STEM教育能給我們帶來(lái)些什么

【摘要】STEM是科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四個(gè)詞的英文首字母集合，當(dāng)前，STEM科學(xué)教育正在世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展。為此，學(xué)校和教師應(yīng)當(dāng)全面、深刻地認(rèn)識(shí)STEM科學(xué)教育的價(jià)值，領(lǐng)會(huì)集成與融合是STEM教育的核心思想與理念，從課程建設(shè)的高度開(kāi)展STEM教育，以有創(chuàng)新內(nèi)涵的STEM課程為載體，充分、合理地融入技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等學(xué)科內(nèi)容，并研究它們的整合方式，探討教學(xué)策略，從而提升STEM科學(xué)教育的價(jià)值，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)素養(yǎng)的目的。

【關(guān)鍵詞】STEM；科學(xué)教育；發(fā)展態(tài)度；推進(jìn)方法

【中圖分類(lèi)號(hào)】G623.6 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1005-6009（2017）25-0055-02

【作者簡(jiǎn)介】盧新祁，江蘇省中小學(xué)教學(xué)研究室（南京，210000）科學(xué)教研員，高級(jí)教師，中國(guó)教育學(xué)會(huì)科學(xué)教育分會(huì)副理事長(zhǎng)，江蘇省基礎(chǔ)教育教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)科學(xué)學(xué)科專(zhuān)家組組長(zhǎng)。

中國(guó)教育這些年有一個(gè)有意思的現(xiàn)象——猛追世界潮流，而在科學(xué)教育領(lǐng)域，有一個(gè)叫STEM的東西，不管你是不是想趕這個(gè)時(shí)髦，你都會(huì)被它被推著前進(jìn)。STEM科學(xué)教育在世界范圍內(nèi)來(lái)勢(shì)迅猛，發(fā)展神速，影響廣泛。

問(wèn)題一：為什么STEM科學(xué)教育在中國(guó)及世界范圍內(nèi)會(huì)受到如此高度的關(guān)注并迅猛發(fā)展？

我們回溯下國(guó)際科學(xué)教育的歷史就不難發(fā)現(xiàn)，STEM本不是一個(gè)新生事物，只是它在不斷地變化發(fā)展。從早期的STS（科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)）到現(xiàn)在的STEM，這是科學(xué)教育順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的體現(xiàn)。而當(dāng)下的STEM可以說(shuō)是異?；馃?，那么我們應(yīng)怎樣認(rèn)識(shí)這樣一種特殊的現(xiàn)象呢？筆者認(rèn)為可以通過(guò)分析STEM科學(xué)教育如火如荼的發(fā)展態(tài)勢(shì)來(lái)認(rèn)識(shí)STEM。STEM強(qiáng)調(diào)在一些獨(dú)立的學(xué)科和知識(shí)內(nèi)容中建立一個(gè)新的橋梁，從而為學(xué)生提供整體認(rèn)識(shí)世界的機(jī)會(huì)，在STEM教育中必須把這些維度結(jié)合起來(lái)，形成一個(gè)相互促進(jìn)、共同發(fā)展的整體。集成與融合是STEM教育的核心思想，它摒棄簡(jiǎn)單的組合拼湊，將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)進(jìn)行有目的、有方法、有系統(tǒng)的組合，然后形成一個(gè)多維度的學(xué)習(xí)內(nèi)容或項(xiàng)目，從而為學(xué)生提供一系列具有一定關(guān)聯(lián)性的學(xué)習(xí)經(jīng)歷。

STEM最早出現(xiàn)在美國(guó)，美國(guó)STEM教育進(jìn)行得早，范圍也廣，他們的研究多元，學(xué)術(shù)理論和實(shí)踐都很豐富。在南美洲、北美洲、歐洲、亞洲、非洲的國(guó)家也都有各自的研究和實(shí)踐。各國(guó)的STEM科學(xué)教育既有各自的特點(diǎn)，也有一些共同點(diǎn)，大致是從以下層面開(kāi)展各自的工作的。

從國(guó)家科技創(chuàng)新層面，從國(guó)家發(fā)展、綜合實(shí)力以及理工科人才培養(yǎng)的角度。國(guó)家科技創(chuàng)新戰(zhàn)略需要STEM教育，世界各國(guó)人才培養(yǎng)模式的變革也需要STEM教育，國(guó)家和社會(huì)需要那些能夠運(yùn)用知識(shí)去解決復(fù)雜和未知難題的人才，而STEM科學(xué)教育則為這些創(chuàng)造了可能性。

從教育改革的層面，從課程改革入手構(gòu)建一種全新的課程，形成一種跨學(xué)科的教學(xué)和學(xué)習(xí)方法。這是大綜合的科學(xué)教育理念，它強(qiáng)調(diào)將課內(nèi)學(xué)習(xí)和課外學(xué)習(xí)結(jié)合起來(lái)，為學(xué)生提供更多的接觸世界的機(jī)會(huì)，創(chuàng)設(shè)更豐富的解決真實(shí)問(wèn)題的情境。

從公民素養(yǎng)培養(yǎng)的層面，推動(dòng)科技進(jìn)步，提升社會(huì)民主程度，需要公民具備STEM素養(yǎng)。STEM教育已成體系，覆蓋幼兒園到高中。在強(qiáng)調(diào)“核心素養(yǎng)”的當(dāng)下，這種綜合性的、實(shí)踐性的科學(xué)教育對(duì)提高民族科學(xué)素養(yǎng)有著重要的意義。

為貫徹落實(shí)《全民科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)計(jì)劃綱要（2006—2010—2020年）》和《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》，更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，江蘇省的很多中小學(xué)都在積極實(shí)踐STEM科學(xué)教育，如創(chuàng)建STEM專(zhuān)用教室和新型數(shù)字化探究實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)設(shè)3D打印、機(jī)器人等相關(guān)課程，開(kāi)展融合藝術(shù)、信息技術(shù)、通用技術(shù)等學(xué)科內(nèi)容的主題活動(dòng)等。

雖然很多地方和學(xué)校在積極學(xué)習(xí)并實(shí)踐STEM，但都處于低水平的階段，缺乏有實(shí)質(zhì)性、有內(nèi)涵的活動(dòng)，缺少原創(chuàng)性的項(xiàng)目?jī)?nèi)容。此外，還存在這樣一些問(wèn)題：（1）STEM理論的學(xué)習(xí)和研究不夠，沒(méi)有真正理解STEM教育的內(nèi)涵，在認(rèn)識(shí)不清、理念不明的情況下直接進(jìn)行實(shí)踐，做的是形式上的STEM教育。（2）缺乏可行的STEM課程體系，由于缺乏課程融合和組織，STEM的精髓和教育價(jià)值并未體現(xiàn)，沒(méi)有形成超越以單科課程為主的課程體系，沒(méi)有形成有價(jià)值的綜合性課程。（3）對(duì)科學(xué)教育、技術(shù)教育、科學(xué)、科技、創(chuàng)客等概念不加區(qū)分，以至于思維混亂、重點(diǎn)不清、方向不明。（4）熱衷于場(chǎng)地硬件建設(shè)。很多學(xué)校都會(huì)建設(shè)STEM或創(chuàng)客教室等。一方面這些教室的使用情況很不理想，另一方面硬件設(shè)備不能很好地體現(xiàn)STEM教育的價(jià)值。（5）泛化STEM，凡是跟科學(xué)、科技有關(guān)的，都貼上STEM的標(biāo)簽。把學(xué)校以往的各種科技教育都?xì)w類(lèi)到STEM中。（6）STEM教育各自為政。社會(huì)各界都在關(guān)注科學(xué)教育和創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，他們也在做STEM方面的工作，如布點(diǎn)自己的實(shí)驗(yàn)學(xué)校。媒體公司、硬件公司開(kāi)發(fā)各自的產(chǎn)品，但各自為政，很難進(jìn)入學(xué)校，也很難融入學(xué)校的課程。

問(wèn)題二：我們應(yīng)如何開(kāi)展STEM科學(xué)教育？

STEM教育旨在培養(yǎng)具有綜合素養(yǎng)的人，它不僅要讓學(xué)生獲得科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等領(lǐng)域的知識(shí)和技能，還要促進(jìn)學(xué)生21世紀(jì)技能和核心素養(yǎng)的發(fā)展；它不僅要增強(qiáng)學(xué)生從事理工科工作的意愿，還要激發(fā)學(xué)生的興趣，更要提高STEM學(xué)科能力及解決問(wèn)題的能力。

2017年2月，我國(guó)發(fā)布的修訂后的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》正式把“技術(shù)與工程領(lǐng)域”作為小學(xué)科學(xué)課程的內(nèi)容之一，這使得STEM教育正式進(jìn)入我國(guó)的小學(xué)科學(xué)課堂。因此，我們應(yīng)大力提倡，深入研究，努力實(shí)踐STEM教育。在實(shí)踐過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意以下一些問(wèn)題：

第一，從發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的高度來(lái)把握STEM教育的重要性，把培養(yǎng)STEM素養(yǎng)視為中小學(xué)教育的重點(diǎn)。

第二，全面、正確、深刻地認(rèn)識(shí)STEM的本質(zhì)。STEM科學(xué)教育主張打破學(xué)科邊界，通過(guò)學(xué)科融合、內(nèi)容整合的方式擴(kuò)大科學(xué)教育的外延，形成新的科學(xué)教育范式，培養(yǎng)復(fù)合型、創(chuàng)新型人才?；诖?，我們需要思考如何推進(jìn)STEM教育，如何克服學(xué)科短板，尤其是設(shè)計(jì)和工程方面的短板以及用數(shù)學(xué)思想和工具解決實(shí)際問(wèn)題的短板。

第三，加強(qiáng)實(shí)踐性，把STEM教育融入日常生活。STEM的實(shí)踐性很強(qiáng)，它需要學(xué)生的親身探索和實(shí)踐，如果學(xué)生參與活動(dòng)的時(shí)間得不到保證，也就談不上STEM教育。為此，學(xué)?？赏ㄟ^(guò)校本課程、綜合實(shí)踐活動(dòng)、社團(tuán)活動(dòng)等，讓STEM教育惠及全體學(xué)生。

第四，重視師資隊(duì)伍建設(shè)?，F(xiàn)在從事STEM教育的主要是各學(xué)科的教師，學(xué)科性強(qiáng)，各有長(zhǎng)處，各有短處。學(xué)校應(yīng)把各學(xué)科教師整合起來(lái)，全員參與STEM活動(dòng)。同時(shí)，要大力加強(qiáng)教師的培訓(xùn)，提高參與STEM的教師的各方面知識(shí)和能力。

第五，努力解決資源不足的問(wèn)題。課程資源方面，國(guó)際上有不少課程，國(guó)內(nèi)也有一些，目前的主要問(wèn)題是體系化建設(shè)不夠，本土化不夠，照搬國(guó)外的案例比較多。國(guó)際上有一些現(xiàn)成的課程、教材，可以借鑒，但我們更需要在實(shí)踐的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)有當(dāng)?shù)匚幕蛯W(xué)校特色的課程。

第六，整合各方面的力量?，F(xiàn)在社會(huì)上的不少行業(yè)都十分重視科學(xué)教育，也有很大的意愿從事STEM教育。我們應(yīng)肯定社會(huì)組織參與STEM教育的價(jià)值和作用，營(yíng)造STEM教育的社會(huì)文化環(huán)境，加強(qiáng)社會(huì)組織間的聯(lián)合行動(dòng)，結(jié)合我國(guó)的國(guó)情來(lái)推進(jìn)STEM教育。

第七，正確認(rèn)識(shí)STEM教育與當(dāng)下風(fēng)行的創(chuàng)客教育的關(guān)系。輿論和市場(chǎng)把STEM和創(chuàng)客這兩個(gè)詞放在一起，雖然STEM和創(chuàng)客有關(guān)系，但絕不能混為一談，兩者之間有著很大的差異，在實(shí)踐中要加以區(qū)別。