEAM

一．介绍

STEAM（科学、技术、工程、艺术和数学等学科）教育，把艺术学习加入STEM教育，使学习者能够跨过不同学科的界限，整合并同时应用左右脑，产生创造性的想法来解决现实世界的问题并改善这个世界（Daugherty，2013）。经济合作与发展组织（OECD）的政策文件中强调（2020），STEAM教育可以被概括为一种跨学科的教学方法（Guyotte, Sochacka, Costantino, Kellam amp; Walther, 2015）。通过参与STEAM活动，学习者可以了解到科学和技术不仅仅是为了获得知识和技能，而是为了对社会产生真正的影响（Burnard amp; Colucci-Gray, 2020）。

与那些和STEM密切相关的学科相比，艺术学科在STEAM教育中往往扮演着边缘化的角色并被忽视（Clapp amp; Jimenez, 2016; Perignat amp; Katz-Buonincontro, 2019; Yakman, 2012）。在调查了60个以创客为中心的、鼓励学习者使用新的工具和技术进行实践的学习活动后，Clapp amp; Jimenez（2016）发现，艺术学科的存在远不如STEM学科普遍，而且存在STEM-带标签效应和无艺术STEM效应，揭示了艺术实施的有限性。这些结果对加强STEAM教育的核心价值--平衡技术专长和艺术视野，以刺激新一代的创新和多样性是不利的。

艺术学科在STEAM教育中的边缘化作用可能与它的普遍性有关(Colucci-Gray amp; Burnard, 2020; Perignat amp; Katz-Buonincontro, 2019)，从特定的艺术学科(如视觉艺术、戏剧、音乐）到各种艺术概念（如抽象和构成），甚至进一步包括人文方面（如个人表达和意义）（Bush, Cook, Edelen amp; Cox, 2020; Chen amp; Huang, 2020; Herro, Quigley amp; Jacques, 2018）。通过这个广泛的定义，Colucci-Gray和Burnard（2020）表示，艺术和科学之间的关系应该是互补的，因为它们都可以塑造和发展我们体验真实世界的方式。例如在他们的书中，Colucci-grey和Burnard借鉴了后人类主义哲学，通过强调女性主义和科学研究，超越了以人为本观点的局限性。虽然在这场STEAM革命中各个领域都表达了自己的观点（概述见Colucci-Gray amp; Burnard, 2020），但据我们所知，很少有学者研究探讨艺术的具体定义，并制定策略利用实际的STEAM活动来增强艺术元素。

如果我们能够研究更多的STEAM研究者和实践者对艺术定义的想法，确定增强或减少艺术元素的因素，并进一步构建增强STEAM活动中的艺术元素的策略，那么将有更多的成功经验可以被复制。 我们之前的研究（Liu等人，2021年，已接受）将STEAM中的 'A '定义为三个不同的元素：艺术/审美、情境理解和创造力（与这些元素的定义有关的论点将在第1.1节中讨论）。在本研究中，我们采访了11位STEAM专家以确认我们对艺术元素的定义，明确影响艺术元素参与的关键因素，并确定在STEAM活动中加强艺术元素的策略。

1.1. STEAM活动中的艺术元素

许多研究者讨论了STEAM教育中的艺术学科内容（Liu et al., 2021, accepted; Clapp amp; Jimenez, 2016; Perignat amp; Katz-Buonincontro, 2019）。Perignat和Katz-Buonincontro（2019）回顾了2007年至2018年与STEAM学习相关的44篇文章，发现大多数研究将STEAM教育中的 'A '定义为艺术学科（如视觉或表演艺术），有些定义为非STEM学科的整合（如文学艺术或人文学科），有些定义为基于项目或技术的活动的同义词。Clapp amp; Jimenez (2016)采纳了一个更全面的观点，将STEAM中的 'A '定义为学科、美学和创造力。Perignat和Katz-Buonincontro以及Clapp和Jimenez都提到了艺术学科；因此，在我们之前的研究中，它是第一个艺术元素（Liu et al., 2021, accepted）。与Perignat和Katz-Buonincontro的第二个定义相对应，我们的第二个艺术元素是背景理解。最后，我们纳入了创造力，这是Clapp和Jimenez所强调的第三个艺术元素。

对于艺术/美学，指的是艺术学科所涉及的活动，批判性的艺术概念（如抽象），以及对产品感官的吸引。这一要素为物理世界的运作方式开辟了一个新的视角。例如，立体主义的三维形式可能会刺激尼尔斯-玻尔开发原子结构模型的灵感（Clarke，2014）。

对于情境理解，指的是促进对社会文化背景或他人生活状况的思考的活动。情境理解对应的是既重视人性又重视科学的主张（National Research Council, 2013; Snow, 1959）。包括两个子含义：社会文化关注和以人为本的设计（HCD）。关于社会文化关注，Yakman（2012）提出，如果个人反映了社会在过去和现在的价值和方向，传统的STEM学习可以扩展到STEAM学习；例如，当艺术家在他们的艺术作品中展示了他们对社会问题的批评和人道主义关注后，为STEM学科的参与创造了一个起点。相反，HCD指的是通过纳入个人的观点，并明确如何在大系统同时发生变化时支持个人来理解技术（Boy, 2013）。通过参与有关背景理解的活动（例如自我表达、批判和沟通意义），学生可以进一步理解社会文化的动态，更有意义地解释科学数据，并关注当地和社区的问题（Chu, Martin amp; Park, 2019; Gaztambide-Ferna ́ndez, 2013）。

创造力指的是帮助个人创造新颖和合适的作品的活动，也就是提高创造力的教学。虽然有各种形式和概念的创造力，但我们采用了经常被引用的新颖和适当的标准（Runco amp; Jaeger，2012），并与冲突点法一样（例如，Csikszentmihalyi，1988），提出创造力不仅需要认知成分，还需要社会文化元素才能发生。尽管一些STEM学者和实践者也证实了将创造力与STEM教育相结合的重要性（如Kanematsu amp; Barry, 2016），但创造力在STEAM活动中更经常被强调。正如Conradty amp; Bogner（2019）所建议的，将创造力和艺术元素纳入STEAM教学是一个关键的方法，因为它可能会使年轻人更容易接受科学内容。

有人可能会争论我们的艺术元素分类，因为与和艺术学科密切相关的艺术/美学相比，情境理解和创造力似乎很容易与不同的学科相联系。对于情境理解，可以通过介绍古埃及数学与林德数学纸莎草，将其与数学相结合。对于创造力，没有人可以忽视著名的物理学家和数学家牛顿通过整合创造力和科学专业知识而获得的惊人成就。然而，根据最后一个STEAM金字塔中每个领域的具体内容（也可参见Yakman, 2008的第一个版本），将情境理解和创造力归为艺术的关键要素可能更合适，因为前者侧重于人文学科，而后者早已被认为是心理学的一个重要分支。

上面讨论的艺术元素之间的关系也是一个有趣的问题。艺术往往涉及审美学习，包括欣赏、分析和探索广义上的美。相比之下，人文科学，或本研究中的情境理解，侧重于解决反映社会关注的实际问题。我们的研究发现，艺术/审美和情境理解之间没有相关性（刘等人，2021年，接受）。许多研究者也证实了这两者有不同的含义，认为STEAM教育中的 'A '应该包括艺术和人文（Bush等人，2020；Chen amp; Huang，2020；Herro等人，2018）。此外，正如一些研究者所建议的（如Bush等人，2020），一些研究分别讨论了艺术/美学和创造力在STEAM教学中的作用（如Conradty amp; Bogner, 2019），并发现其中没有明显的相关性（Clapp amp; Jimenez, 2016），从而证明它们是不同的艺术元素。因此，我们提出，在STEAM活动中，三个艺术元素：艺术/审美、情境理解和创造力应该是独立的。

1.2. STEAM活动中的艺术元素

大多数研究调查了其STEAM活动对学习者表现的影响（Chung, Lin amp; Lou, 2018; Conradty amp; Bogner, 2019; Herro amp; Quigley, 2017; Ramey, Stevens amp; Uttal, 2020; Ward, Price, Davis amp; Crowther, 2018），而不是参与STEAM活动的艺术元素。然而，艺术/美学、情境理解和创造力等艺术元素仍然出现在他们的作品中。

第一个艺术要素是艺术/审美。它涵盖了广泛的内容，如艺术设计、艺术批评和审美体验。Ward等人（2018）在研究中把艺术设计、艺术批评和科学联系起来，发现在作曲和表演歌曲时，学生采用各种音乐元素（如节奏）作为科学概念的隐喻，并与科学形成个人联系。Ramey等人（2020年）还将艺术设计纳入一系列STEAM活动，如设计乙烯基贴纸或计算机生成的图像人物，并发现学生的空间推理能力可以通过参与这些活动得到促进。

第二个艺术元素是背景理解。Herro amp; Quigley（2017）的研究设计是社会文化关注的一个理想例子。他们要求参与者为居民提出潜在的解决方案，以应对政府官员开发当地河流作为可再生能源的行动。因此，参与者必须考虑社会、经济和历史背景，以及居民对环境的情感来解决这个任务。结果表明，这些指示增加了参与者对STEAM内容的理解。对于HCD方法，Chung等人（2018）让学生为老年人开发助理设备，并研究了这一活动对学生学习成绩的影响。学生必须通过了解和反思老年人的情况来确定他们的潜在需求。最后，他们发现，该活动提高了学生整合STEAM知识的能力和学习效果。

第三个艺术元素是创造力。它出现在Ramey等人（2020）开发的STEAM活动中。例如，在 '太阳能滚筒 '中，学习者可以通过试验和错误来创造不寻常的想法--反复探索如何用太阳能为模型车供电。此外，Ramey等人将游戏和协作纳入活动中，这都是激发创造性思维的好方法。在 '意大利面条结构 '中，学生们作为一个团队，竞相建造最高的意大利面条塔。Conradty amp; Bogner（2019）研究中的活动也有可能培养创造力，因为它提供了丰富的教学，包含了成像、冒险、探索、实验和犯错的概念。他们的课题是鸟类飞行，学生必须画出鸟类的骨骼特征，完成关于化石的卡片问答游戏，并创造出鸟类的各种翅膀形状。在指导之后，学生们的长期知识和内在动机得到了提高。

虽然上述研究在活动中加入了各种艺术元素，但很少有明确定义的艺术元素或探讨可能影响艺术元素参与的基本因素，更不用说提出建议来加强STEAM活动中的艺术元素了。在这种情况下，新手教育者可能很难识别STEAM活动的质量，也很难创造出优秀的STEAM活动，将艺术作为深入学习STEM内容的重点和载体。因此，我们形成了三个研究问题来指导我们的定性探索。对于STEAM研究者来说，艺术元素的定义和它们在STEAM学习中的关系是什么？在STEAM活动中，有哪些因素会提高或降低艺术元素的参与度？我们应该如何更好地加强STEAM活动中的艺术元素的参与？

二．方法

考虑到我们研究的探索性，我们采用了现象学的定性方法，保留了访谈的主题思想，以第一人称视角探索台湾11位STEAM研究者。这种方法专注于一个概念和现象，并寻找其不变的结构或核心的基本含义。当结构或意义的本质出现在意识中时将他们提取出来，也就是说，使不可见的东西变得可见（Creswell, 1997; Laverty, 2003）。通过比较STEAM研究者的叙述，我们发现了他们与STEAM学习相关的观点中的共同点和不同点，然后将这些观点表述为主题。

2.1. 研究背景和参与者

2013年以来，STEAM教育在台湾越来越受到关注和欢迎。STEAM革命引发了创客空间、STEM/STEAM会议、非营利性和营利性组织以及课后项目的蓬勃发展。政府也通过修改K-12课程指南将跨学科教育的理念纳入教育政策。此外，一些高等教育机构已经建立了替代学校，以使在职教师具备STEAM教学能力（例如，清华STEAM学校）。

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