鄉(xiāng)村STEM教育：實現(xiàn)可能、現(xiàn)實困境及因應(yīng)對策*

□ 司 建 張立昌

一、引言

民族要復(fù)興，鄉(xiāng)村需振興。鄉(xiāng)村要振興，教育須先行。當(dāng)前，我國在基本辦學(xué)條件得到全面改善的條件下，在國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)中繼續(xù)提出要建設(shè)“高質(zhì)量教育體系”。這就要求鄉(xiāng)村教育需要向高質(zhì)量的方向發(fā)展，而發(fā)展鄉(xiāng)村的STEM教育則是實現(xiàn)鄉(xiāng)村教育高質(zhì)量發(fā)展的一種有益探索。20世紀(jì)80年代，美國國家科學(xué)委員會（National Science Board，NSB）提出的STEM（Science,Technology,Engineering,Mathematics）教育集成逐步發(fā)展成為一種教育戰(zhàn)略。2017年，我國發(fā)布的《中國STEM教育白皮書》提出，STEM教育是面向所有學(xué)生的培養(yǎng)綜合素質(zhì)的載體，是全社會共同參與的教育創(chuàng)新實踐（中國教育科學(xué)研究院,2017）。城鄉(xiāng)學(xué)生獲得STEM教育的學(xué)習(xí)機(jī)會是平等的，所有學(xué)生都應(yīng)公平享有STEM教育。

根據(jù)城鄉(xiāng)教育一體化和振興鄉(xiāng)村教育的發(fā)展要求，城鄉(xiāng)STEM教育的發(fā)展須以“公平”作為價值前提。這里的“公平”是指城市與鄉(xiāng)村在地位上是平等的，二者是一種“城鄉(xiāng)共在”的存在樣態(tài)。當(dāng)前，城市學(xué)校借助資金與技術(shù)的優(yōu)勢，大力建設(shè)STEM教育研究基地，建立STEM協(xié)同創(chuàng)新中心，編制STEM教材，開設(shè)STEM課程，促使整體化、系統(tǒng)化、專業(yè)化的STEM教育模式漸趨形成，逐步構(gòu)建了城市學(xué)校的STEM教育圖景。反觀鄉(xiāng)村，那里卻長期缺乏必要的教師、資金、技術(shù)支持，難以建立師資、課程、教學(xué)三位一體的STEM教育體系。

無論城市還是鄉(xiāng)村，STEM教育的發(fā)展都應(yīng)該在遵循公平原則的前提下保持雙方的平衡。2016年，教育部發(fā)布的《教育信息化“十三五”規(guī)劃》提出，有條件的地區(qū)要積極探索信息技術(shù)在“眾創(chuàng)空間”、跨學(xué)科學(xué)習(xí)（STEAM教育）、創(chuàng)客教育等新的教育模式中的應(yīng)用（教技〔2016〕2號）。發(fā)展鄉(xiāng)村STEM教育不能循蹈“先城后鄉(xiāng)”的發(fā)展邏輯，而是需要秉持公平的價值準(zhǔn)繩，保持城鄉(xiāng)學(xué)校的平等地位，在此基礎(chǔ)上聚合鄉(xiāng)村本土的STEM教育資源，通過探索實地、實踐、實驗的本土教學(xué)，或者聯(lián)合城市學(xué)校創(chuàng)生出體現(xiàn)鄉(xiāng)村特征的STEM教育新空間。

二、鄉(xiāng)村STEM教育實現(xiàn)之可能

STEM教育是一種探究性較強(qiáng)的教育形式，主要通過項目化的學(xué)習(xí)方式培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、跨學(xué)科解決問題能力、實踐動手能力等高階能力?？陀^地看，鄉(xiāng)村缺少發(fā)展STEM教育的專業(yè)師資和硬件設(shè)備，因而有不少人認(rèn)為鄉(xiāng)村不適合開展STEM教育。但是，從我國鄉(xiāng)村教育發(fā)展的實際來看，鄉(xiāng)村存有可以培育的STEM學(xué)科素養(yǎng)，甚至已經(jīng)開展了具有STEM教育特征的跨學(xué)科實踐。

（一）鄉(xiāng)村存有可以培育的STEM學(xué)科素養(yǎng)

STEM教育中的“科學(xué)”“技術(shù)”“工程”“數(shù)學(xué)”四大學(xué)科，相對應(yīng)地構(gòu)成了STEM教育的科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)、數(shù)學(xué)素養(yǎng)，而這四種素養(yǎng)在鄉(xiāng)村教育中是客觀存在的。

首先是科學(xué)素養(yǎng)。國際學(xué)生評估項目（PISA）認(rèn)為科學(xué)素養(yǎng)有三方面的內(nèi)容：一是科學(xué)地解釋現(xiàn)象；二是評價和設(shè)計科學(xué)探究；三是科學(xué)地解釋數(shù)據(jù)和證據(jù)（OECD,2014）?！吨袊窨茖W(xué)素質(zhì)基準(zhǔn)》（國科發(fā)政〔2016〕112號）指出，要在全社會大力弘揚科學(xué)精神、普及科學(xué)知識，提高全民科技意識和科學(xué)素養(yǎng)。與城市相比，鄉(xiāng)村的科學(xué)素養(yǎng)培育具有一定的特殊性，這是因為鄉(xiāng)村學(xué)生接觸到的自然環(huán)境與生活環(huán)境可與科學(xué)學(xué)習(xí)直接關(guān)聯(lián)。比如，城市的STEM教育需要借助科學(xué)的實驗設(shè)備開展有關(guān)植物的科學(xué)探究，而鄉(xiāng)村的植物科學(xué)探究在田間地頭就能輕松實現(xiàn)。不僅如此，鄉(xiāng)村本身具有的自然資源有利于學(xué)生開展“種子發(fā)芽實驗”“魚菜共生實驗”“竹蜻蜓項目”等具體的科學(xué)實踐，即通過鄉(xiāng)村本土的STEM實踐來提升科學(xué)素養(yǎng)。簡言之，城市與鄉(xiāng)村都可以實現(xiàn)科學(xué)素養(yǎng)的培育，只不過二者采取的教育方式應(yīng)有一定差異。

其次是技術(shù)素養(yǎng)。國際技術(shù)教育協(xié)會（ITEA）提出的技術(shù)素養(yǎng)是指學(xué)生應(yīng)當(dāng)發(fā)展對技術(shù)本質(zhì)的理解、對技術(shù)與社會關(guān)系的理解、對設(shè)計的理解、對技術(shù)化世界的適應(yīng)能力以及對人造世界的理解（蔡海云,2017）。鄉(xiāng)村教育中的技術(shù)素養(yǎng)，旨在鄉(xiāng)村環(huán)境中理解技術(shù)本身和技術(shù)與外部環(huán)境的關(guān)系，進(jìn)而理解技術(shù)在鄉(xiāng)村環(huán)境中的運用價值。比如，鄉(xiāng)村可以通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)農(nóng)業(yè)商品的線上交易，而鄉(xiāng)村學(xué)生可以在商品的互聯(lián)運作中深入挖掘信息技術(shù)與商品交互的內(nèi)在機(jī)理，進(jìn)而為其運用技術(shù)改善鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)做好經(jīng)驗積累。

最后是工程素養(yǎng)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)。美國州長協(xié)會（National Governors Association）認(rèn)為，工程和數(shù)學(xué)素養(yǎng)是基于項目的方式將多門學(xué)科進(jìn)行有機(jī)整合，結(jié)合學(xué)生的實際將科學(xué)原理和數(shù)學(xué)原理有效地分析、推理并應(yīng)用于實踐的過程。工程素養(yǎng)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)的關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，兩種素養(yǎng)通常交互發(fā)生作用。學(xué)生可以運用所學(xué)的工程和數(shù)學(xué)知識，通過項目化的學(xué)習(xí)方式客觀地分析、判斷、解釋有關(guān)現(xiàn)象，或者對有關(guān)假設(shè)予以證實或證偽。鄉(xiāng)村本身存有培養(yǎng)學(xué)生工程素養(yǎng)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)的教育環(huán)境。比如，農(nóng)田中所采用的滴灌技術(shù)實為一項值得探究的STEM課題，鄉(xiāng)村學(xué)生可以通過實地觀察掌握滴灌施肥灌溉系統(tǒng)的構(gòu)成與操作原理，分析施肥過程中可能產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，運用數(shù)學(xué)測算出土壤條件下水分運移的距離與濕潤體的幾何面積。

（二）鄉(xiāng)村存在STEM教育的跨學(xué)科探索

首先，鄉(xiāng)村存有開展STEM教育的跨學(xué)科資源。與城市學(xué)校相比，鄉(xiāng)村學(xué)校雖然缺乏現(xiàn)代的教學(xué)設(shè)備，但可以根據(jù)本土實際展開STEM教學(xué)探索。以初中學(xué)段的“跳眼測距法”一課為例，學(xué)生可以通過測量“人的手臂長度、雙眼間距離目標(biāo)物到人的距離、兩眼分別目測時目標(biāo)物橫向移動距離，并根據(jù)比例關(guān)系推算出目標(biāo)的實際距離”（黃勇,2019）。學(xué)生在“跳眼測距法”學(xué)習(xí)過程中不斷領(lǐng)會數(shù)學(xué)中的三角形原理、物理學(xué)中光的直線傳播和生物學(xué)中身體器官比例等方面的科學(xué)知識。

從生物學(xué)的角度來看，鄉(xiāng)村在植物、動物、礦物實驗方面擁有得天獨厚的優(yōu)勢，這也為鄉(xiāng)村開展跨學(xué)科的STEM教育提供了有利條件。以蘇教版生物學(xué)教材的“如何才能判斷生態(tài)系統(tǒng)中的能量是流動的”這一探究主題為例，針對這一探究主題教師可以將農(nóng)作物的種子作為實驗對象，并據(jù)此確定研究假設(shè)，即“種子在水分充足的情況下呼吸作用明顯”。其中的實驗原理是：生物呼吸作用所產(chǎn)生的熱量可以通過溫度計測量，而呼吸作用與熱量散失呈正比關(guān)系。在這個問題的探究過程中，學(xué)生可以進(jìn)行實驗觀察、測量與統(tǒng)計，逐步提出優(yōu)化播種時間的方案。該探究過程不僅有利于鄉(xiāng)村學(xué)生跨學(xué)科學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)等知識，還有助于鼓勵他們關(guān)注農(nóng)村問題、關(guān)心農(nóng)業(yè)發(fā)展。

其次，各類科技援助項目不斷推動鄉(xiāng)村STEM教育的跨學(xué)科實踐。STEM教育的跨學(xué)科性對科學(xué)教育的要求相對較高，對科學(xué)教育質(zhì)量薄弱的鄉(xiāng)村學(xué)校來說開展STEM跨學(xué)科實踐的難度無疑是巨大的。不過，鄉(xiāng)村學(xué)校的科學(xué)教育水平雖然有限，卻并不妨礙外部力量介入并支持鄉(xiāng)村STEM教育的跨學(xué)科實踐。比如，中國平安保險公司以科技精英組成的教師團(tuán)隊曾向鄉(xiāng)村提供人工智能、智能制造、航空航天科學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)等具有STEM特征的科學(xué)課程。通過該項目開展的跨學(xué)科學(xué)習(xí)體驗發(fā)現(xiàn)，鄉(xiāng)村學(xué)生學(xué)習(xí)STEM的興趣濃且效率高。例如，甘肅省臨洮縣太石小學(xué)利用兩天時間就設(shè)計出了可變速摩天輪、可控溫的雞蛋孵化室、午餐人數(shù)計數(shù)器和門窗報警器等高難度機(jī)器（中國新聞網(wǎng),2020）。此外，還有中國教育部和中國科協(xié)聯(lián)合舉辦的“做中學(xué)”科學(xué)教育改革實驗項目，以及其他的教育機(jī)構(gòu)、社會組織、企業(yè)等基于鄉(xiāng)村特征開展的不同類型STEM跨學(xué)科實踐。

最后，鄉(xiāng)村農(nóng)場學(xué)校擁有STEM跨學(xué)科的實踐經(jīng)驗。隨著STEM教育研究的不斷深入，除了原先的“科學(xué)”“技術(shù)”“工程”“數(shù)學(xué)”四門課程之外，又增添了信息技術(shù)、音樂、語言、表演等學(xué)科內(nèi)容，逐漸出現(xiàn)了STEAMS、STEM+、STEMx①STEM教育中的首字母分別代表科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科。隨著STEM教育研究的不斷深入，美國弗吉尼亞理工大學(xué)的學(xué)者Georgett Yakman提出了STEAM教育，其中的“A”指代藝術(shù)（Arts），具體包括人文、音樂、語言、表演等內(nèi)容。后來，美國國家科學(xué)委員會認(rèn)為，除了增加藝術(shù)的教育元素之外STEM教育還應(yīng)與PISA相結(jié)合，需要考查學(xué)生閱讀和寫作的能力。在此基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了STREAM教育，其中的“R”指代讀寫（Reading/Writing）。在表達(dá)方式上，STEM被研究者描繪成STΣ@M，一方面強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)和信息技術(shù)在STEM教育中的重要性，另一方面則凸顯STEM教育的跨學(xué)科特征，STEM教育因而被研究者冠以STEAMS或STEM+的名稱。術(shù)語的變化表明學(xué)界對其認(rèn)識在不斷地深化。等內(nèi)涵更為豐富的STEM教育名稱。這表明，STEM教育并不局限于傳統(tǒng)的四門獨立的學(xué)科，而是傾向于構(gòu)建一種更加開放、多元、系統(tǒng)的學(xué)科集群。我國的鄉(xiāng)村地理環(huán)境普遍復(fù)雜，有的鄉(xiāng)村學(xué)生在當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)場學(xué)?？梢垣@得具有跨學(xué)科特征的STEM教育，這一方面能夠提升學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的積極性和主動性，另一方面也能增強(qiáng)其熱愛家鄉(xiāng)和造福百姓的樸素情感。

山東某鄉(xiāng)村小學(xué)以“如何提高大櫻桃的采摘效率”為研究問題，引導(dǎo)學(xué)生利用物理的杠桿原理、數(shù)學(xué)計算、工程設(shè)計等知識“發(fā)明可以調(diào)整高度的梯子來提高采摘大櫻桃的效率”（孫美玲,2020）。該課程引導(dǎo)學(xué)生不斷深入農(nóng)民群眾了解大櫻桃采摘中的具體問題，而發(fā)明出的梯子既能夠保證采摘人的安全，同時也能提高采摘效率。中國科學(xué)院附屬玉泉小學(xué)開設(shè)農(nóng)耕、葡萄酒釀造、家禽飼養(yǎng)、溫室大棚、植物研究、地質(zhì)礦石、野外生存、社會調(diào)查、生活能力實踐等課程，學(xué)生在創(chuàng)造性的勞動過程中將習(xí)得的數(shù)學(xué)、科學(xué)、語文、社會、地理、歷史等知識鑲嵌在課程當(dāng)中去應(yīng)用（盧秋紅,2019）。暫且不論鄉(xiāng)村本土的跨學(xué)科實踐是否完全符合STEM教育的特征，但是這些實踐探索在一定程度上為實現(xiàn)鄉(xiāng)村的STEM教育積累了經(jīng)驗，也為日后開展更高質(zhì)量的鄉(xiāng)村STEM教育開辟了道路。

三、鄉(xiāng)村STEM教育實現(xiàn)之困境

鄉(xiāng)村是集自然、社會、經(jīng)濟(jì)特征為一體的地域綜合體，它與城市同樣具有生產(chǎn)、生活、生態(tài)、文化等多重功能。從應(yīng)然角度來看，將STEM教育嵌入鄉(xiāng)村理應(yīng)發(fā)展出具有鄉(xiāng)土特征的STEM教育。但從實然的角度來看，實現(xiàn)鄉(xiāng)村的STEM教育并非易事。這一教育愿景的實現(xiàn)至少面臨三重困境：空間正義的鴻溝是鄉(xiāng)村STEM教育的公平之殤；文化資本的差距說明鄉(xiāng)村STEM教育存在先天不足；教育模仿的慣習(xí)表明鄉(xiāng)村STEM教育具有后天差距。

（一）空間正義的鴻溝：鄉(xiāng)村STEM教育的公平之殤

空間正義與空間的生產(chǎn)及其資源分配緊密相關(guān)，具體是指在空間生產(chǎn)和空間資源配置中的社會正義（任平,2006）。就城市而言，城市學(xué)校既擁有傳統(tǒng)教室、自然環(huán)境、科技實驗室等基礎(chǔ)的物理學(xué)習(xí)空間，也擁有以科學(xué)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)為工具創(chuàng)制的更加靈活和更加包容的虛擬學(xué)習(xí)空間。學(xué)生可以在現(xiàn)實與虛擬的學(xué)習(xí)空間中，通過自主、合作、探究等形式完成相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)，在豐富多樣的學(xué)習(xí)活動中激發(fā)創(chuàng)造活力。就鄉(xiāng)村而言，鄉(xiāng)村學(xué)校雖有內(nèi)部的實驗教室和外部的自然空間，但科學(xué)教師數(shù)量不足，教學(xué)水平有限，導(dǎo)致這些空間資源不能被有效地整合利用，最終難以創(chuàng)制出符合鄉(xiāng)村學(xué)校實際的STEM教育空間。

在城市，學(xué)生能夠在城市的教育空間中體驗AR、VR、無人機(jī)、3D打印、智能機(jī)器人等新興科技的無窮魅力，這種體驗構(gòu)成了他們?nèi)粘Ａ?xí)得的“默會知識”。然而，對有些連地鐵都沒有見過的鄉(xiāng)村學(xué)生來說，此類“默會知識”多為其童年生活中可望而不可即的孤獨想象。城市教育發(fā)展的“快”與鄉(xiāng)村教育發(fā)展的“慢”實際上是平等與效率矛盾的外在反映。STEM教育不能落入“城快鄉(xiāng)慢”“重城輕鄉(xiāng)”的發(fā)展窠臼，而應(yīng)該以公平作為價值準(zhǔn)繩，發(fā)展具有鄉(xiāng)村本土特征的STEM教育。

我們不能否認(rèn)，STEM教育在客觀上是需要軟件和硬件條件支持的，不具備這些條件的鄉(xiāng)村學(xué)校暫時不宜開展此種教育，但這不等于STEM教育天生適合在城市開展而不適宜在鄉(xiāng)村施行。城市教育與鄉(xiāng)村教育發(fā)展不應(yīng)是完全同一的，但這并不代表二者是彼此孤立、互不往來的，二者在一定程度上可以調(diào)和與共融。我們可以將城市生活與鄉(xiāng)村環(huán)境和諧地組合在一起（埃比泥澤,2010）。STEM教育最終形成的不應(yīng)是城鄉(xiāng)彼此孤立的教育單體，而是一種既能夠發(fā)揮城市優(yōu)勢又可以帶動鄉(xiāng)村發(fā)展的教育共同體，二者可以在優(yōu)勢互補中得到共同發(fā)展。

（二）文化資本的差距：鄉(xiāng)村STEM教育的先天不足

城市與鄉(xiāng)村在STEM教育中的差距與文化資本（Cultural Capital）的投入密切相關(guān)。從社會學(xué)的表達(dá)范式來看，文化資本有三種狀態(tài)：①具體的狀態(tài)，一種心身的慣?！靶郧椤钡男问?；②客觀的狀態(tài)，一種文化商品的形式；③體制的狀態(tài)，一種客觀化的形式（布爾迪厄,1997）。就家庭教育而言，城市家庭在STEM教育的文化資本投入普遍高于鄉(xiāng)村。比如，城市學(xué)生的父母可以為子女購買科學(xué)讀物和科技產(chǎn)品，鼓勵他們到科技場館參加科普活動或進(jìn)入教育機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí)STEM課程，而這些教育條件對一般的鄉(xiāng)村家庭來說是難以具備的。

STEM教育日益成為科學(xué)教育的新高地，特別是在城市學(xué)校中發(fā)展得如火如荼。城市學(xué)?？梢越柚Y金與技術(shù)的優(yōu)勢，從課程開發(fā)公司獲取課程設(shè)計、師資培訓(xùn)、設(shè)備維護(hù)等一站式的STEM教育服務(wù)。身在城市的學(xué)生可在非教師主導(dǎo)的課堂環(huán)境中，通過主體間的互助發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)、科學(xué)實驗學(xué)習(xí)等方式享受STEM教育。不僅如此，城市學(xué)校還可通過強(qiáng)校聯(lián)合組成STEM教育聯(lián)盟，選派骨干教師參加STEM師資培訓(xùn)，組織各類STEM主題的科技創(chuàng)新競賽活動和社團(tuán)課程。

就鄉(xiāng)村教育而言，由于長期缺乏必要的教師、資金、技術(shù)支持，鄉(xiāng)村學(xué)校普遍難以開設(shè)真正意義上的STEM課程。在鄉(xiāng)村學(xué)生的周圍仿佛籠罩著一層“無知之幕”（veil of ignorance），他們即使聽過STEM這個名詞，但也幾乎沒有切身接觸過這個來自城里的“高大上”的教育新寵。這樣看來，縮小城鄉(xiāng)教育差距就需要從縮小文化資本差距入手，而縮小文化資本差距則需要努力“縮小城鄉(xiāng)、區(qū)域、校際差距，讓教育資源惠及所有家庭和孩子”（李克強(qiáng),2020）。

（三）教育模仿的慣習(xí)：鄉(xiāng)村STEM教育的后天差距

鄉(xiāng)村教育的發(fā)展本身有一種“城進(jìn)鄉(xiāng)跟”的慣習(xí)，即鄉(xiāng)村慣用“模仿”城市的方式來發(fā)展教育。這種“模仿”的慣習(xí)在鄉(xiāng)村教育當(dāng)中表現(xiàn)得尤為突出，不僅如此，有的教育部門誤把“城鄉(xiāng)一體化”當(dāng)作“城鄉(xiāng)一樣化”，鄉(xiāng)村學(xué)校的發(fā)展目標(biāo)、模式、路徑等環(huán)節(jié)無不“模仿”城市學(xué)校，導(dǎo)致“千校一面”“萬人同語”等同質(zhì)化的教育問題層出不窮。鄉(xiāng)村學(xué)校如果在師資培訓(xùn)、平臺搭建、課程設(shè)計、教學(xué)實施、教學(xué)評價等環(huán)節(jié)全部采用城市的教育模式，那么STEM教育的鄉(xiāng)村本土化將是難以實現(xiàn)的。

創(chuàng)造本土化的鄉(xiāng)村STEM教育需要將更多的資源投入鄉(xiāng)村學(xué)校當(dāng)中，充分發(fā)揮STEM教育的跨學(xué)科性、互助合作性、情境實踐性等育人特點，從而激發(fā)鄉(xiāng)村STEM教育的潛在活力。鄉(xiāng)村學(xué)校可以利用諸如地質(zhì)地貌、動物植物、農(nóng)田水利設(shè)施等本土資源，通過實地教學(xué)、科學(xué)實驗等教學(xué)形式，逐漸將鄉(xiāng)土文化中淳樸、善良、勤勞的思想浸潤于鄉(xiāng)村學(xué)生的生命歷程之中。

四、鄉(xiāng)村STEM教育實現(xiàn)之策略

我國正逐步將財政資源、課程資源、教師資源向鄉(xiāng)村集中。在城鄉(xiāng)教育均衡發(fā)展和城鄉(xiāng)教育一體化等方針政策的支持下，鄉(xiāng)村勢必能夠走出一條具有本土特征而又不失現(xiàn)代教育特點的STEM教育道路。鄉(xiāng)村STEM教育實現(xiàn)的路徑具體可分為三個層面：首先，通過“城鄉(xiāng)共進(jìn)”建立鄉(xiāng)村的STEM師資培育機(jī)制；其次，通過“以城帶鄉(xiāng)”創(chuàng)建鄉(xiāng)村主題的STEM教學(xué)模式；最后，通過“自力更生”開展鄉(xiāng)村STEM教育的本土實踐。

（一）“城鄉(xiāng)共進(jìn)”：建立鄉(xiāng)村STEM師資培育機(jī)制

首先，加大鄉(xiāng)村STEM師資培育的政策支持。發(fā)展鄉(xiāng)村STEM教育的首要難題是師資匱乏。據(jù)調(diào)查，我國農(nóng)村小學(xué)此類教師的缺口比例為37.3%（胡衛(wèi)平,等,2017）。解決鄉(xiāng)村STEM師資問題需要通過政府部門對落后地區(qū)的STEM教師教育予以更多的政策傾斜和資金支持（姜浩哲,等,2020）。教育行政部門應(yīng)以“建好建強(qiáng)鄉(xiāng)村教師隊伍”作為培育師資力量的實踐宗旨，深入貫徹落實黨和國家制定的振興鄉(xiāng)村教育的方針政策。

國家應(yīng)成立專門的STEM教育工作領(lǐng)導(dǎo)小組，制定有助于城鄉(xiāng)教育均衡發(fā)展的STEM師資培養(yǎng)計劃，培養(yǎng)一支專兼結(jié)合、結(jié)構(gòu)合理、素質(zhì)優(yōu)良、勝任各類科學(xué)教育與培訓(xùn)的教師隊伍。教育行政部門可將“青椒計劃”“鄉(xiāng)村青年教師社會支持公益計劃”與STEM師資培訓(xùn)相結(jié)合，篩選出樂于從事鄉(xiāng)村教育的教師參加STEM教育的專項培訓(xùn)。

其次，建立開放的鄉(xiāng)村STEM教師引進(jìn)機(jī)制。各級政府要用好國家支持鄉(xiāng)村教師發(fā)展的政策，可以通過特崗教師計劃、薄弱學(xué)校改造計劃、鄉(xiāng)村教師支持計劃等，改善基本辦學(xué)條件，補充STEM教師數(shù)量。教育行政部門可以建立開放的師資培養(yǎng)機(jī)制，讓行業(yè)、企業(yè)的富余科技人員積極參與到STEAM教育中來（曾麗穎,等,2019）。比如，教育相關(guān)部門可適當(dāng)選派鄉(xiāng)村中的技術(shù)骨干赴城市學(xué)校進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn)，將其培養(yǎng)成為推進(jìn)鄉(xiāng)村STEM教育發(fā)展的重要力量。此外，教育相關(guān)部門要對新進(jìn)的鄉(xiāng)村STEM教師進(jìn)行培訓(xùn)，尤其需要提升其與鄉(xiāng)村文化、鄉(xiāng)村社會、鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)密切相關(guān)的情境化的科學(xué)素養(yǎng)，有針對性地提升師資水平。

最后，建立指向鄉(xiāng)村的STEM師資培育機(jī)制。高校和科研院所可以選拔科研能力和教學(xué)能力突出的專家作為鄉(xiāng)村STEM師資培育的指導(dǎo)教師。具體而言，可以師范院校為引領(lǐng)，聯(lián)合科研院所和相關(guān)企業(yè)，在鄉(xiāng)村建立STEM教育課程開發(fā)基地，選派優(yōu)秀的鄉(xiāng)村教師參與基地建設(shè)，逐步建立教師培訓(xùn)與課程開發(fā)為一體的研修機(jī)制。不僅如此，教育相關(guān)部門可主動借鑒發(fā)達(dá)國家的STEM師資引進(jìn)和培養(yǎng)經(jīng)驗。

英國通過“STEM大使”（STEM Ambassadors）項目，招募社會志愿者參與STEM教育的具體實踐。這些志愿者一部分來自學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)、科研院所、企業(yè)等各類組織，另一部分作為獨立個體參與（樊文強(qiáng),等,2019）。就我國而言，以科學(xué)家、工程師、社會學(xué)家、技術(shù)專家為代表的社會力量參與鄉(xiāng)村STEM教育實踐，能夠快速、有效地為鄉(xiāng)村學(xué)校提供指導(dǎo)和培訓(xùn)，從而彌補鄉(xiāng)村教師在知識、技能、經(jīng)驗等方面的不足。具體而言，政府部門、高等院校、科研院所、STEM課程開發(fā)商可以聯(lián)合建立合作框架協(xié)議，與其他社會力量之間加強(qiáng)橫向溝通、縱向聯(lián)系（張曼茵,等,2019），結(jié)合鄉(xiāng)村實際培育本土的STEM教師隊伍。

（二）“以城帶鄉(xiāng)”：創(chuàng)建鄉(xiāng)村主題的STEM教學(xué)模式

首先，多方協(xié)同合作帶動鄉(xiāng)村學(xué)校開展STEM教學(xué)?！吨袊鳶TEM教育2029創(chuàng)新行動計劃》指出，要吸納更多的社會力量協(xié)同開展STEM教育創(chuàng)新。城市學(xué)?？梢栽谂嘤?xùn)STEM教師過程中，探索開發(fā)具有鄉(xiāng)村特征的STEM課程，進(jìn)而為開展鄉(xiāng)村的STEM教學(xué)做好經(jīng)驗儲備。城市學(xué)?？蛇x派STEM教師進(jìn)駐鄉(xiāng)村學(xué)校，可深入鄉(xiāng)村開發(fā)STEM教學(xué)課例，幫助鄉(xiāng)村學(xué)校搭建STEM教育平臺和開發(fā)鄉(xiāng)村主題的STEM教學(xué)模式。

除了多方協(xié)同合作發(fā)展鄉(xiāng)村STEM教育外，還可以不斷擴(kuò)大協(xié)同主體，讓更多主體參與到鄉(xiāng)村STEM教育中來。我國應(yīng)建立面向鄉(xiāng)村STEM教育的多方協(xié)同合作教育生態(tài)體系，具體包括校內(nèi)與校外的多方合作，政府和教育部門從政策、資源、環(huán)境、師資、資金等各方面提供支持，整合學(xué)科間和校內(nèi)外的資源（陳鵬,等,2019）。教育行政部門、高校、企業(yè)、科技館、博物館、圖書館等機(jī)構(gòu)可以聯(lián)合建立U-G-I-S（高校-政府-科研機(jī)構(gòu)-學(xué)校）的合作模式，研創(chuàng)出符合鄉(xiāng)村特點的STEM教學(xué)模式。

其次，通過遠(yuǎn)程教育打造STEM教學(xué)的在線共同體。當(dāng)前，我國的遠(yuǎn)程教育正在走向更加深入、更加立體、更加便捷的內(nèi)涵式發(fā)展軌道，已經(jīng)完成了“三通兩平臺”的建設(shè)。我國基礎(chǔ)教育信息化水平的整體提升，將會把網(wǎng)絡(luò)共享的遠(yuǎn)程教育學(xué)習(xí)推向深入，進(jìn)而推動教育資源共享、促進(jìn)教育公平、提高教育質(zhì)量（王珠珠,2018），這將有利于城市更好地發(fā)揮帶動鄉(xiāng)村開展STEM教學(xué)的作用。城市學(xué)?？梢酝ㄟ^直播平臺、錄播軟件、網(wǎng)絡(luò)互動社區(qū)（劉寧,等,2021）等形式，引領(lǐng)鄉(xiāng)村教師共同開展有關(guān)STEM教育的研習(xí)活動，逐步提升鄉(xiāng)村教師的STEM教育水平。

鄉(xiāng)村教師可以借助在線視頻、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)會議等渠道，及時獲取和更新STEM教學(xué)理念和教學(xué)方法的相關(guān)知識，同時可以與發(fā)達(dá)地區(qū)的優(yōu)秀教師開展協(xié)同教研。城鄉(xiāng)學(xué)校可以嘗試建立STEM教學(xué)聯(lián)盟，實施基于現(xiàn)代信息技術(shù)的“在線學(xué)習(xí)共同體”工程，創(chuàng)建“Think-pair-share”（城鄉(xiāng)STEM學(xué)習(xí)共享模式），通過創(chuàng)設(shè)整合了真實教學(xué)設(shè)計問題和虛擬導(dǎo)師等多元支架的虛擬實習(xí)環(huán)境（胡藝齡,等,2021），使鄉(xiāng)村教師結(jié)合本土實際不斷提升STEM教學(xué)設(shè)計能力。

最后，集中優(yōu)勢資源創(chuàng)造鄉(xiāng)村特色的STEM實踐樣本。城市的中小學(xué)和大學(xué)都可以開展鄉(xiāng)村題材的STEM教育研究，將研究成果和經(jīng)驗移植或轉(zhuǎn)化到鄉(xiāng)村教育中。中小學(xué)可鼓勵教師設(shè)計具有鄉(xiāng)村特征的STEM教育課題。比如，城市學(xué)?？梢酝ㄟ^智能花園的設(shè)計和園內(nèi)草木的搭配，要求學(xué)生運用合理的程序完成任務(wù)（高凱濤,等,2021），在教學(xué)進(jìn)程中不斷介入鄉(xiāng)村題材，進(jìn)而激發(fā)師生共同關(guān)注鄉(xiāng)村問題。

北京中學(xué)的STEM課程在深入鄉(xiāng)村的實踐方面堪稱典范，該校的學(xué)生團(tuán)隊在參加“尋找STEM GIRLS”項目的過程中，為了滴灌解決西部土地鹽堿化問題（科學(xué)中國網(wǎng),2019），兩次到內(nèi)蒙古庫倫旗展開研究。他們應(yīng)用科學(xué)知識解決當(dāng)?shù)仫嬎畣栴}，既提升了探索新知的能力又滋養(yǎng)了關(guān)心鄉(xiāng)村生活的美好品性。高?？萍脊ぷ髡哌M(jìn)入鄉(xiāng)村開展研究，同樣有利于為鄉(xiāng)村STEM教育提供智力支持和實踐指導(dǎo)。農(nóng)業(yè)科學(xué)家袁隆平說，書本知識和電腦技術(shù)種不出水稻，只有在田里才能種出水稻，所以肯定要到田里去（人民日報,2018）。高?？梢砸龑?dǎo)農(nóng)業(yè)科學(xué)、工程科學(xué)、生物科學(xué)等跨學(xué)科專業(yè)的師生關(guān)注農(nóng)田水利建設(shè)、自然生態(tài)保護(hù)、農(nóng)產(chǎn)品研發(fā)等鄉(xiāng)村問題，鼓勵他們與鄉(xiāng)村學(xué)校合作開發(fā)STEM教學(xué)項目。

（三）“自力更生”：開展鄉(xiāng)村STEM教育的本土實踐

首先，根據(jù)“地方境脈”開發(fā)STEM課程的顯性教育資源。不列顛哥倫比亞大學(xué)科學(xué)教育專家Samson Nashon提出了“地方境脈”（Local Context）的概念，他認(rèn)為地方境脈與學(xué)習(xí)者的生活最為貼近，以其為背景設(shè)計問題最能夠被學(xué)習(xí)者接受，并將其快速帶入探究情境（陳曉慧,等,2019）。就我國而言，鄉(xiāng)村天然地存有河流、海洋、沙漠、濕地、山林、草原等豐富的“地方境脈”。鄉(xiāng)村學(xué)?？梢愿鶕?jù)當(dāng)?shù)貙嶋H，充分了解鄉(xiāng)村STEM的“地方境脈”，合理開發(fā)鄉(xiāng)村本土的科學(xué)教育資源。就鄉(xiāng)村整體環(huán)境而言，諸如農(nóng)田水利設(shè)施、農(nóng)機(jī)設(shè)備、農(nóng)場牧場等都是可以利用的STEM教育資源。學(xué)者錢理群和劉鐵芳曾指出，如果我們將農(nóng)校、農(nóng)技站或是成人文化學(xué)校等機(jī)構(gòu)的資源進(jìn)行整合，賦予它們新的使命，他們（鄉(xiāng)民們）就不會輕易對他們的孩子所接受的教育說“不”了（錢理群,2008）。

在江西萍鄉(xiāng)瀘溪縣宣風(fēng)鎮(zhèn)中心學(xué)校，為培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新和實踐能力，科學(xué)教師李學(xué)戰(zhàn)帶領(lǐng)學(xué)生一同開發(fā)本土的學(xué)習(xí)資源。他們通過收集竹片、木棍、飲料瓶、電器零件等廢舊物品，將這些廢舊物品清洗、消毒后再帶入課堂。學(xué)生在教師的引領(lǐng)下一齊動腦、共同制作，享受科學(xué)創(chuàng)作課程的樂趣。經(jīng)過師生的共同努力，該校的科學(xué)學(xué)習(xí)條件正在不斷完善。上級部門也專門撥款為學(xué)校建設(shè)科技館、VR教室和創(chuàng)客教室。該校正逐步探索出鄉(xiāng)土科學(xué)與現(xiàn)代創(chuàng)客相融合的科技教育模式（中國教育報,2019）。

其次，基于鄉(xiāng)村文化挖掘STEM教育的隱性教育資源。STEM教育在鄉(xiāng)村得以實施，不僅要考慮開發(fā)“看得見”的顯性資源，同時也要考慮開發(fā)鄉(xiāng)村本土“看不見”的隱性資源。不同的鄉(xiāng)村所蘊含的本土文化會有差別，我們在發(fā)掘鄉(xiāng)村文化資源時既要結(jié)合當(dāng)?shù)貎?yōu)秀的傳統(tǒng)文化，打造區(qū)域文化的社會價值，也要注重培育學(xué)生的創(chuàng)造思維和科學(xué)精神。鄉(xiāng)村學(xué)?？蓪㈦[性與顯性的本土教育資源予以整合，讓“薄弱學(xué)校、薄弱地區(qū)變成先進(jìn)學(xué)校、先進(jìn)地區(qū)，讓普通教師變成名師，讓基礎(chǔ)差的學(xué)生變成品學(xué)兼優(yōu)的學(xué)生”（何克抗,2018）。

鄉(xiāng)村學(xué)?？梢詫⒚耖g工藝、文化遺產(chǎn)、農(nóng)事經(jīng)驗等教育資源融入STEM課程當(dāng)中，為鄉(xiāng)村學(xué)生創(chuàng)造提升創(chuàng)新意識和能力的學(xué)習(xí)平臺，不斷生成具有中國特色和符合時代特征的“耕讀文化”，將鄉(xiāng)土文化中樸實、勤勞、奉獻(xiàn)的思想沉浸于鄉(xiāng)村學(xué)生的心靈深處。具體來說，鄉(xiāng)村學(xué)校要結(jié)合鄉(xiāng)村實際和學(xué)校實情，制定符合鄉(xiāng)村學(xué)校特點的辦學(xué)理念和辦學(xué)目標(biāo)。在課程文化建設(shè)上，要修建符合鄉(xiāng)村學(xué)校特點的文化設(shè)施，開設(shè)富有鄉(xiāng)村文化品性的科學(xué)研究課程。

最后，實現(xiàn)基于項目學(xué)習(xí)的鄉(xiāng)村STEM課程整合?；陧椖繉W(xué)習(xí)的鄉(xiāng)村STEM課程整合旨在讓學(xué)生學(xué)習(xí)和調(diào)動科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等學(xué)科知識，形成項目解決方案并予以實施（董澤華,2019）。教師在進(jìn)行項目設(shè)計時，要充分挖掘鄉(xiāng)村實際的真實問題，將真實問題轉(zhuǎn)化為真實項目，引導(dǎo)學(xué)生運用多種方法解決系列問題，在完成項目的同時提升問題解決能力和創(chuàng)新思維能力。鄉(xiāng)村教師不應(yīng)拘泥于城市已有的STEM課程模式，而是要積極主動尋找數(shù)學(xué)、工程、地理、生物等與鄉(xiāng)村密切相關(guān)的課程資源，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供腳手架，幫助他們尋找科學(xué)問題并解決實際問題，努力建構(gòu)富有鄉(xiāng)村特征和生命活力的STEM課程。

實現(xiàn)基于項目學(xué)習(xí)的鄉(xiāng)村STEM課程整合，需要鄉(xiāng)村教師在設(shè)計STEM學(xué)習(xí)方案時爭取為每一位學(xué)生提供體驗和探究STEM的機(jī)會，為學(xué)生提供學(xué)習(xí)科學(xué)的平臺，引導(dǎo)學(xué)生參與深度的STEM項目學(xué)習(xí)。在教學(xué)評價中，要對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況做出集表現(xiàn)性、過程性、發(fā)展性、結(jié)果性、增值性為一體的科學(xué)評價。簡言之，基于項目學(xué)習(xí)的鄉(xiāng)村STEM課程整合，有助于將課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、課程實施、課程評價結(jié)為一體，積累鄉(xiāng)村STEM教育的課程經(jīng)驗，并為努力實現(xiàn)鄉(xiāng)村STEM課程的本土化奠定實踐基礎(chǔ)。

總之，在全面振興鄉(xiāng)村教育的時代背景下，發(fā)展鄉(xiāng)村STEM教育實為鄉(xiāng)村教育振興戰(zhàn)略的探索之舉。未來的STEM教育可以呈現(xiàn)出這樣的圖景：不論城市還是鄉(xiāng)村，每一個學(xué)生都應(yīng)該是STEM教育的參與者和受益者，每一個學(xué)生也都有可能成為社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的科技精英和時代工匠，每一個學(xué)生也都有機(jī)會享有“均衡而有特色、公平而有質(zhì)量”的STEM教育。這一圖景的實現(xiàn)需要我們每一個教育人行動起來，努力讓每個學(xué)生享有受教育的機(jī)會，努力讓每個人享有更好更公平的教育，獲得發(fā)展自身、奉獻(xiàn)社會、造福人民的能力。