宋穎佳　蔣曉

摘要：研究STEAM教育理念指導下的兒童教育玩具設計的現(xiàn)狀與未來的發(fā)展趨勢，促進我國STEAM教育理念的深入發(fā)展、STEAM教育生態(tài)建設。從STEAM跨學科的理念和創(chuàng)新力培養(yǎng)的目標出發(fā)，對市場上的STEAM教育玩具設計現(xiàn)狀進行分析，在信息技術高速發(fā)展的背景下，探究我國STEAM教育下的教育玩具設計的趨勢，設置難度分級以適應能力的增長、學科緊密融合達到綜合能力培養(yǎng)、給予更多創(chuàng)造力發(fā)揮的空間，注重創(chuàng)新思維及創(chuàng)意表達是STEAM教育玩具設計發(fā)展的重要趨勢。該結果為STEAM理念的實踐應用提供理論依據(jù)及參考。

關鍵詞：STEAM理念 兒童教育玩具 創(chuàng)造力培養(yǎng)

中圖分類號：TB47

文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2020）01-0134-03

引言

為適應知識經濟下信息爆炸，高速變化的世界，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才以應對綜合復雜問題的解決，教育界發(fā)生變革，STEAM跨學科的教育理念得到了廣泛的認可和支持，我國在十三五規(guī)劃中的教育信息化的未來五年規(guī)劃中，已然明確指出探索跨學科領域教育、創(chuàng)客教育等新教育模式的應用實踐，STEAM教育正在進行網絡化的搭建，從幼兒、小學、中學到創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，從課堂教育到非正式的博物館，社區(qū)，家庭環(huán)境下的教育，STEAM理念也逐漸滲透到兒童玩教具的設計中。

隨著80，90后逐漸成為家長，他們受教育的程度有所提升，新生家長對兒童的素質教育越來越重視，促使家長增加對STEAM玩教具產品的投入，家長對教育投入的承受能力更高，對教育投入意愿更強。STEAM玩教具讓兒童在動手操作的體驗過程中，激發(fā)兒童主動探索的求知欲，學習跨學科的知識技能，給予發(fā)揮創(chuàng)造力的空間，促進學生運用綜合的學科素養(yǎng)創(chuàng)造性解決問題能力的培養(yǎng)，為面對以后快速變化的復雜社會做準備。

一、STEAM理論解讀

“STEAM”一詞緣起于“STEM”教育，指的是與科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學（Mathematics）學科相關的教育，而后加入了藝術（Art），將相關的課程進行有機交叉融合，相互協(xié)調作用，形成一個知識體系，并將其應用于實際的問題解決之中?？茖W幫助我們認識世界和解釋自然世界的規(guī)律，技術和工程幫助人們在尊重規(guī)律的基礎上合理運用規(guī)律改造世界，數(shù)學作為發(fā)展科學，技術，工程的分析工具，藝術為人們提供了多重的，包容的視角看待世界，幫助對不同學科、社會發(fā)展的理解。

STEAM教育旨在不孤立地看待學科領域，而是看到學科間的關聯(lián)，理解不同學科如何相互促進，相互影響，更深刻、全面的看待問題，將知識與實際生活問題的解決聯(lián)系起來。STEAM教育是培養(yǎng)孩子的綜合運用學科知識、創(chuàng)造性解決問題的能力。

（一）學科融合內容

傳統(tǒng)的教學模式偏重對學科知識的教授，知識點較為孤立，抽象，STEAM教育是面向過程的，是對綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)，是知識、概念的理解運用，能力、思維方式、價值觀的培養(yǎng)。在動手體驗中認識，理解，運用知識，將抽象的知識立體化，還原到生活情境中，從眼手腦協(xié)調的感官經驗中獲得。在過程中學習知識、培養(yǎng)學習學科知識所需的能力，比如數(shù)學中的邏輯思維能力對工程知識學習的促進，藝術中的工具使用能力對科學實驗，技術知識學習的促進。

（二）學科融合途徑1.基于問題的學習模式如何將學科進行緊密整合，要關注學科間的聯(lián)系。基于問題的

學習模式或基于大概念展開的問題解決是有效進行學科模式整合的途徑。問題是跨學科知識融合的交叉點與連結點，在生活情境下的問題通常是綜合性的，有一定的復雜性，從未知，模糊到了解透徹的過程，需要觀察，收集，整理，分析，模擬，假設等多個階段，通過問題的探究、解決習得掌握問題背后隱藏的知識和解決問題所需的知識、技能，并將所學應用到其他情境。大概念是指不同學科中的核心概念，是事實現(xiàn)象基礎上抽象出來的核心的、可遷移的概念，但在不同的學科背景下的定義或應用方式不同，應用跨學科的大概念能讓學習者思考同一概念的不同側面，更全面，深刻地理解概念，靈活地應用知識。

2.基于項目的學習模式

基于項目的學習是以作品制作作為特征，作品制作貫穿整個體驗過程，作為跨學科的連結點。將自己的創(chuàng)意想法通過動手實踐實現(xiàn)，在其中，自主發(fā)現(xiàn)問題，運用綜合的知識，技能完成項目的制作。這種方式突顯學習者的價值意義創(chuàng)造，從適應和改善社會的角度，思考項目的價值意義。

（三）以學習者為中心

以“學習者為中心”的理念強調了學生的主體地位，從以往的知識傳授到主動的建構對信息的理解，學習者以過往累計的經驗為依據(jù)對信息進行歸納吸收，形成新的知識網絡，是一種內部驅動下的行為，也可以通過外部因素來刺激，采用設定情境來激發(fā)學生的學習興趣和主動探索精神，使他們處于主動探索、自發(fā)思考、積極建構意義的認知主體地位。以學生為主體地位就不能忽視學生個體的主觀能動性，個性，多樣性，行為的復雜性和不穩(wěn)定，這需要外界合理的引導。

（四）創(chuàng)造力培養(yǎng)

從“STEM”到STEAM的轉變，目標從培養(yǎng)綜合學科素養(yǎng)解決問題到創(chuàng)造性的解決問題，明確了創(chuàng)造力培養(yǎng)的目標。創(chuàng)造力是文明持續(xù)發(fā)展的重要因素，創(chuàng)新能力也是人才培養(yǎng)的重要能力。創(chuàng)造力存在“用進廢退”的情況，要持續(xù)的保持創(chuàng)造力，需要個體不間斷的終身學習，兒童時期的早期教育對創(chuàng)造力培養(yǎng)的意義重大，影響深遠。

創(chuàng)造力是指根據(jù)一定的目的，運用一切已知信息，涌現(xiàn)出某種新穎、獨特、有社會意義或個人價值的新的特征的能力，STEAM理念中，創(chuàng)造力的形成是在利用綜合學科知識的基礎上進行問題的解決或項目的制作。利用綜合學科學科整合下的打破原有知識結構，整合多樣化知識經驗，將知識進行遷移應用到更大的范圍等訓練能夠促進創(chuàng)造力的培養(yǎng)，STEAM教育里創(chuàng)造力表現(xiàn)在解決問題的多種途徑和創(chuàng)造性的自我表達，在分析，整理信息的歸納思維上，與發(fā)散思維結合，尋找更多問題解決的可能性;創(chuàng)造力包括創(chuàng)造性思維還有創(chuàng)意實現(xiàn)的能力，將創(chuàng)意通過某種途徑以表現(xiàn)、傳達出來。

二、STEAM兒童教育玩具設計現(xiàn)狀

市場數(shù)據(jù)分析機構NPD預測到2019年，STEAM教育和受STEAM理念啟發(fā)的玩具市場價值將到達幾百億的水平，這一領域的價值已經占有較高的玩具市場銷售總額，市場上，STEAM教育玩具呈現(xiàn)激增的趨勢。隨著STEAM理念對教育改革的影響深入，物聯(lián)網等技術的發(fā)展，市場價值還會持續(xù)提升。

（一）正式教育下的STEAM教育玩具

在正式教育的課堂環(huán)境下，STEAM教育的實施有教師的引導，課堂模式的設計和同伴間的合作交流，教育產品需要持續(xù)支持融入多樣化的主題，根據(jù)教學目標給予進行實驗、模擬測試、活動展開、設計制作的材料。主流的機器人搭建，樂高拼搭，和Sony的koov等產品都是以最小單位量的模塊進行任意拼搭，如圖1所示，結合一些關鍵機械部件完成物理動作，以圖形化的編程軟件和不同的傳感電子模塊來對作品進行控制和功能的實現(xiàn)。

技術以一種外化的，裸露的，簡單易懂的方式讓學生理解技術是如何改造周圍世界的。一般有三個階段以適應不同問題，項目的展開，第一階段按照一定原則進行搭建，第二階段使用搭建好的作品完成相應的任務，通過自主創(chuàng)造的作品達到解決問題的目標，測試結果，第三階段自由設置任務，自由探索，讓兒童在一定基礎上進行更多的想象并實現(xiàn)。

正式教育下的STEAM教育產品需要良好的課程設計，教師在進行問題，情境設定時，需要考慮在此問題下，兒童可能會接觸到的知識，引入知識點，并引導他們挖掘與之相關的問題。積木式的模塊拼搭給予了兒童發(fā)揮想象，實現(xiàn)創(chuàng)意的便捷途徑，在制作的過程中，了解工程，技術，培養(yǎng)藝術審美，在傳統(tǒng)的積木拼搭上拓展了更多可能性。

（二）非正式教育下的STEAM教育玩具

在課堂之外，培訓機構，家庭教育環(huán)境里，STEAM教育玩具豐富了正式教育，更側重兒童興趣導向的選擇，滿足個性化的興趣與需求，激發(fā)兒童的興趣或階段性的能力培養(yǎng)，對正式教育作為補充和階段支持。這類產品的主題性更鮮明，學科特征較為突出，圍繞一兩種主要學科的內容展開動手實踐，在過程中培養(yǎng)綜合能力，由于缺乏老師的指導，所以產品本身具有一定的引導性，設定基本情境，問題的提出、發(fā)散，在過程中促進參與，允許家長或玩伴的共同參與。

比如圖2的thinkfun的鐳射迷宮，將物理的光的反射的知識融入到棋盤中，通過激光發(fā)射的技術來進行對抗，在每次對抗中鍛煉對象模式的識別能力，邏輯思維，觀察能力，專注力。這個產品將不同學科素養(yǎng)有效融合，設定清晰的目標，讓兒童面對多變的情況，利用知識原理，發(fā)揮想象，完成每次的進攻與防守，這是其創(chuàng)造力發(fā)揮的體現(xiàn)，將光反射的效果通過激光直接顯現(xiàn)，激發(fā)兒童的興趣，產生好奇，兒童能對知識是否應用得當有明確的判斷并進行修正，讓兒童不斷嘗試、探索，對知識應用的條件，作用效果都有直接的體驗。

對目前市場上出現(xiàn)的STEAM教育玩具進行調研，從設計的角度發(fā)現(xiàn)需要把握幾點：

（一）將抽象的知識外化讓兒童得以感知

傳統(tǒng)的教授方式讓知識停留在書本上，較為抽象，孤立，與生活的聯(lián)系較遠，使兒童理解起來較為費勁，難以將知識與生活聯(lián)系起來應用到實際，學科較為孤立，理解不深刻。兒童對世界的理解不依賴于學科知識，是在感官體驗、探索中融合，兒童STEAM教育玩具將晦澀抽象的知識以一種顯現(xiàn)的，可感知，可控制，有趣的方式體現(xiàn)出來，從感官獲得的體驗來增強認知，加深知識的記憶，提高知識識別效率。利用知識、規(guī)則進行動手操作，在預期與動手操作的試驗中、創(chuàng)造中達到對知識的應用，操作結果對兒童有直接的反饋，讓兒童獲得成就感，從技術角度看，聲光電、傳感器的反饋都增強了兒童的成就感，可控感。

（二）產品的設計要符合兒童年齡階段的特征

兒童處在成長的階段，還未發(fā)育完全，在身體、心理、認知方面都有其特征，不同的年齡段之間有差別，在設計時，目標兒童的特征是考慮的重要因素之一。將知識融入到教育玩具時，需要考慮是否是兒童能通過感知理解的，操作的過程是否是他們現(xiàn)有的能力能達到的，比如手部力量、精細操作程度，情境的設定是否與他們的生活貼近。在兒童的能力與應對的挑戰(zhàn)處于一種平衡波動的時候，兒童能夠全身心地投入其中，有動力持續(xù)與玩具進行互動，不斷探索，從而達到能力培養(yǎng)的目的，難度較大或者過于簡單都容易失去對孩子的吸引力。

（三）把握教育性與娛樂性的平衡

教育玩具需要同時具備教育性和娛樂性兩種特性，發(fā)揮玩具的教育性是教育玩具設計的目的，兒童在玩耍、游戲的過程，達到一些目標，認識、利用事物的規(guī)律，獲得積極的情感體驗。而玩耍是兒童的天性，是認識周圍世界的獨特途徑，在自然環(huán)境下，兒童也能利用自然產物進行玩耍，而教育玩具能引導兒童玩耍，逐步與社會融合，獲得更好的游戲體驗，得到思維、能力的鍛煉。著名教育家蘇霍姆林斯基說“任何一種教育現(xiàn)象，孩子們越少感到教育者意圖，他的教學效果也就越大”。在設計兒童玩耍的體驗時，不要顯露出明顯的教學意圖，讓兒童在利用知識玩耍的過程中得到快樂。

三、STEAM教育玩具設計趨勢

（一）適應能力的增長，難度分級

STEAM教育玩具在情境，問題的設計下，隱藏著學科知識點，外化了知識作用的特征，讓兒童在最初產生好奇，逐步認識、理解、利用知識并進行創(chuàng)造，在動手實踐的過程中，熟悉規(guī)則，適應規(guī)則。對知識的應用，能力的培養(yǎng)需要進行一定階段的訓練以深刻，全面的理解知識，形成能力，所以需要融入結構化的知識，設置有一定復雜度的問題，可以在過程中分解任務，不斷增加難度，提升挑戰(zhàn)，從簡單逐漸復雜，設置多種情形，讓兒童在不同的情況下進行知識的遷移應用，靈活地應用規(guī)則，用新的知識解決新問題，所以，產品呈現(xiàn)難度分級是一個趨勢。

家長們希望兒童在玩耍中能獲得知識，能力的增長，通過顯性的方式看出兒童的變化，難度分級是一種方式，從兒童達到的游戲目標看出變化。

（二）學科緊密融合，綜合能力培養(yǎng)

STEAM教育理念融入的玩具設計還處于蓬勃發(fā)展的階段，學科融合是其重要特征，讓兒童了解社會生活中的問題的復雜性，利用跨學科的知識解決問題，提高綜合能力。面向家庭環(huán)境下的STEAM教育玩具主要呈現(xiàn)兩三種學科的顯性特征，屬于知識融入，情境設定的階段，動手實踐的過程會運用其他學科的思維、能力。在今后的設計中，將學科進行融合時，需要將他們放在平等的地位上，有機地結合，而不是為了融合而生硬地插入某種學科，需要有意義的融合，各學科的內容相互作用，在探索的過程呈現(xiàn)一定的因果關系。并且，80后的新生家長相比應試教育，越來越重視素質教育的培養(yǎng)，學科有效融合，綜合能力的培養(yǎng)是STEAM教育玩具設計的趨勢之一。

（三）更多創(chuàng)造力發(fā)揮的空間，注重創(chuàng)新思維及創(chuàng)意表達

STEAM教育理念的重要目標是創(chuàng)造力的培養(yǎng)，創(chuàng)意的思考，產生過程經歷想象、創(chuàng)造、制作、反思、再想象的螺旋上升階段，想象包括事物的聯(lián)想，事物與事物之間的聯(lián)系，對未發(fā)生事情結果的預判，以及空間想象力，在STEAM教育中想象體現(xiàn)在知識的遷移運用，問題解決辦法的發(fā)散思維，實驗測試的結果假設、預想，空間推理等方面。創(chuàng)造力包含創(chuàng)意思維還包括將創(chuàng)意實現(xiàn)的能力，STEAM教育里創(chuàng)造力表現(xiàn)在解決問題的多種途徑和通過動手實踐的創(chuàng)造性自我表達，在產品的設計中，可以引導兒童進行問題的發(fā)散，嘗試更多問題的解決路徑，給予兒童充分發(fā)揮想象的空間，并提供便于兒童自我表達的方式。目前的STEAM教育玩具很多停留在按照一定方式進行搭建，應當更多地挖掘兒童想象的空間，在事實的基礎上進行有意義的想象，而可視化編程，電子元件，3D打印等技術降低了兒童進行操作的門檻，相較于傳統(tǒng)的益智玩具，增強了互動的多樣可能性。

結論

STEAM理念下的兒童教育玩具的主要特征是讓兒童通過動手實踐，主動探索的過程，利用綜合的學科素養(yǎng)，創(chuàng)造性的解決問題。STEAM理念讓兒童用綜合的角度對待問題，看到學科間的聯(lián)系，通過動手實踐的過程加深對知識的理解與應用，讓兒童進行有意義的想象與創(chuàng)造，達到綜合學科素養(yǎng)和創(chuàng)造力培養(yǎng)的目的。文章綜合STEAM跨學科的理念和學科融合的內容及途徑，分析STEAM理念在兒童教育玩具設計中的應用策略及趨勢，讓兒童在游戲的過程得到能力的培養(yǎng)。

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