“互聯(lián)網(wǎng)+”時代STEM 教育的研究探索

方振名 陳 寧 方 琨*

（1.玉林師范學院生物與制藥學院 廣西 玉林 537000；2.玉林師范學院教育科學學院 廣西 玉林 537000）

步入21世紀后，全球的科技發(fā)展日新月異，在新一輪的科技競爭中，互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)給了人類科技進步發(fā)展的無限空間[1]。李克強總理在2015年提出了“互聯(lián)網(wǎng)+”計劃。隨后，國務院出臺了一系列的“互聯(lián)網(wǎng)+”文件指導意見，確定了“互聯(lián)網(wǎng)+”等11個重點方向[2]?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”與其他產(chǎn)業(yè)相融合，定會帶動產(chǎn)業(yè)的變革與發(fā)展，產(chǎn)業(yè)變得更加現(xiàn)代化，這就向生產(chǎn)人員的知識與技術提出了更高的要求；而跨學科知識融合的STEM教育特別強調(diào)技術的重要性，教育目的是培養(yǎng)利用跨學科知識解決真實問題的綜合型人才。因此，為了順應“互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展趨勢，2016年教育部印發(fā)了《教育信息化“十三五”規(guī)劃》通知，明確提出了STEM教育發(fā)展方向。

STEM教育是技術創(chuàng)新的推動力，具有依托新技術來改變教學的模式和教學理念。而多門學科交叉的STEM 教育，則更側重于培養(yǎng)學生的動手能力。司曉、孟昭莉等在研究“互聯(lián)網(wǎng)+”時發(fā)現(xiàn)了它的四個基本特征[3]，并認為“互聯(lián)網(wǎng)+”是一種在現(xiàn)代化信息平臺上建立的模式，產(chǎn)品、業(yè)務和模式的自動化、動態(tài)化是它的最終形態(tài)?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”依托現(xiàn)代信息通信平臺與其他傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的跨界融合，重新建造產(chǎn)業(yè)結構，驅動產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展，表明了“互聯(lián)網(wǎng)+”是一種新的社會發(fā)展形態(tài)，也符合現(xiàn)在信息飛速發(fā)展的時代。

一、新時代“互聯(lián)網(wǎng)+”的STEM 教育

新時代“互聯(lián)網(wǎng)+”正悄無聲息地改變著教育，使學習認知、學習理念等都展現(xiàn)出嶄新的一面[4]92。新時代，多學科的交叉融合教育是時代發(fā)展的必然趨勢；因此，必須建立一個以互聯(lián)網(wǎng)思維為指導的教育體系。在“互聯(lián)網(wǎng)+”的影響下，STEM教育在現(xiàn)代信息技術的推動下，打破了原有的教學模式，優(yōu)化了STEM課程配置，從而提升STEM教育的競爭優(yōu)勢。新時代“互聯(lián)網(wǎng)+”的STEM教育導向，打通了各學科之間的界限，打破了傳統(tǒng)的教育教學模式，培養(yǎng)了學生的學習興趣。

1.打破各學科的界限

國內(nèi)外的STEM教育活動案例研究分析，發(fā)現(xiàn)STEM教育有“跨學科”“實踐性”的特點。新時代STEM教育比傳統(tǒng)學科教育更有優(yōu)勢，更能體現(xiàn)STEM教育融會貫通的特點。因此，大力發(fā)展STEM課程教育，則必須先打通各學科之間溝通的“任督二脈”。也有學者認為，發(fā)展STEM教育，先要打造STEM課程的結構[5]。目前，我國的STEM教育處于起步階段，沒有完整的STEM科學體系構造；因此，應盡快制定相關的STEM教育準則和課程結構。

新時代“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，應該充分利用互聯(lián)網(wǎng)信息交換平臺把STEM教育打造成更高更強更智能的復合型教育平臺，從而大幅度提高STEM教育服務管理的質量?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”下的STEM教育緊跟現(xiàn)代教育發(fā)展的步伐，實時統(tǒng)計學生進行STEM課程學習的數(shù)據(jù)，并對學生學習成果進行分析，最終優(yōu)化STEM教育。

2.激發(fā)興趣，提升學生的探究精神和綜合實踐能力

STEM教育注重實踐過程，學生在教師的指導下，通過自己設計創(chuàng)作發(fā)現(xiàn)問題，并分析問題、解決問題，最終創(chuàng)造出自己喜歡的作品。例如《無線路由器對不同植物種子發(fā)芽及生長影響的探究》，這是一節(jié)融合了科學、技術、工程、數(shù)學知識的典型的STEM教育課程。課程選題新穎，能吸引學生的興趣，實驗的材料都來源于現(xiàn)實生活。重實踐過程的STEM教育，不約束學生的思維，讓學生在玩中能學習，學習中也能玩，培養(yǎng)學生的自主探究學習興趣。

如今，電腦、平板、手機成了世界的主流。相對于書本，人們更喜歡看手機；因此在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代教育者把STEM課程和STEM活動方案上傳到網(wǎng)絡上，這樣學生就可以隨時、隨地通過互聯(lián)網(wǎng)移動終端學習，更能吸引廣大學生的興趣?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”帶來的STEM在線學習，大幅度提高了知識獲取率，降低了知識獲取成本。而STEM課程的優(yōu)勢可以輕松打破傳統(tǒng)的教育瓶頸，為改變目前我國落后的教育現(xiàn)狀、實現(xiàn)STEM教育的大眾化、構建一個終身教育體系提供可能。

3.為教學模式建設提供了新方向

在我國傳統(tǒng)的教學模式都是以導師為主，有一大部分的時間是教師在講課，而只有很少部分時間是留給學生的。本文通過對STEM教育案例分析，發(fā)現(xiàn)STEM教育是一種側重于培養(yǎng)學生動手能力的教育模式，它以學生為主，教師為輔導，讓學生自由發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力；學生可以自主探討問題，也可以和教師、同學討論，合作學習。在STEM課堂上，教師只是引導學生，所占的時間很少，大部分時間留給學生操作，因此課堂的主體是學生。這種課堂模式，大大提高了學生對知識的掌握能力，為教學模式建設提供了新方向。

二、“互聯(lián)網(wǎng)+”時代STEM 教育的實施路徑

新時代，教育強國、科技強國、人才強國的戰(zhàn)略越來越受到重視。在萬物聯(lián)網(wǎng)的時代，“互聯(lián)網(wǎng)+”輻射的范圍越來越寬廣，國家—學?！獋€人的聯(lián)系將越來越緊密，綜合型的大學將會更加突出和受到重視。隨著STEM教育在國內(nèi)的興起，STEM教育的實施路徑急需拓展并發(fā)展起來。綜合我國國情及教育狀況，STEM教育實施途徑有以下幾個：搭建網(wǎng)絡教育平臺，為STEM教育提供實踐場所；開發(fā)STEM教育課程體系，完善該課程培養(yǎng)目標及方案；完善STEM教育科學體系，促進課程內(nèi)涵式發(fā)展。

1.搭建互聯(lián)網(wǎng)教育平臺，為STEM提供實踐場所

在新時代背景下，“互聯(lián)網(wǎng)+”的卓越性功能越來越強大；因此，在教育方面，國家需要將更多的綜合性資源投入到STEM教育中。經(jīng)過對相關文獻的整理發(fā)現(xiàn)，與美國相比，我國STEM教育研究非常少，而且研究領域非常狹隘，大部分的研究只存在于表面，并沒有充分體現(xiàn)和發(fā)揮“互聯(lián)網(wǎng)+”的育人體系功能。總體來說，STEM教育在教育領域還缺乏一種推動力，一種能促進該體系順利發(fā)展的催化劑[6]；但從中也看到了機遇。在萬物互聯(lián)時代，特別是網(wǎng)絡發(fā)達的年代，我國的STEM教育平臺將會越來越多，教育體系將會越來越完善。諸如“STEM實驗空間”、江蘇南京的創(chuàng)客空間等[4]94，其模式簡單明了、通俗易懂，研究者可以在平臺上進行充分討論、交流和分享經(jīng)驗等；這些網(wǎng)絡教育平臺為STEM教育的實施提供了重要實踐場所，從而讓學科整合化的STEM教育在我國得到更好發(fā)展，促進STEM教育實施。

2.開發(fā)STEM在線課程，打造STEM教育課程體系

目前，我國的教育以學生在教室學習知識為主，機械及與工程、技術有關的實踐課程安排的時間很少；因此，國內(nèi)大學生有扎實的學科知識基礎，但總體來說缺乏動手能力，部分形成了重理論輕實踐的局面。而STEM課程的目標是培養(yǎng)高素質的綜合型人才[7]，開發(fā)STEM課程，實現(xiàn)STEM課程在線化，讓學生通過互聯(lián)網(wǎng)移動終端隨時隨地學習，以大大增加學生學習STEM課程的時間。

在“互聯(lián)網(wǎng)+”的影響下，現(xiàn)代信息技術與STEM教育融合，信息技術、互聯(lián)網(wǎng)思維與STEM教育融合，STEM課程的原有結構和教學模式被打破了，形成了一種新的更具發(fā)展性的課程體系。如上海STEM云中心課程框架，其主要元素包括科學觀念的應用、技術體系和工程概念、人和技術如何互動等。

3.培養(yǎng)專業(yè)的STEM教師，為STEM教育提供師資保證

隨著STEM教育的蓬勃發(fā)展，STEM也走進來校園和教育機構，各種類型的STEM教育平臺也如雨后春筍般出現(xiàn)，在上海就有近百所學校引進了STEM教育。通過案例分析發(fā)現(xiàn)，STEM課程的指導教師都是某一學科的教師，而不是專業(yè)的教師；因此STEM教育的發(fā)展并不盡如人意。有教育者反映所在學校雖然引進了STEM，卻沒有專業(yè)的STEM教師。面對這樣的局面，在創(chuàng)建STEM課程的同時，學校領導也要考慮本校的師資條件，不能只創(chuàng)建課程，沒有STEM教師。沒有STEM教師的STEM教育無從談起[8]。

STEM教育的最終目的是培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和善于動手實踐的綜合型人才。目前，我國的學校課程都是分科教學，教師只要熟悉自己所要任教的學科就可以進行教學。分科教學模式，可以培養(yǎng)基礎扎實的知識人才，但難培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。STEM教育對教師的要求非常高，專業(yè)的STEM教師要有豐富的學科知識儲備，也要具有創(chuàng)新能力和較強的實踐能力，并了解各學科領域的新動態(tài)。培養(yǎng)STEM教師可以與互聯(lián)網(wǎng)結合，教師可以通過互聯(lián)網(wǎng)更高效地給自己補充知識，時時關注學科領域的發(fā)展，最終達到專業(yè)教師的要求[9]。

4.完善STEM教育科學體系，促進STEM教育內(nèi)涵式發(fā)展

現(xiàn)今，我國的STEM教育還處在初步發(fā)展的階段，沒有嚴格的課程標準，缺乏完整的教育科學體系。STEM教育評價是學生的STEM學習活動和學習結果，在線評價可以更好、更有效地改進STEM課程教育，也可以為后面的STEM課程教育提供參考。構建STEM教育在線評價體系的主要原則有：保證評價者的多元化，即評價者不只是教師，還可以是其他學習者或學生家長；確保評價方法的多樣性，因為學生參與的STEM教育活動豐富多樣，所以為確保評價的客觀公正，需多個角度評價學習者的表現(xiàn)。在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代背景下，完整的在線評價體系，可以促進STEM教育的快速發(fā)展。

三、結語

在“互聯(lián)網(wǎng)+”的時代背景下，我國的STEM教育將會發(fā)生新的一輪改革。STEM教育強調(diào)的是學科之間的關聯(lián)和融合，利用跨學科的知識來解決實際問題?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”要順應STEM教育的創(chuàng)新發(fā)展，利用信息技術來優(yōu)化STEM教育的配置與工具，讓STEM教育成為一種創(chuàng)新的、現(xiàn)代化的教育。搭建網(wǎng)絡教育平臺，開發(fā)STEM在線課程，培養(yǎng)優(yōu)秀的STEM教師，建立健全的STEM教育在線評價體系，充分挖掘“STEM”的育人功能，開拓育人新途徑，教育出一批優(yōu)秀的“互聯(lián)網(wǎng)+”體系學生，讓“互聯(lián)網(wǎng)+”型的STEM教育能夠把握歷史的機遇，改進教育模式，在這信息化飛速發(fā)展的時代隨處可見。