STEM教育現存問題與對策研究

于大海

STEM是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數學（Mathematics）四門學科的簡稱，強調多學科的交叉融合。STEM教育并不是科學、技術、工程和數學教育的簡單疊加，而是把零碎知識變成相互聯系的統一整體，倡導由問題解決驅動的跨學科理科教育，旨在培養學生的科學素養、技術素養、工程素養和數學素養。STEM教育包括了K-12階段、大學階段以及研究生階段的教育，它彰顯了一種學習文化，一種偏向工科思維的學習系統，一種趨于能力和智慧疊加的行動學習。

STEAM教育作為一種培養未來綜合性人才的教育模式和教育趨勢，對于促進教育教學改革具有重要意義。目前，在國際上逐漸掀起一股STEAM教育熱潮，我國也有學校自小學階段就重視對科學的“體驗”，強調在科技領域“做中學”，強調創新能力在“體驗”中的提升。

然而在中國大部分學校與國外的教育方式、教育文化不統一，在開展STEAM教育時存在各種實施上的問題。

一、存在問題

1.缺乏可行的實施方案

我國教育面臨著完成產業轉型、提高國際競爭力的巨大挑戰。目前，致力于培養實用型、創新型人才的STEAM教育處于發展初期階段，缺少具體的執行方案，多數成果停留在理論層面；同時，在STEAM教育推進過程中，存在“孤立化”和“學科化”傾向，即將STEAM視為動手課、操作課、實踐課等。實際上，STEAM在理論層面講它是一種方法論，STEAM教育的踐行融合多個學科，需要多維度的頂層設計、建立教育改革生態圈；需要轉變人才培養模式和方法，提高創新思維能力，整合科技創新力；需要利用信息技術推進“眾創空間”建設，探索創客教育等新教育模式、新創作理念，使學習者具有較強的信息意識與創新意識，以信息技術與教育全面融合作為改革的切入點和突破口；需要加強STEAM教育師資培養，轉變人才培養模式，以專業建設為基點、提高學生的綜合素養和實踐動手能力，為國家提供教育創新人才儲備；需要校企合作開設實驗室、創辦項目，將資源以學生為中心進行重組整合，打造軟硬件平臺等。

2.缺少融合的教育資源

要實現學習方式的根本轉變，需要建立提供學習質量的條件保障，核心是資源建設。但在我國基礎教育課程體系中，課程之間一直缺乏整合性和現實性，使得學生習得的知識處于高度碎片化獨立化的狀態；當下的STEAM教育缺乏與具體學科的融合，既有的課程資源零散且不規范，分學科的設計思路仍較多地局限于各自領域范圍，難以形成科學、完善的課程資源體系。STEAM教育如何將信息技術、通用技術和其它學科課程對接融合，執行起來難度較大；同時STEAM課程發展緩慢，既有的課程仍以知識為核心，課程整合理念的接受度不高，整體理念亟待加強。因此，STEAM資源建設應采用多元化的建設方式及智能化的建設技術，以問題為中心，從科學情境、工業情境及生活情境出發，開發多種類課程，并輔以3D技術、機器人、電子課本等教學材料；同時和拓展型課程、研究型課程對接，將企業的資源和STEAM學校教育資源有機結合，多角度開展創新創造，為不同學習風格的學習者提不同的學習資源。

3.專業師資及培養機制匱乏

STEAM教育的核心是培養創新能力的綜合性人才，但目前我國的學校教育基本是按照學科分類、以學科為獨立的知識體系，種以知識獲取為核心的分科式科技教育模式，為我國培養了大量知識面廣、基礎扎實的人才，但不利于創新型人才的培養，致使適應國家創新形勢、具有教育創新理念、教學應用豐富多樣的STEAM教育人才稀缺。此外，STEAM課程講授難度較大，需要教師有較強的學科知識儲備，具備較高的創新、實踐能力、人文藝術素養及多元智能；需要教師跨學科能夠發起合作；需要定期接受培訓，掌握新的知識與技能，并具備多種學科整合的能力，了解領域最新的發展趨勢。但目前的技術教師多數僅僅具備STEAM教育的某一方面或幾方面，合作能力差，致使STEAM師資力量欠缺，因此，STEAM教育需要建立長效師資培養機制，以持續培養具備學科綜合能力的師資隊伍，構建以“跨學科、高技術”為主要特征的創新型人才培養與發展機制，培養學習者跨學科綜合知識應用能力、創造力和創新能力。

二、反思與對策

1.制定頂層戰略規劃

“互聯網+”時代技術正催生教育理念、教育模式、學習行為、認知方式、學習模式等方面的變革。技術與教育的全面融合需要在課程、資源、教與學、評價等層面進行頂層設計。如何利用互聯網平臺和信息通信技術，促進創新創造型人才培養、支持創新型國家建設，需要與之匹配的知識體系與人才培養方式。STEAM教育是變革教育組織形式，培養創新型人才、搶占人才高地的一個核心環節，需要全社會的參與合作。加強STEAM教育理論與實踐方面的前瞻性研究，制定跨學科綜合素質教育發展的政策導向，引導STEAM教育的推廣和實踐，這是“互聯網+”時代教育面臨的新機遇和新挑戰，也是廣大教育工作者必須探討、不可回避的重大理論和實踐問題。

2.與創客教育融合

近年來，Fab Lab 與DIY（Do It Yourself）理念與實踐在全球傳播，致使Artisans Asylum、Mt.Elliott等創客空間不斷涌現。作為教育變革的重要策略和關鍵技術，創客已被寫入2014 年新媒體聯盟《地平線報告》（基礎教育版）和（高等教育版），預計在未來五年其將對全球教育改革與發展產生重要影響。創客教育是基于真實的工程問題解決， 能夠有效改變學生在STEAM 中習得的內容和學習的方式；通過“創客”活動和課程，讓學生們接觸最前沿的技術，培養其創新力、批判性思維、問題解決與協同合作能力。當前，越來越多的教育工作者開始關注STEAM教育和創客教育，其實，創客教育是實施STEM 教育的一種重要方式，創客教育中自然發生著STEAM 教育。STEAM 教育與創客教育的融合，將全面推動學

生創新能力、高階思維能力的培養，發展高級技能，建立與現實生活的連接，彌補工程教育的不足。

3.搭建電子書包平臺

電子書包是一款致力于提高學生課堂學習效率，培養自主學習能力，提高探究性學習的新技術產品。一方面，電子書包通過增強現實技術的多媒體仿真功能， 模擬真實的自然現象， 建立虛擬學習環境，并提供人機交互和參數控制，培養學生積極參與、不斷探索的精神和科學研究方法，實現個性化、探究性、社會化、情境化、游戲化、自組織、深度的學習，轉變教與學方式；另一方面，電子書包通過主動認知加工將信息轉化為知識，促進學習者高階思維發展。作為個人學習平臺，電子書包具有的海量資源、結構化知識及隨時接入網絡的功能為學習者帶來學習支持，其優化組合的效果全方位地滿足了學習者的需要。

STEAM 教育提供了較好的課程改革視角，目前，以STEAM 模型為基礎的綜合技術教育轉向，正逐漸在世界技術教育界流行。毫無疑問，“創新”已成為我們所處時代的主旋律， 要實現教育為時代育人的使命， 就需要積極吸納包括STEM 教育在內的世界各國優秀科技教育經驗，不斷發現我國教育問題現存問題，對此提出各種解決方案，促進STEM 教育實踐的健康發展

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