STEM+A：艺术嵌入的转变价值

2023-11-18 理论教育版权反馈

【摘要】：同时，那些丰富的艺术表现形式也可以帮助学习者更直接和更多元的表达个人观点，进而使STEM+A的价值，在人的能力获得肯定和放大过程中得以实现。艺术创作通常被认为是“发散性思维”发生和发展的主要体现方式。

1.艺术使人脑功能在STEM框架中得以激活。

科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）构成了STEM的原型，从人脑结构和思维方式的分工中可以发现，俗称“数学脑”的左脑侧重于科学思维和理性思维，而被称为“艺术脑”的右脑则主要负责空间能力、洞察力和想象力。所以，当科学、技术、工程和数学组成的STEM框架进行工作时，会产生由于理性思维活跃而使工作强度不大的右脑处于半闲置状态，但如果艺术介入这个过程，会由此带动大脑的整体运转，使人体右脑中的直觉反应和情感表现机能得到发挥，进而产生更具创造力的结果。

根据一项《接受艺术训练学生与一般学生智力水平比较》调查发现，其中艺术类学生的智力成绩显著高于一般学生，而将艺术类学生按不同训练时间进行分组，分别与一般学生比较，结果亦显示，各组训练时间不同的学生，智力水平均高于一般学生，其中艺术训练2.5年以上的学生，智力成绩与一般学生相比，差异更为显著。另外，将艺术训练组根据训练时间长短，分成2.5年以上组和2.5年以下组，进行训练时间与智力水平相关检验，结果亦显示艺术训练时间与智力水平呈显著相关。比较结果说明，接受艺术训练的学生，智力水平比一般学生高；持续接受艺术训练时间长的比持续时间短的智力水平高；艺术训练时间长短与智力水平高低显著相关。由此，在艺术活动中，往往需要对符号的逻辑性和对形象的直觉性的认知操作，这个过程由左右脑共同协调完成，而不含艺术的其他课业活动，更强调合乎逻辑的言语符号性质的联想推论，而缺少直觉猜测、联想、形象描述来表达事物之间的联系，这些是以左脑活动为主，但长期以往，需要凭借形象的、直觉性的以及对还没有现成言语符号作为媒介的认知操作很少得到训练，会由于左右脑协同训练的过程缺乏，而使大脑整体机能水平难以得到更好的发挥。^[19]

马克·盖特雷恩（Mark Getlein）在分析具有创造力的人所具有的特征时，认为敏感、灵活、创见、幽默、自由地表达思想和具有分析与组织技能是这些人的标志^[20]，但艺术家并非是具有这些特征的唯一人群，换言之，各行各业的工作者都能从提高创造力的特征中去发现自己的潜能，所以当艺术嵌入到STEM学科中时，可以帮助学习者从绘画、音乐、雕刻、诗歌、影视等各类内容中开拓自己的艺术素养，调动左右脑协同发展的机能，如维克多·雨果（Victor Hugo）说，“思想是智力的劳作，而幻想是智力的快乐”。艺术的出现，正实现了思想和幻想的结合。同时，那些丰富的艺术表现形式也可以帮助学习者更直接和更多元的表达个人观点，进而使STEM+A的价值，在人的能力获得肯定和放大过程中得以实现。

2、艺术使STEM中的思维构成模式得以完整。

在一般意义的思维方式中，我们可以听到平行思维（Parallel thinking）、纵向思维（Vertical thinking）、横向思维（Lateral thinking）、网状思维（Web thinking）、系统性思维（Systematic thinking）、发散性思维（Divergent thinking）、聚合性思维（Convergent thinking）等。对思维进行分类和认知，是一种帮助学习者选择解决问题方向和方式的重要途径。因为“思维是一种技术，如果知道方法，它可以建立也可以改善”（Edwardde Bono）。所以，当STEM+A框架出现时，我们发现其中由于各个学科所强调的思维方式不同，使得这个系统成为一种多样思维被整合的过程，而充分的发现和发展不同思维的价值，会使学习者得到意想不到的收获。

以“发散性思维”和“聚合性思维”的区别为例，这两个术语是由美国心理学家乔伊·保罗·吉尔福特（Joy Paul Guilford）在1956年首次提出的。其中“发散性思维”是指通过探索多种可能的解决方案来产生创造性想法的思维过程。与之相对的“聚合性思维”则属于专注于一种确定性问题答案的思维类型。艺术创作通常被认为是“发散性思维”发生和发展的主要体现方式。因为“发散性思维”不仅通过听觉、视觉、联想和想象等方式对信息进行收集加工，还可以利用自发和自由的“非线性”方式，在短时间内对问题产生诸多解决方案，从而获得令人意想不到的结果。而“聚合性思维”则“更强调速度、准确性和逻辑性，注重识别熟悉的、重新应用的技术，并积累存储的信息”。^[21]因此，在STEM教育框架中，需要代表创造性思维的艺术（A）与代表“聚合性思维”的其他学科相互补充和交替使用，以此实现整个教学过程的完整。

比如，在确定学习目标时，需要采取“聚合性思维”对指定内容进行确定和分析，在使用“头脑风暴”过程时需要使用“发散性思维”产生可能解决的方案，而最终进行抉择时，则需要回到“聚合性思维”方式上，通过知识、逻辑、概率等标准对分散的想法进行组织和评估。由此可见，同“发散性思维”相比，“聚合性思维”更适合于被用作是人们解决问题的工具，因为当人通过“发散性思维”寻找更多、更快的想法时，速度优先往往会延缓判断；但缺少“聚合性思维”的逻辑推理和科学论证，“发散性思维”的结果在这个程序中也无法得到确认。

因此说，STEM+A的过程，是两种（或多种）思维方式组合的过程，在这个过程中理性与感性，思考与联想，判断与选择，反思与重建，积累与解释沿着一种学习路径交互循环、彼此支撑，最终获得对问题有效的解决方案。

3.艺术技能的补充使学习者在STEM学科中获得更多方法。正如上文所讲，将艺术（A）嵌入STEM的目标之一，是消除创造性思维与科学、数学等传统学科之间的障碍，让学习者通过跨学科学习了解到科学、技术、数学和工程之外由艺术带来的多种感官体验。而当学习者学习一门艺术课程时，对想法和解决方案的艺术表现可以使学习过程成为一种有价值的个性化表达，所以，艺术的嵌入使学习者在整个框架中获得了最大程度上的综合体验。

如表3.4.1中显示，美国国家K-12研究委员会（K-12 National Research Council）通过对科学与工程和艺术相关教学进行比较后发现，很多在艺术方面的常见技能通常没有作为STEM课程中的一部分被明确教授，但在艺术或人文学科的课程中却很常见。

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3.4.1　资料来源：David A.Sousa《From STEM to STEAM:Using Brain-Compatible Strategies to Integrate the Arts》Corwin；2013

因此，当艺术被补充到STEM之中后，学习者可以通过不同学科在教学方式上的特点，为实现各种潜能的激发和培养提供机会，从而成为一个具有全面素养的人，也将在多元化和多机遇的社会文化环境中减少发展的阻力，为职业发展和终身学习提供支撑。

4.艺术使STEM教学框架的未来具有更广阔的空间。

在美国教育部（U.S.Department of Education）与美国研究所合作（American Institutes for Research，简称AIR）发布的《STEM 2026：STEM教育中的创新愿景》（STEM 2026：A Vision for Innovation in STEM Education）报告中说，未来STEM体验需要创新技术支持的灵活且包容的学习空间。而灵活、包容的学习空间是指在组织、装备和获取信息方面为教育者和学习者提供更为灵活的空间，包括传统教室、自然世界、创客空间以及通过虚拟现实手段或基于技术的平台等，用以加强学习者的STEM体验^[22]。

在这里，数字媒体艺术（Digital Media Art）的出现和使用，可以为STEM教学框架在体验空间建设和学习成果展示方面创造更多可能。首先，数字媒体艺术是一种基于科学、数学、技术和工程基础之上的新型艺术形式，它的出现体现了艺术与科学技术的融合；其次，数字媒体艺术并不是指一种具体的风格或者流派，而是随着技术进步、社会发展而不断产生变化的开放的体系，它是在当下出现在我们身边的一门以综合性和跨学科为主要特征的全新艺术形式；再次，数字媒体艺术的展示效果十分丰富，包括三维精准投影（3DMaping）、虚拟现实（Virtual Reality）、增强现实（Augmented reality）、混合现实（Mixed reality）、多点触控（Multi-touch）、人体感应（Human Body Induction）、沉浸式体验（Immersive Experience）、全息投影（Front-projected Holographic Display）、信息可视化（Information visualization）等，而这些形式都体现了“媒介即讯息”（Marshall McLuhan）的理论实践。

以信息可视化（Information visualization）为例，这是一种对抽象数据（数字或非数字数据，如文字、地理位置等）进行整理、归纳、编辑和设计之后的展示效果，它是视觉可视化在数字化应用方面的进步与发展，涉及人机交互、计算机科学、图形学、视觉设计、心理学和管理学等领域，如今已经广泛应用于各类科学研究、数据挖掘、金融数据分析、市场研究等方面。因此，信息可视化也被称为“科学可视化”，而从心理学研究中表明，将思想具体化并在脑海里构成形象，能够激发想象力，所以信息可视化从表现形式上，通过示意地图、分支图、概念映射、树状图、热图、多维标度、列表等内容展示能够将设想化为图形，从中赋予人们更多的想象空间，而它的出现也为STEAM教学框架在过程和结果方面的展示，增加更灵活的功能和更广阔的发展前景。

【注释】

[1]特里·巴莱特.艺术的阐释.长沙：湖南美术出版社，2008.

[3]普罗泰戈拉观点（Protagoras，约B.C.490或480年—B.C.420或410年），希腊哲学家，智者派的主要代表人物。(www.chuimin.cn)

[4]Giorgio Vasari,Lives of the Artists,trans.George Bull,Penguin Classics,1965，15-36.

[5]克莱夫·贝尔.艺术.南京：江苏教育出版社，2005.

[6]Malevich,Kazimir.The Non-Objective World,Chicago:Theobald,1959.

[7]叶秀山.中西智慧的贯通：中国哲学文化论集.南京：江苏人民出版社，2002.

[8]National September 11 Memorial & Museum,Build the Memorial Archived February 23,2009,at the Wayback Machine

[9]马克·盖特雷恩.与艺术相伴，北京：世界图书出版公司，2016.

[10]http://www.visiblethinkingpz.org

[11]Henry Nelson Goodman，Howard Gardner，（1972）Basic Abilities Required for Understanding and Creation in the Arts.

[12]理查德·加纳罗，特尔玛·阿特休勒：艺术：“让人成为人”，北京：北京大学出版社，2007.

[13]张华.论核心素养的内涵》，钟启泉、崔允漷主编《核心素养研究》，华东师范大学出版社，2018.

[14]苏·贝尔兹.如何培养21世纪技能.北京：北京大学出版社，2016.

[15]北京师范大学中国教育创新研究院.21世纪核心素养教育的全球经验，华东师范大学学报（教育科学版），2016年第7期

[16]蔡清田.核心素养在台湾十二年公民基本教育课程改革的角色，钟启泉、崔允漷.核心素养研究，上海：华东师范大学出版社，2018.

[17]Project-Based Learning,Edutopia,March 14,2016

[18]罗伯特·M·卡普拉罗，玛丽·玛格丽特·卡普拉罗，詹姆斯·R·摩根.基于项目的STEM学习.上海：上海科技教育出版社，2016.

[19]包陶迅　叶永锡.接受艺术训练的初中生智力测查研究.杭州大学学报（自然科学版）：1998,25（3）.

[20]马克·盖特雷恩.认识艺术.北京：北京联合出版公司，2016.

[21]Cropley,Arthur.“In Praise of Convergent Thinking”.Creativity Research Journal.2006，18（3）:391-404.

[22]www.air.org

STEM+A：艺术嵌入的转变价值

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