STEM教育的中美發(fā)展對(duì)比

李歡

摘 要：隨著社會(huì)對(duì)人才需求的不斷提高，基于STEM教育的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式正在被越來(lái)越多的國(guó)家所接受。文章首先定義的什么是STEM教育，中美STEM教育的發(fā)展，以及我國(guó)STEM教育存在的問題，解決策略，并對(duì)STEM教育中問題的進(jìn)行了思考。

關(guān)鍵詞：STEM教育；創(chuàng)新教育；發(fā)展

中圖分類號(hào)：G640 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2017）12-0015-02

Abstract： With the continuous improvement of social demand for talents， the innovative talent training model based on STEM education is being accepted by more and more countries. This paper firstly defines what STEM education is， then the development of STEM education in China and the United States， and points out the problems of STEM education in China and their solutions. Finally， it reflects on the STEM Education.

Keywords： STEM education； innovation education； development

一、概述

STEM是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科的簡(jiǎn)稱，強(qiáng)調(diào)多學(xué)科的交叉融合。STEM 教育并不是科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育的簡(jiǎn)單疊加，而是要將四門學(xué)科內(nèi)容組合形成有機(jī)整體，以更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力。

STEM中四門學(xué)科必須緊密相連，以整合的方式培養(yǎng)學(xué)生全方位的能力，并能靈活解決真實(shí)世界的問題?？鐚W(xué)科性是STEM最重要的核心特征，意味著教師在STEM教育中，不再將重點(diǎn)放在某一個(gè)學(xué)科，而是注重問題的本質(zhì)，聯(lián)合利用科學(xué)、技術(shù)、工程或數(shù)學(xué)等知識(shí)解決問題，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科的來(lái)提高學(xué)生解決問題的能力。

二、中美STEM教育發(fā)展的異同

（一）美國(guó)STEM教育

1. 起源

STEM教育源于世界各國(guó)對(duì)國(guó)際人才培養(yǎng)和經(jīng)濟(jì)下行壓力下對(duì)人才培養(yǎng)的反思，目的是加大科技人才的培養(yǎng)。

2. 發(fā)展過程

縱觀STEM的發(fā)展階段，是自上而下的開展和普及的過程。

（1）開端，1986，美國(guó)國(guó)家科學(xué)委員會(huì)（NSB）發(fā)表報(bào)告：《本科的科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程教育》（又稱《尼爾報(bào)告》），報(bào)告指出美國(guó)STEM學(xué)科為美國(guó)的教育指明了一個(gè)新方向，此后經(jīng)過實(shí)踐，對(duì)美國(guó)大學(xué)教育改革提供了經(jīng)濟(jì)和財(cái)政上的支持。并提出了“科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程和技術(shù)教育相結(jié)合”的指導(dǎo)性意見。

（2）中期，1996年，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的《塑造未來(lái)：透視科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程和技術(shù)的本科教育》報(bào)告，針對(duì)美國(guó)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展問題，對(duì)學(xué)校、地方政府、商業(yè)、社區(qū)提出了明確的政策建議，包括大力“培養(yǎng)STEM教育的企事業(yè)相關(guān)人員和教師”。

（3）全面鋪開，2007年，美國(guó)國(guó)家科學(xué)委員會(huì)發(fā)表《國(guó)家行動(dòng)計(jì)劃：應(yīng)對(duì)美國(guó)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育系統(tǒng)的緊急需要》報(bào)告，報(bào)告中將STEM教育從中小學(xué)教育階段延伸到本科階段，中小學(xué)以及大學(xué)全面鋪開實(shí)施STEM教育。

3. 問題與對(duì)策

由于昂貴的大學(xué)教育成本和基礎(chǔ)教育階段學(xué)術(shù)準(zhǔn)備不足，美國(guó)STEM教育（宏觀）存在STEM畢業(yè)生的實(shí)際培養(yǎng)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求不符、頂尖美國(guó)大學(xué)的STEM 畢業(yè)生較少、性別及種族差異顯著等現(xiàn)狀。針對(duì)這些情況，美國(guó)聯(lián)邦政府的應(yīng)對(duì)措施有：一是將幼兒園到小學(xué)年級(jí)的STEM教育的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)與中學(xué)的教育要求相對(duì)應(yīng)；二是加強(qiáng)各獨(dú)立州在STEM教育管理上的一致性，以提高全民STEM教育的教與學(xué)的能力；三是支持STEM教育的創(chuàng)新實(shí)踐，鼓勵(lì)各個(gè)階層開展STEM教育優(yōu)秀項(xiàng)目并加以推廣，大力發(fā)展職業(yè)教育。

（二）中國(guó)STEM教育

如果將STEM教育視為一個(gè)學(xué)科，那么STEM教育在我國(guó)基礎(chǔ)教育階段剛剛起步；數(shù)學(xué)、物理、科學(xué)、通用技術(shù)、信息技術(shù)等學(xué)科的融合可以稱之為“中國(guó)的STEM教育”。但與STEM教育所體現(xiàn)的真實(shí)問題、項(xiàng)目引領(lǐng)、學(xué)科交叉、注重解決實(shí)際問題的特點(diǎn)來(lái)看，我國(guó)的STEM教育仍有不小的差異。

1. 起緣

中國(guó)STEM教育源于對(duì)現(xiàn)有教育的缺陷造成創(chuàng)新型人才缺失的反思?！袄罴s瑟難題”“錢學(xué)森之問”折射出我國(guó)教育存在問題。2009年教育國(guó)際評(píng)估組織調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)我國(guó)想象力和創(chuàng)造力相對(duì)落后。我國(guó)STEM教育的目的是培養(yǎng)掌握現(xiàn)代科技的創(chuàng)新型人才。

2. 發(fā)展過程

（1）中國(guó)創(chuàng)新教育、科技教育相關(guān)實(shí)踐：機(jī)器人競(jìng)賽、科技創(chuàng)新大賽。

（2）引進(jìn)。國(guó)內(nèi)關(guān)于STEM文獻(xiàn)最早見于2008年，自2012年，第二屆STEM教育應(yīng)用國(guó)際會(huì)議在北京召開，我國(guó)學(xué)者對(duì)STEM教育的課程、整合路徑等進(jìn)行了研究，并進(jìn)行了實(shí)踐。

（3）實(shí)踐。結(jié)合創(chuàng)客教育理念，利用Scratch編程工具，幫助學(xué)生開發(fā)電腦游戲、互動(dòng)故事、圖形藝術(shù)作品、電腦動(dòng)畫等，利用Little Bits增加學(xué)生對(duì)技術(shù)的工程設(shè)計(jì)與開發(fā)過程的理解。

3. 問題與對(duì)策

結(jié)合教育實(shí)際，我國(guó)開展STEM教育（宏觀）存在以下問題：一是現(xiàn)有STEM教育依舊是按照傳統(tǒng)分科教學(xué)，不能突破學(xué)科壁壘實(shí)現(xiàn)整合；二是現(xiàn)有教育理念和考核重視知識(shí)點(diǎn)的掌握而不是解決真實(shí)問題的能力和知識(shí)并重；基礎(chǔ)教育與高等教育階段的科技創(chuàng)新教育銜接程度不夠。

有學(xué)者指出我國(guó)開展STEM教育存在阻力是由于缺乏師資、缺乏社會(huì)聯(lián)動(dòng)機(jī)制。為適應(yīng)我國(guó)國(guó)情，可以已有學(xué)科課程為載體，開發(fā)整合與不同學(xué)科內(nèi)容相關(guān)的課程設(shè)計(jì)；整合教學(xué)資源，將項(xiàng)目教學(xué)與實(shí)踐動(dòng)手操作相結(jié)合；組成項(xiàng)目合作團(tuán)隊(duì)，針對(duì)特定項(xiàng)目?jī)?nèi)容開發(fā)設(shè)計(jì)即復(fù)合型整合課程。

（三）中美STEM教育發(fā)展的異同

1. STEM教育目的不同

美國(guó)為培養(yǎng)掌握STEM素養(yǎng)的人才，中國(guó)為了提升科技創(chuàng)新教育。

2. 推進(jìn)的路線不同

美國(guó)進(jìn)行“自上而下”的STEM教育推廣，由政府牽頭，提供財(cái)政、師資培訓(xùn)、物質(zhì)的支持。美國(guó)將K-12項(xiàng)目與STEM對(duì)接，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)教育到高等教育的對(duì)接。中國(guó)STEM教育推廣是“自下而上”，通過專家引進(jìn)、試點(diǎn)實(shí)踐進(jìn)行推廣?，F(xiàn)有實(shí)踐有省市級(jí)別的創(chuàng)新科技實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，試點(diǎn)學(xué)校的校本課程建設(shè)，科學(xué)技術(shù)為主題的學(xué)校課程的實(shí)施。

3. 面臨問題不同

美國(guó)面臨的是畢業(yè)生的實(shí)際培養(yǎng)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求不符、頂尖美國(guó)大學(xué)的STEM 畢業(yè)生較少、性別及種族差異顯著等問題。我國(guó)面臨的是教育學(xué)科壁壘、教育理念滯后、基礎(chǔ)教育與高等教育階段的科技創(chuàng)新教育銜接程度不夠等問題。

三、STEM教育發(fā)展趨勢(shì)

從STEM到STEAM（Science、Technology、Engineering、Mat

hematics、Art），再到STEM+X，STEM教育的內(nèi)涵越來(lái)越豐富，它囊括了人文、藝術(shù)、科學(xué)、創(chuàng)造，成為包容性更強(qiáng)的跨學(xué)科素養(yǎng)教育。

1. STEAM

STEM包含科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)。STEAM教育就是在目前流行的STEM教育的基礎(chǔ)上加入藝術(shù)與設(shè)計(jì)（Art and Design），促進(jìn)全腦的發(fā)展。STEAM課程板塊涉及數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、通用技術(shù)、信息技術(shù)、語(yǔ)言、音樂、美術(shù)等。其中數(shù)學(xué)和工程發(fā)揮著基礎(chǔ)性的作用。

2. 創(chuàng)客

創(chuàng)客教育相當(dāng)于在科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)上，加入商業(yè)、經(jīng)濟(jì)因素，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生針對(duì)生活中的需求，根據(jù)科學(xué)原理，借助數(shù)學(xué)方法建模分析，選擇工程技術(shù)手段通過工程的路徑，在真實(shí)世界創(chuàng)造出有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的實(shí)體的能力。

四、STEM教育與教育技術(shù)之間的區(qū)別和聯(lián)系

STEM教育與教育技術(shù)從根本上來(lái)講利用科學(xué)技術(shù)推動(dòng)教育進(jìn)步，以培養(yǎng)適應(yīng)新時(shí)代的才人。所不同的是STEM教育是自基礎(chǔ)教育到高等教育的一項(xiàng)人才培養(yǎng)方略，而教育技術(shù)是一門方法論性質(zhì)的學(xué)科。STEM課程的設(shè)計(jì)和開展可參考教育技術(shù)中學(xué)習(xí)科學(xué)、教學(xué)設(shè)計(jì)的理論，例如戴爾做中學(xué)的理論，情景學(xué)習(xí)理論，協(xié)作學(xué)習(xí)理論等進(jìn)行實(shí)踐。

隨著STEM的進(jìn)一步實(shí)踐，其中關(guān)于（1）STEM教師培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)、（2）學(xué)生信息技術(shù)應(yīng)用能力培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)、（3）基于真實(shí)情境、跨學(xué)科、協(xié)作的教與學(xué)過程的設(shè)計(jì)、實(shí)施、評(píng)價(jià)的經(jīng)驗(yàn)，可吸收歸納為新的教育技術(shù)理論，促進(jìn)下一輪教學(xué)實(shí)踐。

五、問題與反思

實(shí)際上STEM教育在美國(guó)首先不是一個(gè)單獨(dú)的學(xué)科，而是作為一個(gè)跨學(xué)科教學(xué)方式的存在，除了人文學(xué)科之外，幾乎所有的都可以囊括進(jìn)STEM教育里。更有甚者，將人文（Art）也加入進(jìn)來(lái)，變成STEAM教育。這樣就自然對(duì)老師本身的綜合素養(yǎng)有了極高的要求。

國(guó)內(nèi)STEM教育除了師資，本身對(duì)于這種跨學(xué)科的教學(xué)方式還需要很長(zhǎng)時(shí)間的適應(yīng)，而過去那種應(yīng)試、分科的做法已經(jīng)很久，慣性很大，一時(shí)半會(huì)兒很難大改。即便是現(xiàn)在，很多學(xué)校的STEM教育課都是用通用技術(shù)或者選修課的課時(shí)來(lái)上，更別說專門的STEM教室了。

我國(guó)的STEM教育目前空白太多，需要全社會(huì)的共同努力，有人犯錯(cuò)了，有人探索出一條不錯(cuò)的路子。無(wú)論是從國(guó)家和政府層面進(jìn)行教育資源的優(yōu)化配置，還是推行多元考試評(píng)價(jià)機(jī)制改革，都旨在提升學(xué)生的科學(xué)綜合素養(yǎng)，這些都是一個(gè)不斷探索的共創(chuàng)互動(dòng)的過程。

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