中小學STEM教育的發展：現狀、問題及建議

黃志紅

STEM教育是讓學生面對真實情境中的問題，將科學探究、工程設計、數學方法和技術制作有機統一，讓學生運用跨學科的知識和方法來解決實際問題，從而獲得應用跨學科的知識和方法，提升自身的創新意識和創新能力，以跨學科整合課程促進學生全面發展的一種教育方式。

一、我國中小學STEM教育發展現狀

從國內來看，國家層面目前還沒有出臺專門的關于STEM教育的標準和指南，但從2016年起，“STEM”“STEAM”“STEM+教育”等概念表述開始出現在國家、教育行政部門的政策文件中，成為各地開展工作的重要依據。

如2016年《教育信息化“十三五”規劃》中提出，有條件的地區要積極探索信息技術在“眾創空間”、跨學科學習（STEAM教育）、創客教育等新的教育模式中的應用。2017年《義務教育小學科學課程標準》倡導STEM教育，倡導跨學科學習方式。2018年，教育部頒布《普通高中各學科課程標準（2017年版）》，STEAM、STEM及STEM+教育出現在多個相關學科課程標準中。《高中信息技術課程標準》要求以STEAM教育理念為指導，利用開源硬件開展項目學習，讓學生體驗研究和創造的樂趣，培養利用信息技術解決問題和創新設計意識和能力;在《高中通用技術課程標準》選擇性必修模塊中，“技術與創新”模塊里的“科技人文融合創新專題”，提到“綜合運用科學、技術、工程、藝術、數學、社會（簡稱“STEAMS”）等學科的知識、方法和技能，以專題學習或項目學習的方式進行問題解決與科技創新”;《高中生物課程標準》要求“注意學科間的聯系”，因為“生物學和數學、技術、工程學、信息科學是相互作用，共同發展的”。

在國家政策引領和教育實踐熱潮的推動下，各地紛紛探索出臺STEM教育相關的指導文件。如山東省出臺全國第一份STEM的省級文件，廣東省深圳市、廣州市印發了有關課程建設指南與項目式學習的指導性意見，江蘇省在全國率先研制STEM課程綱要等。廣東省開展了課題學校申報和STEM教師培訓工作;許多民間機構也活躍在中國的STEM教育舞臺上，以各種不同方式推動了中國STEM教育的發展;不少學校建立了STEM專業教室或創客空間，在課堂教學中推動項目式學習。

二、當前中小學STEM教育發展存在的問題

我國STEM教育在短時間內形成了一股教育熱潮，在行政推動和市場驅動下，廣大中小學校在課程開發、空間建設、教學實施等方面取得了較為豐碩的實踐成果，但其也存在項目實施形式化、資源建設硬件化、課程開發零碎化等問題。

1. 真實性缺失，項目實施形式化

STEM項目的核心是真實世界的真實問題，項目實施圍繞解決生活中的真實問題來展開。但目前部分學生在進行STEM項目學習時，有真實問題解決需求的問題少，單一技能訓練的多;解決別人的問題多，探究自己的問題少;解決的問題里面有固定答案的問題多，開放性的問題少;涉及單一知識的問題多，涉及綜合知識的少。由于對生活中的真實問題和需求的研判缺失，也無法獲得真實的用戶體驗的反饋，最后學生往往設計制作出一些沒有實際用途、只能用來紙上談兵的作品，參加名目繁多的競賽和展示，而未能利用科學原理、工程技術、數學思維、技術工具來解決生活中的真實問題，難以有真正的創意創新創造。

2. 內涵性缺失，資源建設豪華化

STEM教育的開展需要建設“學習空間”以及配置基本的設備、設施和材料。目前的STEN教育有過于注重硬件建設的傾向，一些學校的“學習空間”以配置豪華設備設施為主，學習空間重復建設，STEM教育變成以3D打印、激光切割、機器人為主的堆料運動，未能因地制宜、就地取材進行校內外教育資源的開發、利用。尤成問題的是這些豪華的設備設施，在大多數時間里被鎖起來，僅僅在特定的、有限的時間向少數學生開放。這使得廣大農村學校、薄弱學校或家庭經濟條件欠缺的孩子對STEM教育望而卻步，STEM教育的普及性、普惠性程度低。

3. 系統性缺失，課程開發碎片化

目前STEM課程開發存在內容單一、以信息技術學科為主，形式單一、以課程案例為主，來源單一、以教育商業機構為主等問題。特別是由于企業、商業機構的介入，一定程度上使得學校STEM教育成為商家眼中的產業和

市場，所謂構建產、學、研融合的新教育生態變成了企業向學校售賣他們開發的課程產品，而少見基于教師的資源、學生的需求、真實的場景和問題的STEM教育資源校本化和系列化開發。

除此以外，我國STEM教育還面臨很多其他的問題和不足，如缺少國家戰略高度的頂層設計、缺少社會聯動機制、缺少貫通不同學段的整體設計，缺少標準與評估機制，缺少教師專業發展指南與相應的教師培訓，缺少國家級的示范項目等等。

三、發展建議

1. 加強頂層設計，提升戰略地位

STEM教育不僅是針對某個學科或某個學段的改革，它更是一個切入點，很可能會對教育領域的綜合改革起“牽一發而動全身”的作用，會促進人才培養模式的創新和課程的改革，并對基礎教育、職業技術教育、高等教育、繼續教育等領域都會產生系統性影響。因此，加強STEM教育，提高人力資源開發水平，是回應經濟社會新常態對人才培養訴求的重大改革方向。它對于實現我國建設創新型國家和推進制造業強國都具有非常重要的意義，不能僅僅把STEM教育作為教育內部的一種理念和方法，而必須站在為國家建設培養創新人才的高度來看問題，從產業發展、人才需求、人才培養的角度統籌考慮，整合全社會的資源推動STEM教育的發展。

2. 落實立德樹人，培養STEM素養

以立德樹人為宗旨，以提高學生綜合素質、創新精神、問題解決能力作為著力點，通過實施STEM教育，探索在分科教育的情況下，把知識有機融合，使碎片化知識結構化，讓信息變成知識，讓知識變成能力?；诂F實情境的真實問題、進行項目的跨學科設計以及強調創意物化，使學生通過項目學習，獲得親身參與STEM項目的體驗，培養STEM素養。

3. 進行學科融通，實現遷移拓展

STEM教育不是對科學、技術、工程、數學等學科知識的簡單疊加，而是通過預設真實情景中的復雜問題，將問題進行項目化設計，使學生了解現實生活中科學、技術、工程、數學的融合情景和結構。因此，資源的開發應該以從學生的真實生活情境出發，從生活情境中發現問題，轉化為活動主題，通過考察、探究、建模、設計、制作、調測、優化等方式，使學生掌握開展STEM活動的理性認知和有效方法，并能將理性的認識、科學的方法、技術設計和工程思維向學科學習遷移和拓展。

4. 注重開放生成，建設課程資源

根據STEM教育性質和基本理念，其資源開發應定位為活動型、生成型，突出真實的問題解決情境和問題設計的開放性。遵循學生的認知規律、學習特點，使學生在實踐中學、在活動中學，使教育資源的內容和學生的生活、學習密切相關，使資源呈現方式和學生學習活動的開展具有高度的一致性，使教育資源本身成為學生開展STEM活動的資源包、活動指南、自學材料，從而幫助學生養成自主合作探究的學習方式。另外，考慮到STEM教育的特點以及目前缺乏專業、專職教師的現實，資源開發應將活動項目設計與教師的教學設計融合起來，便于教師開展STEM教育，增進教師的課程設計開發實施能力。