一种称为STEAM的新教学方式正在打破科学，技术，工程，艺术和数学之间的障碍。

盯着页面上的数字行或公式行可能对许多在学校学习数学或科学的孩子而言是不受欢迎的。但是，音乐，绘画甚至身体的动作都为年轻人提供了一种很有前途的新方法，可以教授复杂的课程。

起初，小提琴琴弦的声音或鼓的拍子似乎与物理学，分数或角度无关。确实，传统上像音乐这样的科学和艺术科目在教育中被完全分开对待。

但是研究人员认为，打破科学与艺术之间的任意障碍可以帮助学生更轻松地掌握棘手的概念。它引领了一种新的教学方式，旨在将科学，技术，工程，艺术和数学结合在一起，统称为STEAM。

希腊雅典市雅典娜研究中心语言和语音处理研究所的Vassilis Katsouros博士说：“我们正在努力使教育界了解这种STEAM学习方法。”该项目的协调人是iMuSciCA。“当您将艺术和STEM学科的人们召集在一起时，他们可以一起工作，以产生非常有创意的想法。”

这种跨学科的合作在大学和行业中越来越普遍，通常导致技术，科学和艺术方面的令人振奋的新发展。Katsouros博士和他的同事希望在更早的阶段介绍这种思维方式。

波动理论

该iMuSciCA项目用音乐教中学的孩子大约像波浪理论物理学数学艰深的概念和公式。学生可以在计算机上设计虚拟乐器，他们可以在其中更改其物理属性，以了解其如何影响其产生的声音。

Katsouros博士解释说：“如果他们改变了弦的金属，那么弦的振动方式和产生的声音波形就会不同。”“学生可以看到材料的密度如何影响声音，并看到它产生的声波。它可以帮助他们理解频率和幅度等概念。”

该团队创建了一个在线“工作台”，教师可以将作为iMuSciCA一部分开发的技术和工具纳入他们的课程。通过在线工具，学生可以使用iMuSciCA程序创建弦乐器或打击乐器。

通过演示改变表面的形状或方向如何改变声音反射的方式，该技术还可以使学生学习其他更高级的概念，例如几何和对称性。它还可以提供有关随机性和周期性的见解。

鼓励学生们团队合作创作自己的音乐，甚至借助3D打印来创建他们在线设计的乐器的物理版本。在一次试点活动中，学生们组成了一个乐队一起表演。

Katsouros博士说：“目前这些只是管乐器，因为用塑料进行3D打印要比用金属等材料便宜和容易。”

到目前为止，iMuSciCA已在希腊，法国和比利时的10所学校进行了试点，涉及300多名15-16岁的学生。60名教师还参加了研讨会，以学习如何将音乐工具融入他们的课程。

RobotAngle旨在通过移动手臂帮助儿童理解急性，钝角和直角。图片来源：地平线：《研究与创新》杂志

动机

Katsouros博士说：“我们仍在评估和分析它所产生的影响。”“但是我们已经看到学生的动力大大增加了。这个年龄的学生对音乐非常熟悉和感兴趣，因此似乎与他们联系在一起。”

但是音乐不仅提供了向青少年传授科学和数学知识的新方法。研究人员一直将它与身体动作，拍手和触摸物体相结合，以开发新的教学方式来教小孩子。

热那亚理工学院(Istituto Italiano di Tecnologia)的神经科学家Monica Gori博士说：“视觉信息并不总是传达几何或算术等事物的最佳方式。”WeDraw项目的协调员。

她的团队一直在创造一系列的技术来鼓励8岁以下的儿童与身体形成角度或玩声音。

一款名为RobotAngle的游戏使用运动感应摄像头来检测学生何时将手臂伸到头顶上方以形成角度。每个角度都与小提琴中的音符相似，音调较高，锐角使用低音调，钝角使用低音调。

该系统允许儿童张开双臂以改变分子，而腿则改变分母，从而创建分数。拍手还被用来及时触发鼓点，并在屏幕上移动一个点，再次通过节奏来帮助孩子们学习分数。

另一个名为笛卡尔花园的游戏允许儿童通过在房间里到处走动来收集物体，从而在虚拟环境中绘制形状。第三种叫做“空间形状”(Spaceshape)，通过鼓励儿童画画并在触摸屏上移动，来教给他们有关三维形状的知识。

测验

WeDraw团队在，爱尔兰和英国的小学进行了初步测试，结果发现200多个孩子在10个不同的班级尝试了游戏。在每个课程中，有一半的班级在一周内每天使用多感官游戏15分钟，作为课程的一部分，另一半则使用简化版的游戏进行教学，该游戏使用了传统的视觉技术。

戈里博士说：“我们看到大多数孩子的情况有所改善。”“例如，对于Spaceshape游戏，我们了解了形状和3-D运动。”

但是，某些改善似乎仅在特定年龄段才明显。例如，团队只看到了对7岁儿童对分数和形状的理解的改善。

戈里博士说：“这是他们应该开始理解这些概念的年龄，因此对潜在利益更加敏感。”

该小组还一直在开发多感官技术，以便患有阅读障碍或视力障碍的学生可以使用它们。例如，使用与声音相关的身体动作确实可以帮助盲童理解角度。

Gori博士补充说，他们希望将来能将音乐和身体动作进一步结合起来，以舞蹈作为教学工具。

她说：“到目前为止，我们一直在使用手臂动作，拍手和声音，但是将来使用舞蹈会很好。”