一、認(rèn)知根基：科技與美育的本質(zhì)共生性演講人認(rèn)知根基：科技與美育的本質(zhì)共生性01實(shí)踐路徑：高中科技實(shí)踐中的融合策略02實(shí)踐成效與挑戰(zhàn)：來自一線的觀察與思考03目錄2025高中科技實(shí)踐之科技與美育融合課件作為一名深耕中學(xué)科技教育十年的一線教師，我始終記得2018年帶學(xué)生參加機(jī)器人比賽時(shí)的困惑——孩子們能精準(zhǔn)編寫代碼讓機(jī)械臂完成指定動(dòng)作，卻在設(shè)計(jì)機(jī)器人外觀時(shí)敷衍了事，甚至直言“功能比好看重要”。那時(shí)我意識(shí)到：科技實(shí)踐若只重“技”而輕“美”，培養(yǎng)出的可能是“技術(shù)工匠”而非“創(chuàng)新全人”。2025年，當(dāng)“科技與美育融合”被寫入《新時(shí)代基礎(chǔ)教育強(qiáng)基計(jì)劃》時(shí)，我更確信：這不是簡單的學(xué)科疊加，而是一場(chǎng)關(guān)于“如何培養(yǎng)完整的人”的教育革新。01認(rèn)知根基：科技與美育的本質(zhì)共生性認(rèn)知根基：科技與美育的本質(zhì)共生性要推進(jìn)科技與美育融合，首先需破除“科技重理性、美育重感性”的二元對(duì)立認(rèn)知。從人類文明史看，二者本就是同源共生的雙螺旋。1科技的美學(xué)基因：從公式到造物的審美本質(zhì)古希臘數(shù)學(xué)家畢達(dá)哥拉斯提出“數(shù)即萬物”，其弦琴實(shí)驗(yàn)不僅發(fā)現(xiàn)了音高與弦長的數(shù)學(xué)關(guān)系，更揭示了“和諧比例”這一美學(xué)規(guī)律；牛頓用三棱鏡分解白光時(shí)，不僅完成了光學(xué)突破，更直觀呈現(xiàn)了“光譜色階”的視覺之美；當(dāng)代人工智能生成的分形藝術(shù)，其底層是數(shù)學(xué)迭代公式，卻能創(chuàng)造出比自然更復(fù)雜的對(duì)稱圖案。這些案例都在證明：科技的本質(zhì)是對(duì)“宇宙規(guī)律”的探索，而規(guī)律本身往往符合美學(xué)原則——簡潔性（E=mc2）、對(duì)稱性（晶體結(jié)構(gòu)）、節(jié)奏性（斐波那契數(shù)列在植物中的分布）。我曾帶學(xué)生拆解過一款經(jīng)典的機(jī)械鐘表：齒輪咬合的精準(zhǔn)度（科技）與表盤設(shè)計(jì)的藝術(shù)性（美育）同樣重要。當(dāng)學(xué)生用3D軟件建模時(shí)，有人發(fā)現(xiàn)“齒輪半徑比若符合黃金分割，傳動(dòng)更穩(wěn)定且視覺更協(xié)調(diào)”——這正是科技與美育在微觀層面的自然交融。2美育的科技賦能：從工具到思維的邊界拓展傳統(tǒng)美育常被局限于繪畫、音樂等“藝術(shù)創(chuàng)作”，但科技的介入正在重構(gòu)美育的內(nèi)涵與外延。數(shù)字繪畫軟件（如Procreate）的圖層功能，讓學(xué)生能更自由地嘗試色彩疊加；編程工具（如Processing）的算法繪圖，使“動(dòng)態(tài)藝術(shù)”成為可能；VR技術(shù)的沉浸式體驗(yàn)，讓“空間美學(xué)”教學(xué)從平面走向立體。更關(guān)鍵的是，科技為美育提供了“理性分析”的工具——比如用色彩分析軟件拆解蒙德里安的色塊分布，用聲學(xué)軟件研究建筑空間的混響與音樂表現(xiàn)的關(guān)系。去年我指導(dǎo)學(xué)生做“傳統(tǒng)紋樣數(shù)字化保護(hù)”項(xiàng)目時(shí)，有學(xué)生用Python爬取故宮文物紋樣數(shù)據(jù)，通過聚類分析總結(jié)出“明清龍紋的弧度變化規(guī)律”，再用參數(shù)化設(shè)計(jì)生成新紋樣。這個(gè)過程中，科技不僅是記錄工具，更成為理解傳統(tǒng)美學(xué)規(guī)律的“解碼鑰匙”。3教育目標(biāo)的同頻：培養(yǎng)“審美-創(chuàng)新”雙維能力《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》明確提出“審美感知、藝術(shù)表現(xiàn)、創(chuàng)意實(shí)踐”等美育要求，而科技實(shí)踐的核心目標(biāo)是“問題解決、創(chuàng)新思維、技術(shù)應(yīng)用”。二者的交集在于“創(chuàng)意”——科技實(shí)踐需要通過美學(xué)思維提升創(chuàng)新的人文價(jià)值（比如設(shè)計(jì)更具親和力的智能產(chǎn)品），美育需要通過科技手段拓展創(chuàng)意的實(shí)現(xiàn)可能（比如用3D打印完成復(fù)雜雕塑）。正如教育部《關(guān)于全面加強(qiáng)和改進(jìn)學(xué)校美育工作的意見》所強(qiáng)調(diào)：“科技與美育融合是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、審美能力和社會(huì)責(zé)任感的時(shí)代新人的必然路徑?！?2實(shí)踐路徑：高中科技實(shí)踐中的融合策略實(shí)踐路徑：高中科技實(shí)踐中的融合策略認(rèn)知清晰后，關(guān)鍵是如何將“融合”落地為可操作的教學(xué)活動(dòng)。結(jié)合近三年在我校（省科技教育特色校）的實(shí)踐探索，我總結(jié)出“三階段遞進(jìn)+四維度支撐”的實(shí)施框架。1課程設(shè)計(jì)：從“分科訓(xùn)練”到“項(xiàng)目統(tǒng)整”傳統(tǒng)科技實(shí)踐課程常以“技術(shù)學(xué)習(xí)”為線索（如先學(xué)編程，再學(xué)硬件），而融合美育后需轉(zhuǎn)向“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”，讓科技與美育成為解決同一問題的雙輪。1課程設(shè)計(jì)：從“分科訓(xùn)練”到“項(xiàng)目統(tǒng)整”選題原則：真實(shí)情境中的“美-技”共生問題選題需貼近學(xué)生生活，且天然包含科技與美育的雙重需求。例如：校園景觀優(yōu)化：用傳感器監(jiān)測(cè)光照/人流數(shù)據(jù)（科技），結(jié)合景觀美學(xué)原則設(shè)計(jì)新方案（美育）；傳統(tǒng)工藝創(chuàng)新：用3D掃描復(fù)原破損文物（科技），重新設(shè)計(jì)符合當(dāng)代審美的衍生產(chǎn)品（美育）；智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)：用Arduino制作環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備（科技），通過用戶調(diào)研優(yōu)化外觀與交互界面（美育）。我校2023年“校園智慧書吧”項(xiàng)目便是典型：學(xué)生先用紅外傳感器統(tǒng)計(jì)不同時(shí)段的座位使用情況（科技），再用設(shè)計(jì)軟件模擬書吧的色彩搭配、書架布局（美育），最終方案中“波浪形書架”既符合人體工學(xué)（科技）又具有流動(dòng)美感（美育），還被?？倓?wù)處采納實(shí)施。1課程設(shè)計(jì)：從“分科訓(xùn)練”到“項(xiàng)目統(tǒng)整”活動(dòng)設(shè)計(jì)：“技術(shù)學(xué)習(xí)→美學(xué)分析→融合創(chuàng)作”三階段以“智能花燈設(shè)計(jì)”項(xiàng)目為例：技術(shù)學(xué)習(xí)階段：學(xué)習(xí)LED編程（控制燈光顏色/亮度）、電路焊接（確保安全）；美學(xué)分析階段：研究傳統(tǒng)花燈的造型特征（如宮燈的對(duì)稱性）、色彩搭配（紅金配色的文化寓意）；融合創(chuàng)作階段：用參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件（如Fusion360）生成可調(diào)節(jié)弧度的燈架，編程實(shí)現(xiàn)“漸變色隨音樂律動(dòng)”效果，最終作品需同時(shí)通過“功能測(cè)試”（燈光穩(wěn)定）和“審美評(píng)審”（造型美觀）。這種設(shè)計(jì)讓學(xué)生在每個(gè)環(huán)節(jié)都能感知“科技為美提供支撐，美為科技賦予意義”。2工具應(yīng)用：從“技術(shù)工具”到“創(chuàng)意媒介”科技實(shí)踐中常用的工具（如編程軟件、3D打印機(jī)、傳感器），需被重新定義為“創(chuàng)意表達(dá)的媒介”，而非單純的“技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段”。2工具應(yīng)用：從“技術(shù)工具”到“創(chuàng)意媒介”數(shù)字創(chuàng)作工具：拓展美育的表現(xiàn)形式編程工具（Processing、MicroPython）：可用于生成算法繪畫、動(dòng)態(tài)詩屏，學(xué)生能通過調(diào)整代碼參數(shù)（如循環(huán)次數(shù)、顏色變量）直接觀察美學(xué)效果的變化；013D建模軟件（Tinkercad、Blender）：不僅能制作功能模型，更能讓學(xué)生探索“結(jié)構(gòu)美”（如用拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)更輕更美的支架）；02多媒體軟件（Premiere、Blender動(dòng)畫）：可將科技實(shí)踐過程（如機(jī)器人調(diào)試）剪輯成富有故事性的短片，培養(yǎng)“用科技講好美育故事”的能力。03我曾見過學(xué)生用Arduino控制舵機(jī)制作“會(huì)跳舞的機(jī)械花”：花瓣開合的角度由光照傳感器控制（科技），而花瓣的形狀參考了莫奈《睡蓮》的曲線（美育），最終作品在科技節(jié)上成為“最具藝術(shù)感的科技裝置”。042工具應(yīng)用：從“技術(shù)工具”到“創(chuàng)意媒介”分析工具：深化對(duì)美的理性認(rèn)知色彩分析軟件（如AdobeColor）：可提取自然/藝術(shù)作品的主色調(diào)，幫助學(xué)生理解“為什么某些配色更和諧”；1聲學(xué)分析軟件（如Audacity）：能可視化音樂的音高、節(jié)奏，輔助學(xué)生設(shè)計(jì)“聲音與視覺同步”的互動(dòng)裝置；2人機(jī)工程學(xué)工具（如RULA評(píng)估）：可分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)的舒適度，將“功能美”量化為具體參數(shù)。3這些工具讓美育從“直覺判斷”轉(zhuǎn)向“理性分析+感性表達(dá)”的結(jié)合，學(xué)生反饋：“原來‘好看’背后有這么多科學(xué)道理！”43評(píng)價(jià)體系：從“技術(shù)達(dá)標(biāo)”到“綜合素養(yǎng)”傳統(tǒng)科技實(shí)踐評(píng)價(jià)多關(guān)注“功能實(shí)現(xiàn)”（如程序是否運(yùn)行、裝置是否達(dá)標(biāo)），而融合美育后需構(gòu)建“技術(shù)維度+審美維度+創(chuàng)新維度”的多元評(píng)價(jià)體系。3評(píng)價(jià)體系：從“技術(shù)達(dá)標(biāo)”到“綜合素養(yǎng)”|維度|具體指標(biāo)||------------|--------------------------------------------------------------------------||審美維度|形式美（造型/色彩/比例）、內(nèi)涵美（是否傳遞文化/情感）、創(chuàng)新性（是否突破傳統(tǒng)審美框架）||技術(shù)維度|功能實(shí)現(xiàn)（是否達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)）、技術(shù)難度（是否運(yùn)用新知識(shí)/新方法）、可靠性（穩(wěn)定性/安全性）||創(chuàng)新維度|問題解決的獨(dú)特性（是否提出新方案）、跨學(xué)科融合度（科技與美育的結(jié)合深度）、社會(huì)價(jià)值（是否解決真實(shí)問題）|23413評(píng)價(jià)體系：從“技術(shù)達(dá)標(biāo)”到“綜合素養(yǎng)”評(píng)價(jià)主體多元除教師評(píng)價(jià)外，引入學(xué)生互評(píng)（側(cè)重創(chuàng)意與審美）、行業(yè)專家評(píng)價(jià)（側(cè)重技術(shù)與社會(huì)價(jià)值）、公眾評(píng)價(jià)（側(cè)重情感共鳴）。例如我?？萍脊?jié)的“最佳人氣獎(jiǎng)”，就是由全校師生投票選出“既實(shí)用又美觀”的作品。3評(píng)價(jià)體系：從“技術(shù)達(dá)標(biāo)”到“綜合素養(yǎng)”評(píng)價(jià)反饋閉環(huán)每次項(xiàng)目結(jié)束后，要求學(xué)生提交“反思報(bào)告”，重點(diǎn)分析“科技手段如何影響美學(xué)表達(dá)”“美學(xué)思考如何優(yōu)化技術(shù)方案”。我曾在學(xué)生報(bào)告中讀到：“為了讓機(jī)械臂的動(dòng)作更‘優(yōu)雅’，我們調(diào)整了電機(jī)的加減速參數(shù)——原來技術(shù)細(xì)節(jié)也能影響整體美感?！边@種反思正是融合教育的深層目標(biāo)。03實(shí)踐成效與挑戰(zhàn)：來自一線的觀察與思考實(shí)踐成效與挑戰(zhàn)：來自一線的觀察與思考過去三年，我校在20個(gè)班級(jí)開展了科技與美育融合實(shí)踐，通過問卷調(diào)查、作品分析、學(xué)生訪談等方式，我們看到了顯著變化，也發(fā)現(xiàn)了亟待解決的問題。1可量化的成長：學(xué)生核心素養(yǎng)的提升創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng)2022年?？萍脊?jié)作品中，純技術(shù)導(dǎo)向的作品占比45%，融合美育的作品占比23%；2024年，純技術(shù)導(dǎo)向作品降至21%，融合類作品升至58%，且其中32%的作品被企業(yè)/社區(qū)采納（如智能垃圾分類亭的外觀設(shè)計(jì)被街道采用）。學(xué)生在“上海市青少年科技創(chuàng)新大賽”中，連續(xù)兩年獲得“科技與藝術(shù)融合專項(xiàng)獎(jiǎng)”。1可量化的成長：學(xué)生核心素養(yǎng)的提升審美能力從“直覺”到“專業(yè)”前測(cè)顯示，78%的學(xué)生認(rèn)為“美就是好看”，后測(cè)中92%的學(xué)生能從“形式、內(nèi)涵、創(chuàng)新”三個(gè)維度分析作品的美感；85%的學(xué)生能主動(dòng)將科技手段（如參數(shù)化設(shè)計(jì)）用于美學(xué)創(chuàng)作，而不再局限于傳統(tǒng)繪畫。1可量化的成長：學(xué)生核心素養(yǎng)的提升學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力持續(xù)激發(fā)問卷調(diào)查顯示，91%的學(xué)生表示“融合項(xiàng)目比單純學(xué)技術(shù)更有趣”，83%的學(xué)生因“想做出更美的作品”而主動(dòng)學(xué)習(xí)新技術(shù)（如自學(xué)Blender建模）。一位曾因“編程枯燥”想放棄科技社團(tuán)的學(xué)生說：“現(xiàn)在我覺得寫代碼像調(diào)色，每改一個(gè)參數(shù)都可能讓作品更驚艷。”2待突破的瓶頸：融合實(shí)踐的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)教師跨學(xué)科能力不足當(dāng)前高中教師多為單科背景（科技教師側(cè)重技術(shù)，美術(shù)教師側(cè)重藝術(shù)），能同時(shí)指導(dǎo)“科技+美育”項(xiàng)目的教師不足15%。我校曾嘗試“科技教師+美術(shù)教師”雙導(dǎo)師制，但初期因溝通成本高、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不一致，導(dǎo)致部分項(xiàng)目推進(jìn)緩慢。2待突破的瓶頸：融合實(shí)踐的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)課程資源不均衡城市重點(diǎn)中學(xué)能獲取3D打印機(jī)、VR設(shè)備等高端工具，而農(nóng)村學(xué)?？赡苓B基礎(chǔ)的編程軟件都配備不全。2023年我們與鄉(xiāng)村學(xué)校開展“云結(jié)對(duì)”項(xiàng)目，發(fā)現(xiàn)農(nóng)村學(xué)生對(duì)“用手機(jī)拍攝+PS修圖”融合科技實(shí)踐的興趣極高，但因設(shè)備限制，難以開展更復(fù)雜的數(shù)字創(chuàng)作。2待突破的瓶頸：融合實(shí)踐的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)需進(jìn)一步細(xì)化雖然我們構(gòu)建了多元評(píng)價(jià)體系，但在實(shí)際操作中仍存在“技術(shù)分易量化，審美分易主觀”的問題。例如，某學(xué)生用AI生成的抽象藝術(shù)裝置，部分教師認(rèn)為“缺乏傳統(tǒng)美感”，而學(xué)生則認(rèn)為“這是對(duì)未來科技美學(xué)的探索”——如何平衡“傳統(tǒng)審美”與“創(chuàng)新審美”的評(píng)價(jià)權(quán)重，仍需深入研究。3破局建議：系統(tǒng)推進(jìn)融合教育針對(duì)上述挑戰(zhàn)，結(jié)合教育部《關(guān)于推進(jìn)新時(shí)代中小學(xué)科技教育工作的意見》，我提出三點(diǎn)建議：教師培養(yǎng)：建立“科技+美育”跨學(xué)科教師工作坊，邀請(qǐng)藝術(shù)家、工程師參與培訓(xùn)，開發(fā)《科技與美育融合教學(xué)指南》；資源共享：構(gòu)建區(qū)域科技美育資源平臺(tái)，開放高校/企業(yè)的實(shí)驗(yàn)室、數(shù)字工具庫，推廣“低成本融合方案”（如用手機(jī)傳感器替代專業(yè)設(shè)備）；評(píng)價(jià)創(chuàng)新：開發(fā)“成長檔案袋”評(píng)價(jià)系統(tǒng)，記錄學(xué)生從“技術(shù)實(shí)現(xiàn)”到“美學(xué)思考”的全過程，引入AI輔助評(píng)價(jià)（如用圖像識(shí)別分析作品的色彩分布）。結(jié)語：讓科技有溫度，讓美育有力量3破局建議：系統(tǒng)推進(jìn)融合教育站在2025年的教育現(xiàn)場(chǎng)回望，我更深刻地理解：科技與美育的融合，不是為了培養(yǎng)“科技藝術(shù)家”或“藝術(shù)科技者”，而是為了培養(yǎng)“完整的人”——他們既能用科技解決問題，又能用審美感知世界；既能理性分析規(guī)律，又能感性表達(dá)情感。記得