尋根溯源：從STS到STEM、STEAM

(1.江蘇省南京市金陵中學河西分校，江蘇 南京 210019;(2.江蘇省南京市金陵中學，江蘇 南京 210005)

STS、STEM和STEAM共涉及5個字母：S、T、E、A和M，分別是科學(Science)、技術(Technology)、社會(Society)、工程(Engineering)、藝術(Arts)、數學(Maths)的首字母。本文旨在研究STS、STEM和STEAM的歷史淵源、發展趨勢以及前景展望，主要側重于實踐層面。

1 STEM教育的尋根溯源

1.1 從STS說起

STS詮釋的是科學、技術與社會的相互關系，可以分為兩個層面：一方面從社會學的角度考察科學和技術，另一方面從科學技術的角度研究社會，凸顯了這些領域之間的滲透和交叉。其目的是要改變科學和技術的脫節以及科學、技術和社會分離的狀態，從而使科學、技術更好地造福于人類。但由于“社會”的概念比較模糊，不易界定，而STEM課程對這“社會”的詮釋則更加具體化。

1.2 STEM教育的興起

從20世紀80年代開始，大眾化、批量生產的產品已滿足不了美國人的個性化需要，而當時美國又極度缺乏技術型與創新型的理工科人才。為了保持美國在科技創新與國際競爭力上的領先地位，培養多元復合型的人才成為美國教育發展的共識與趨勢，也加速了美國STEM教育的形成。

STEM課程重點關注四個方面的素養：其一是科學素養，運用各學科科學知識(如物理、化學、生物科學和地球空間科學)，理解并影響自然；其二是技術素養，即使用、管理、理解和評價技術的能力；其三是工程素養，即對技術工程設計與開發過程的理解；其四是數學素養，即學生發現、表達、解釋和解決實際情境下問題的數學能力。

美國STEM教育的快速發展期開始于2006年，美國總統布什在其國情咨文中公布了《美國競爭力計劃》(American Competitiveness Initiative)，提出知識經濟時代教育目標之一是培養具有STEM素養的人才，這是全球競爭力的關鍵。于是，美國在STEM教育方面不斷增加投入，引導學生主修科學、技術、工程和數學，錘煉其科技理工素養。此后，美國教育部與政府其他部門先后發布了《學術競爭力委員會報告》《準備與激勵：為了美國未來的K-12科學、技術、工程和數學教育》《2010年美國競爭再授權法》《聯邦STEM教育五年戰略計劃》等系列文件，不僅把STEM教育提升到了國家戰略的高度，還致力于解決師資培訓、平臺搭建、校際合作、政府職責等關鍵問題，使得美國的STEM教育體系日臻完善。

1.3 STEAM與STEM的并存

由于社會上對融入人文藝術要素的呼聲越來越強烈，逐漸形成了STEM教育的人文轉向。2006年弗吉尼亞理工大學研究生格雷特·亞克門(Georgette Yakman)將代表人文藝術的Arts融入已有的STEM教育中，創新性地提出了STEAM教育理念當下，STEAM和STEM呈并存狀態，還有學者提出STREAM(融入“write”元素)，但是各國政府在這一方面的推進中，仍然是在做“回歸原點”的研究，比如美國政府提出的一系列戰略研究和決策，還是以“STEM”作為標題或者主題。2016年9月與美國教育部聯合發布了《教育中的創新愿景》(STEM 2026：A Vision for Innovation in STEM Education)，希望在實踐社區、活動設計、教育經驗、學習空間、學習測量、社會文化環境等方面促進STEM教育的發展。

我國政府和科研機構也是以“STEM”作為切入點，如中國STEM研究院、江蘇省STEM創新協同中心等。2015年9月我國教育部發布了《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)》，其中明確提及未來五年對教育信息化的規劃，提出要“探索STEAM教育、創客教育等新教育模式”。

2 STEM教育的現實意義和國內發展

2.1 促進全球對理科和工程技術人才的重視

STEM教育的延伸意義在于能夠引導全球重視理科和工程技術人才的培養。2017年2月我國教育部、人社部和工信部聯合發布《制造業人才發展規劃指南》，指出：至2025年新一代信息技術產業人才缺口將達950萬人，高檔數控機床和機器人領域人才缺口將達450萬人，航天航空裝備領域缺口將達47.5萬人，海洋工程裝備及高技術船舶領域缺口將達26.6萬人等，這些數據表明，大力推進STEM教育，能夠引發基礎教育階段學生的“理工興趣”“工程意識”“動手能力”，為將來從事理科或工程奠定有效基礎。

2.2 STEM教育在國內的發展

2016年教育部出臺的《教育信息化“十三五”規劃》中明確指出：有效利用信息技術推進“眾創空間”建設，探索STEM教育、創客教育等新教育模式，使學生具有較強的信息意識與創新意識，養成數字化學習習慣，具備重視信息安全、遵守信息社會倫理道德與法律法規的素養。

國內STEM教育國家層面的啟動以“STEM教育研究中心”的成立為標志，2017年6月成立的中國教科院STEM教育研究中心作為“國家隊”，2018年5月“中國STEM教育2029行動計劃”正式啟動，該研究中心還先后頒布了《中國STEM教育白皮書》與《STEM教師能力等級標準》。中國教科院STEM教育研究中心于2017和2018年連續舉辦了兩屆“STEM教育發展大會”，對引領國內的STEM教育研究與實踐具有很好的導向作用。

國內主要以江蘇、浙江、上海、廣東等地區較為活躍，江蘇省于2017年9月召開“首屆STEM教育大會”，同時成立“STEM協同創新研究中心”，并打算于2018年9月公布“江蘇省基礎教育STEM課程實施綱要”。江蘇以STEM試點校、樣本校和示范校作為推進抓手，正在全省展開課程實施、師資培育、評價指導等研究。2015年9月，江蘇省青少年科技中心、江蘇省科技教育協會和教育部基礎教育實驗室建設與南京市教育局的實驗教學研究中心簽訂了合作框架協議，正式實施STEM課程，推進中小學教育的創新。2015年11月16日教育部基礎教育實驗室建設與實驗教學研究中心建設工作推進會在南京舉行，金陵中學、中華中學上新河初中和小營小學等30所學校被授牌為“教育部基礎教育實驗室建設與實驗教學研究中心第一批基地學校”，96位研究人員受聘。

浙江省成立了STEM教育研究中心，并與美國印第安納州教育廳聯合主辦“2018浙江—印州中小學課程平移項目”；廣東舉辦2018年首屆穗港澳STEM教育聯盟年會，旨在圍繞研發“STEM教育卓越課程規劃”；上海著力構建STEM云中心，采用社會化合作和運行模式共同打造首家STEM教育平臺。

3 STEM教育的實踐與思考

3.1 STEM教育的校內實踐

在現代社會，關注“匠人精神”沒有錯。未來一定是“整合跨界能力”效用遠大于“單項突出”，高精尖的活兒機器人能勝任，而人的能力必須體現在整合、創造上。

基于這個理念，我校在積極探索以下四個領域：一是課程內部拓展，與現行國家課程對接和滲透，如與高中物理、化學、生物、地理和技術等學科的內部銜接；二是學科競賽拓展，尤其是實驗拓展，在跟大學實驗課程對接上開發有效資源；三是橫向拓展，設法打通和提供高中階段與其他自然學科相聯系的實驗和理論研究資源，同時還提供探究性學習或課題研究的新型學習資源，如自主開發的探究性小實驗以及現代技術下的實驗課程，運用掃描隧道顯微鏡、3D掃描、3D打印機及各類專業儀器，也有虛擬仿真、知網、教學資源庫等軟件支撐；四是基地拓展，利用江蘇省特色基地建設的有利條件，在整合中開發資源。如在學科課程基地中，學生主要采用PBL學習方式，應用PBL模式開展實驗教學，能夠有效培養學生發現、分析、解決問題的能力，提升學生學科學習興趣，調動學生學習的主動性和積極性，提升課程品位，促進學生的全面發展。

3.2 關于STEM教育的思考

3.2.1 STEM教育需要更多的外部支持

(1) 外部支持的表現形式很多，首先是經費的支持。STEM教育在美國的重要性不亞于中國的素質教育，在美國大部分中小學都開列了STEM教育的經費開支，而STEM也被校長、老師們時時掛在嘴邊。

(2) 政治人物和明星支持也有意想不到的效果，在STEM教育的號召下，機器人、3D打印機首當其沖地進入了學校，奧巴馬也加入了全民學編程的隊伍，寫下了自己的第一條代碼。

(3) 企業的STEM創新產品能夠激發孩子學習愿望。在美國，幫助孩子們學習數學、科學的教育科技產品層出不窮，多個學科相互整合，如技術和工程結合、藝術和數學結合，打破了常規的學科界限。美國各類STEAM創業公司如雨后春筍一樣冒出來，老牌機器人教育公司、科技類硬件廠商、編程教育機構也玩起了跨界，開始研發推廣自己的STEAM課程。當前，國內的STEAM市場也迎來了一批新玩家，他們與創業公司相比有著資本優勢，有著更好的品牌知名度，他們就是跨國公司，目前，培生、索尼、樂高、高通紛紛來華做STEAM教育。

3.2.2 STEM教育過程中應關注“方法和系統”

(1) STEM教“思考方法”而不是“知識點”，即使是“知識點和技能”學習，也一定是因為“某個明確任務的驅使”，有內驅力的學習才是有價值的。

(2) STEM注重整體思維和系統思考力建構，而不是單項突出，STEM教育中需要重點發展學生對真實問題的“整體性解決策略”的能力。

3.2.3 在STEM教育中融入人文因素是必要的

事實證明，科學與藝術結合會產生很多神奇效果，科學和藝術是相通的，科學能為藝術提供創作靈感，而藝術又能培養孩子的創造力、想象力和自信，兩者相輔相成。

從STS到STEM、STEAM，從教“知識點”“基本知識和基本能力”到教“思考方法”“注重整體思維和系統思考力建構”，一方面是世界教育發展的整體態勢使然，另一方面，也是教育工作者主動追求、不斷研究、不斷超越所致。