STEM教育能给我们带来些什么

【摘要】STEM是科学、技术、工程、数学四个词的英文首字母集合，当前，STEM科学教育正在世界范围内迅速发展。为此，学校和教师应当全面、深刻地认识STEM科学教育的价值，领会集成与融合是STEM教育的核心思想与理念，从课程建设的高度开展STEM教育，以有创新内涵的STEM课程为载体，充分、合理地融入技术、工程和数学等学科内容，并研究它们的整合方式，探讨教学策略，从而提升STEM科学教育的价值，达到培养学生科学、技术、工程、数学素养的目的。

【关键词】STEM；科学教育；发展态度；推进方法

【中图分类号】G623.6 【文献标志码】A 【文章编号】1005-6009（2017）25-0055-02

【作者简介】卢新祁，江苏省中小学教学研究室（南京，210000）科学教研员，高级教师，中国教育学会科学教育分会副理事长，江苏省基础教育教学指导委员会科学学科专家组组长。

中国教育这些年有一个有意思的现象——猛追世界潮流，而在科学教育领域，有一个叫STEM的东西，不管你是不是想赶这个时髦，你都会被它被推着前进。STEM科学教育在世界范围内来势迅猛，发展神速，影响广泛。

问题一：为什么STEM科學教育在中国及世界范围内会受到如此高度的关注并迅猛发展？

我们回溯下国际科学教育的历史就不难发现，STEM本不是一个新生事物，只是它在不断地变化发展。从早期的STS（科学、技术、社会）到现在的STEM，这是科学教育顺应时代发展的体现。而当下的STEM可以说是异常火热，那么我们应怎样认识这样一种特殊的现象呢？笔者认为可以通过分析STEM科学教育如火如荼的发展态势来认识STEM。STEM强调在一些独立的学科和知识内容中建立一个新的桥梁，从而为学生提供整体认识世界的机会，在STEM教育中必须把这些维度结合起来，形成一个相互促进、共同发展的整体。集成与融合是STEM教育的核心思想，它摒弃简单的组合拼凑，将科学、技术、工程和数学进行有目的、有方法、有系统的组合，然后形成一个多维度的学习内容或项目，从而为学生提供一系列具有一定关联性的学习经历。

STEM最早出现在美国，美国STEM教育进行得早，范围也广，他们的研究多元，学术理论和实践都很丰富。在南美洲、北美洲、欧洲、亚洲、非洲的国家也都有各自的研究和实践。各国的STEM科学教育既有各自的特点，也有一些共同点，大致是从以下层面开展各自的工作的。

从国家科技创新层面，从国家发展、综合实力以及理工科人才培养的角度。国家科技创新战略需要STEM教育，世界各国人才培养模式的变革也需要STEM教育，国家和社会需要那些能够运用知识去解决复杂和未知难题的人才，而STEM科学教育则为这些创造了可能性。

从教育改革的层面，从课程改革入手构建一种全新的课程，形成一种跨学科的教学和学习方法。这是大综合的科学教育理念，它强调将课内学习和课外学习结合起来，为学生提供更多的接触世界的机会，创设更丰富的解决真实问题的情境。

从公民素养培养的层面，推动科技进步，提升社会民主程度，需要公民具备STEM素养。STEM教育已成体系，覆盖幼儿园到高中。在强调“核心素养”的当下，这种综合性的、实践性的科学教育对提高民族科学素养有着重要的意义。

为贯彻落实《全民科学素质行动计划纲要（2006—2010—2020年）》和《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》，更好地培养学生的创新精神和实践能力，江苏省的很多中小学都在积极实践STEM科学教育，如创建STEM专用教室和新型数字化探究实验室，开设3D打印、机器人等相关课程，开展融合艺术、信息技术、通用技术等学科内容的主题活动等。

虽然很多地方和学校在积极学习并实践STEM，但都处于低水平的阶段，缺乏有实质性、有内涵的活动，缺少原创性的项目内容。此外，还存在这样一些问题：（1）STEM理论的学习和研究不够，没有真正理解STEM教育的内涵，在认识不清、理念不明的情况下直接进行实践，做的是形式上的STEM教育。（2）缺乏可行的STEM课程体系，由于缺乏课程融合和组织，STEM的精髓和教育价值并未体现，没有形成超越以单科课程为主的课程体系，没有形成有价值的综合性课程。（3）对科学教育、技术教育、科学、科技、创客等概念不加区分，以至于思维混乱、重点不清、方向不明。（4）热衷于场地硬件建设。很多学校都会建设STEM或创客教室等。一方面这些教室的使用情况很不理想，另一方面硬件设备不能很好地体现STEM教育的价值。（5）泛化STEM，凡是跟科学、科技有关的，都贴上STEM的标签。把学校以往的各种科技教育都归类到STEM中。（6）STEM教育各自为政。社会各界都在关注科学教育和创新人才的培养，他们也在做STEM方面的工作，如布点自己的实验学校。媒体公司、硬件公司开发各自的产品，但各自为政，很难进入学校，也很难融入学校的课程。

问题二：我们应如何开展STEM科学教育？

STEM教育旨在培养具有综合素养的人，它不仅要让学生获得科学、技术、工程和数学等领域的知识和技能，还要促进学生21世纪技能和核心素养的发展；它不仅要增强学生从事理工科工作的意愿，还要激发学生的兴趣，更要提高STEM学科能力及解决问题的能力。

2017年2月，我国发布的修订后的《义务教育小学科学课程标准》正式把“技术与工程领域”作为小学科学课程的内容之一，这使得STEM教育正式进入我国的小学科学课堂。因此，我们应大力提倡，深入研究，努力实践STEM教育。在实践过程中应当注意以下一些问题：

第一，从发展学生核心素养的高度来把握STEM教育的重要性，把培养STEM素养视为中小学教育的重点。

第二，全面、正确、深刻地认识STEM的本质。STEM科学教育主张打破学科边界，通过学科融合、内容整合的方式扩大科学教育的外延，形成新的科学教育范式，培养复合型、创新型人才。基于此，我们需要思考如何推进STEM教育，如何克服学科短板，尤其是设计和工程方面的短板以及用数学思想和工具解决实际问题的短板。

第三，加强实践性，把STEM教育融入日常生活。STEM的实践性很强，它需要学生的亲身探索和实践，如果学生参与活动的时间得不到保证，也就谈不上STEM教育。为此，学校可通过校本课程、综合实践活动、社团活动等，让STEM教育惠及全体学生。

第四，重视师资队伍建设。现在从事STEM教育的主要是各学科的教师，学科性强，各有长处，各有短处。学校应把各学科教师整合起来，全员参与STEM活动。同时，要大力加强教师的培训，提高参与STEM的教师的各方面知识和能力。

第五，努力解决资源不足的问题。课程资源方面，国际上有不少课程，国内也有一些，目前的主要问题是体系化建设不够，本土化不够，照搬国外的案例比较多。国际上有一些现成的课程、教材，可以借鉴，但我们更需要在实践的基础上开发有当地文化和学校特色的课程。

第六，整合各方面的力量。现在社会上的不少行业都十分重视科学教育，也有很大的意愿从事STEM教育。我们应肯定社会组织参与STEM教育的价值和作用，营造STEM教育的社会文化环境，加强社会组织间的联合行动，结合我国的国情来推进STEM教育。

第七，正确认识STEM教育与当下风行的创客教育的关系。舆论和市场把STEM和创客这两个词放在一起，虽然STEM和创客有关系，但绝不能混为一谈，两者之间有着很大的差异，在实践中要加以区别。