STEM教育，你真的了解嗎

文 | 本刊記者 孫習涵

STEM教育，你真的了解嗎

文 | 本刊記者 孫習涵

2015年，教育部在《關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見（征求意見稿）》中首次提出要“探索STEAM(科學、技術、工程、藝術、數學的統稱）教育、創客教育等新教育模式”。STEAM成了極少的寫入教育政策的英文詞匯之一。

這兩年間，STEM教育如同一陣颶風席卷中國，諸多中小學將STEM標榜為學校的特色教育，納入學科教學和日?；顒?，而社會上的各類機構也紛紛加入隊列，群分STEM教育這塊“蛋糕”。

一時間，這個由Science（科學）、Technology（技術）、Egineering（工程）、Maths（數學）四部分構成單詞縮寫令整個社會躁動不已，趨之若鶩。

縱觀世界，STEM作為國家人才發展戰略受到了廣泛重視。究其根本，國家間競爭的根本是人才的競爭，而STEM教育作為一種跨學科教育的典型代表，在創新人才培養中扮演者不可估量的角色。

但在一片繁榮的盛景背后，似乎少有人追問原點，STEM到底是什么，在中國應該如何做STEM教育？

觀念：認知的混亂

“美國在20世紀80年代最早提出STEM教育戰略是因為當時的美國缺乏理工科人才，但反觀中國，其實并不那么缺乏理工科人才?！痹缧┠辏鲞^STEM教育國家政策比較研究的北師大物理系教授李春密告訴記者。

在北師大中國教育創新研究院副院長魏銳看來，STEM并非是個全新的概念，早在20世紀80年代所提倡的“STS教育”（科學、技術、社會）與STEM便有異曲同工之處，同樣強調跨學科、強調技術和工程，并以實際的問題為導向。

“哪怕從中國來說，過去學工、學農，用紙卡片做模型，這些也強調動手、思維，與社會的聯系，另外，我們現在提倡的研究性學習、綜合實踐活動，某種程度上說，與STEM的理念是極其相似的?！蔽轰J說。

如果從這個意義上說，STEM更像是當時這些理念的發展與升華。

對于STEM教育理念引入中國本身，李春密表示絕對認同，因為它培養學生的跨學科思維、批判性思維、合作能力以及解決問題的能力等，這對于創新人才的培養意義深遠。

“STEM教育這個理念本身完全沒有問題，但問題在于現在很多學校只是扣了一個STEM教育的帽子，玩兒新奇概念，而并沒有實質內容。”李春密強調。

中國基礎教育質量監測協同創新中心副主任胡衛平教授這些年調查了市面上開展STEM教育的學校后發現，大多數學校對STEM的理解還只停留在粗淺的表面。譬如，很多學校引入了3D打印機，但只是讓學生學會操作3D打印機的技能，更有甚者僅僅將這些儀器當作擺設。

“現在賣3D打印這樣的器材公司火了一大片?！焙l平直言。

李春密同樣注意到了這一現象，在他看來如今中國的STEM教育主要被商業機構所“綁架”?！安煌诿绹鵀镾TEM提供公益支持的企業，中國企業的第一考慮是為了盈利?！?/p>

他認為，這個現狀的關鍵在于STEM缺乏頂層設計，學術界也尚未形成一套系統的關于STEM的理論體系。對STEM的認知亟須規范。

STEM的四個維度之間存在一定的聯系，Science（科學）和Mathematics（數學）是基礎，而Engineering（工程）是目標，Technology（技術）是實現目標的手段和過程。

李春密用杯子做了一個形象的類比，“要做一個杯子，容積、尺寸、形狀是數學；材料硬度、強度、耐溫程度是科學；用什么樣的工藝做出來是技術；而最后呈現出來的這個杯子的產品是工程?！?/p>

而現在的STEM教育主要落在了技術層面上，“比如計算機、編程這些通用信息技術和互聯網+的內容，但如能源、環境問題、城市建設規劃這些實際生活中的問題僅僅靠這些是不能解決的。”魏銳強調。

李春密還觀察到了一種普遍的現象，就是將STEM教育和創客教育結合在了一起，而開展創客教育的主要以小學和初中為主。他覺得這是一種“搶跑行為”，因為小學階段學生科學知識的積累不夠，而“創客”需要有一定的專業積淀和思維能力?！翱梢栽谛W階段做STEM 教育，但更關鍵的是培養孩子的學科基礎?！?/p>

在魏銳看來，這和現在教育圈的浮躁也不無關系。“很多學校都在求新求異，但少有靜下心來錘煉STEM理念，將真正有價值的東西深化下去?！?/p>

困境：“軟件”和教師的缺失

如果說，外部器材是STEM教育的硬件，那么課程體系則是STEM的“軟件”，而“軟件”恰恰是目前國內STEM教育最為缺乏的。魏銳將它歸因為教育體制改革的遲滯性和市場機制的不健全。

一方面，教育采購系統主要還是支持硬件，但對課程這類軟件的支持力度不夠，無法對它進行精準評估，這就導致學校在購買課程上的艱難和迷惑。

而從企業的角度來說，因為現階段，研發和創新的知識產權不受保護，企業不會在STEM課程體系的開發上投入太多資金，賣設備和耗材是最直接的盈利手段。

而“軟件”的缺失也便導致了STEM教育當中理性精神的缺失，致使STEM教育停留在了動手的階段，而不注重培養孩子的理性思維，而理性思維的培養是STEM教育中近乎“靈魂”的一環。魏銳與很多企業接觸后發現，即便有一些打著培養孩子設計思維的口號，但力度仍然遠遠不夠。

李春密認為，好的STEM課程設計一定要注重遷移性，注重從小學到大學各學段之間的銜接。而當這樣一套系統的課程體系出來之后，自然而然地就能夠運用到傳統學科當中。

除卻課程，在多數專家看來，STEM教師的缺乏是STEM落地的最大的瓶頸。如今，在國內的高校還沒有開設專門的STEM教育專業，跨學科人才的培養是極度匱乏的。但現有的教師無論是專業還是視野都與STEM缺乏一定的匹配度，也很難將STEM教育融入學科當中。

而從學校的角度來培養跨學科教師又容易走向一些極端。在STEM教育跨學科背景下，一些小學開始推進全科教學的理念，培養全科教師。但魏銳對這一現象表達了理性的看法，“中國教育缺學科融合，但并不意味著否定分科，教育的發展必然會伴隨著學科分化和學科融合，一味用融合來替代分化肯定是不可取的。西方國家的全科教學被證明是一種不好的做法，而中國最大的優勢就是分科教學?！?/p>

“學校從實踐層面去培養跨學科教師一定會存在短板，需要大學樹立一門綜合學科來完成這件事情?！崩畲好苷f。

現階段，教育機制和政策很難迅速對STEM的形式進行應對，魏銳認為由學校來培養自己的STEM教師具備一定的可操作性，但這同樣面臨著很多制約因素，包括如何在保證教師現有工作量的情況下騰出額外的時間對教師進行STEM培訓。

魏銳堅信很多問題還需要政府層面去做更多的引導和調控，比如對于課程問題，一旦政府對有了需求和要求，學校就會更多地購買課程，企業也會投入更多的資金在課程的開發上，

落地：學校的探索與行動

如何讓STEM真正落地？李春密覺得最核心的路徑有兩條：其一，與傳統學科教學進行融合；其二，構建STEM課程體系?，F階段，即便這樣的路徑困難重重，但并不妨礙一些先行者進行嘗試和努力。

清華附中校長王殿軍對STEM的看法很實際：STEM在學校的落地一定要考慮好國際界限與本土化的問題。

結合學校的多元智能實驗室和STEM體系，清華附中制定了設計思維、開源項目、科學探究、智能制造、藝術創造、特色專題系列六大領域的STEM課程。

而項目式學習則成了STEM教育實施的載體。項目式學習首先給學生創設一個現實背景下的主題，通過老師、學生交流討論，明確問題，設定項目內容和項目具體的任務。學生根據項目的任務進行規劃，調研相關領域的進展、分析項目的可行性、制定研究計劃、建立理論模型、編程模擬、數值計算、原型機設計、測試反饋、分享交流討論等流程后完成項目。

項目最終的產出是多樣化的，可以是一篇論文，也可以是一個作品。

南京外國語學校則利用STEM和學校的傳統人文學科優勢相結合，衍生出了STEM+的概念，即在科學、技術、工程、數學融合的同時，也要融合藝術、人文，培養學生的綜合素養。在學校的選修課中，既有理化生三門學科的STEM實驗室課程，又融入哈佛辯論、國際戲劇等人文課程，做到“文理兼容”。

STEM教育與學科融合的案例已經在一些學校實現。譬如在上海世界外國語小學的美術課上，傳統的美術教學元素依然被保留，后續則加入STEM教育的器材及實踐操作。學生根據STEM項目的需求去設計產品。在升級版的美術課上，學生既是工程師，又是設計師。

同樣的理念也貫穿在該校的數學課上。在學習使用圓規的課堂上，學生要先學習如何自己動手制作一個自動圓規，然后再學習教材里圓規的知識。

而在應對缺乏STEM教師這個關鍵問題上，南京外國語學校的做法是“團隊合作”：從學校的物理、化學、生物、數學和計算機組各抽調了幾名教師成立了一支STEM+教師隊。這支隊伍會定期在團隊內舉行主題沙龍。每一名教師分享自己在工作學習中研究的前沿領域和專業內容，其他教師聆聽并討論，以此促進教師之間的相互成長。

組建了這樣一支“全學科”的教師隊伍之后，學校在進行STEM課程活動的過程中就有了強力的支撐，各學科教師默契配合對學生進行專業領域的指導。

事實上，在魏銳看來，如今學科教學的方向已經在往STEM的方向發展，越來越基于真實情景下的復雜問題解決，轉向項目制，因為，只有在這樣的情境下，學生才能充分地進行素養表達，而非孤立的知識和技能。

或許，不久的未來，STEM將成為一種約定俗成的方式，歸于平凡。