公共图书馆在立法保障下开展STEM教育初探*——以金陵图书馆为例

朱 静 潘 健

（金陵图书馆 南京 210000）

1 STEM 教育概述

自美国将STEM 教育提升至国家战略地位以来，STEM 教育受到各国高度关注。STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）四门学科的缩写， 它几乎囊括了与科学、技术、工程及数学相关的所有领域，甚至与心理学、经济学、社会学和政治学相关[1]， 是一个偏理工科的多学科交融领域[2]，更强调这四类领域的有机融合。跨学科融合的教育理念，旨在打造能够培育创新复合型人才的孵化器，通过模拟真实问题的处理过程，来引导学生，激发对于问题现象深层次的思考，提高自主性学习能力。

1986年美国国家科学委员会发表《本科的科学、数学和工程教育》报告。2006年1月31日，美国总统布什在其国情咨文中公布一项重要计划——《美国竞争力计划》（American Competitiveness Initiative，ACI），提出知识经济时代教育目标之一是培养具有STEM 素养的人才，并称其为全球竞争力的关键[3]。由此，美国在STEM 教育方面不断加大投入，鼓励学生主修科学、技术、工程和数学，培养其科技理工素养。2009年1月11日，美国国家科学委员会（National Science Board，以下简称委员会）代表NSF 发布致美国当选总统奥巴马的一封公开信，其主题是《改善所有美国学生的科学、技术、工程和数学（以下简称STEM 教育）》，明确指出：国家的经济繁荣和安全要求美国保持科学和技术的世界领先和指导地位。大学前的STEM 教育是建立领导地位的基础，而且应当是国家最重要的任务之一。委员会敦促新政府抓住这个特殊的历史时刻，并动员全国力量支持所有的美国学生发展高水平的STEM 知识和技能。2011年，奥巴马总统推出了旨在确保经济增长与繁荣的新版《美国创新战略》。新版《美国创新战略》指出，美国未来的经济增长和国际竞争力取决于其创新能力。“创新教育运动”指引着公共和私营部门联合，以加强科学、技术、工程和数学（STEM）教育。2016年9月14日，美国研究所与美国教育部综合了研讨会与会学者对 STEM 未来十年的发展愿景与建议，联合发布：《教育中的创新愿景》（STEM 2026：A Vision for Innovation in STEM Education），旨在推进STEM 教育创新方面的研究和发展，并为之提供坚实依据。美国从小学到大学各个阶段的STEM 教育得到了政府的大力支持，特别是财政上的支持，通过聘请科学家到学校开展讲座和参与活动等方式，提高教师的教育水平，激发学生对于知识的兴趣，以改善现阶段的STEM 教育格局。新加坡科学馆馆长Lim Tit Meng 副教授表示：让新加坡人从幼年起就接触到3D 打印和增材制造对于新加坡在研发和产品创新领域的未来至关重要。

2015年9月，江苏省青少年科技中心、江苏省科技教育协会和教育部基础教育实验室建设与实验教学研究中心（南京市教育局）签订合作框架协议，正式实施STEM 课程，推进中小学教育创新。2016年教育部出台的《教育信息化“十三五”规划”》中明确指出有效利用信息技术推进“众创空间”建设，探索STEM 教育、创客教育等新教育模式，使学生具有较强的信息意识与创新意识，养成数字化学习习惯，具备重视信息安全、遵守信息社会伦理道德与法律法规的素养。

STEM 教育不仅推动了学生投身科学领域的学习，也培养了学生适应新世界的科学技能以及对个人健康、环境质量、能源耗费和国家安全进行理智决策的能力[4]。

2 立法保障下公共图书馆开展STEM 教育的适用性

《中华人民共和国公共图书馆法》已由中华人民共和国第十二届全国人民代表大会常务委员会第三十次会议于2017年11月4日通过，自2018年1月1日起施行。其中第三十四条规定：“政府设立的公共图书馆应当设置少年儿童阅览区域，根据少年儿童的特点配备相应的专业人员，开展面向少年儿童的阅读指导和社会教育活动，并为学校开展有关课外活动提供支持。有条件的地区可以单独设立少年儿童图书馆。”

著名教育家蔡元培指出：“教育并不专在学校，学校以外，还有许多的机关。第一是图书馆。” 新时期的公共图书馆对社会教育职能提出了更高的要求，旨在引导读者建立健全正确的人生观，使之成为文化内涵和道德修养并重的新时代公民。为此，公共图书馆应当密切关注社会需求，拓展创新服务模式，增进资源服务效益，提高社会影响力[5]。习近平主席在2016年5月的全国科技创新大会上提出：“纵观人类发展历史，创新始终是一个国家、一个民族发展的重要力量，也始终是推动人类社会进步的重要力量”[6]。大量的科学研究证明：孩童越早开始学习，就能越早地树立起健康、自信的态度，从而在未来的学习工作中表现得更为出色。公共图书馆应该充分利用社会资源以及公共平台，协助社会共同对少年儿童进行有针对性的启发教育，为社会的未来人才打下坚实的理论和实践基础，为科技兴国输送人才。

《中华人民共和国公共图书馆法》第四条规定：“县级以上人民政府应当将公共图书馆事业纳入本级国民经济和社会发展规划，将公共图书馆建设纳入城乡规划和土地利用总体规划，加大对政府设立的公共图书馆的投入，将所需经费列入本级政府预算，并及时、足额拨付。”在此立法保障下，公共图书馆的事业发展有了稳定的资金投入，促进了公共图书馆积极参与社会教育，公共图书馆有着促进民众终身学习的使命，少年儿童的教育关乎全民族未来的整体素质，这也是公共图书馆发展STEM 教育的意义所在。

“每一个走进图书馆的人都有机会获得丰富的信息、资源和技术支持”[7]，这也符合公共图书馆开展STEM 教育的主旨和初衷。可是，在现有的教育环境下，学校和家长只关注学生应试知识的学习，而忽略了课外的学习，甚至忽略了对于学生健全人格的建立。公共图书馆是读者的第二个书房，充分发掘这一职能作用，通过精心的课程设计，为青少年提供更长的精神和智力续航，也为缺乏教育的弱势群提供知识补给。

与学校教育相比，公共图书馆开展STEM 教育的优势有：（1）开放优势：图书馆针对的是广大的群众，可以惠及到每个学习阶段的成员，可以满足不同年龄、不同文化、不同职业以及不同兴趣爱好的人群，为人们接受终生教育提供了场所。（2）资源优势：公共图书馆丰富的数字资源使得图书馆自主制作STEM 课程有极大的优势，一旦利用这些资源将会大大地促进这些文化资源的传播，而且可以担负起更好的社会教育职能。（3）中心节点优势：STEM 教育将成为公共图书馆社会教育职能的有效延伸。公共图书馆借助自身配备的硬件资源和节点辐射效应，以开设STEM 课程为手段，发挥线下社会教育中心节点的作用，向周边城市居民形成强烈的辐射效应。（4）专项服务优势：公共图书馆可以联合当地的STEM 教育培训机构，根据需要有针对性采购学习书目，为学习者配备专职参考查询员，向课程制作方反馈学生的学习交流情况。

3 金陵图书馆实施STEM 教育的创新模式

国内外现有的STEM 教育实践模式包括由政府提供经费或者商业资助的方式参与公共图书馆的STEM 教育活动，成立协会或者专门的项目小组，把公共图书馆作为除学校和家庭之外的第三学习空间，利用公共图书馆的资源举办展览、手工制作沙龙、创客空间等，为青少年和弱势群体提供公平的教育机会，提升他们的科学技术知识，增强他们的独立学习能力。

金陵图书馆在体验和开展了各类有关STEM的相关课程后，经过不断的思考和实践，逐渐探索出一条适合本馆开展STEM 教育的创新模式：

（1）充分利用图书馆资源开展和阅读有关的STEM 教育课程。金陵图书馆深度挖馆藏资源为课程提供相关素材，如开设：“我爱南京城”主题活动，我们就配合馆藏地方文献资料，让孩子们独立查找资料，用自己的视角解读南京这座文明古城，既丰富了他们的知识，也锻炼了他们独立思考的能力。开设人工智能专题书架，有针对性的推荐科技相关的图书，引导孩子们对科普知识产生浓厚的兴趣。

（2）开展家庭手工沙龙主题活动。家庭教育是儿童早期教育的重要组成部分，金陵图书馆的STEM 教育开设中有相当的亲子课程，如开设人工智能机器人手工沙龙活动，就是要求家长和孩子共同完成机器人的制作与使用，在活动中增加彼此的感情交流，从而奠定了家长在孩子心目中亦师亦友的亲密关系。

（3）具有科技感的STEM 教育活动。金陵图书馆开设了“人工智能机器人”系列科普活动，“从虚拟到现实——人工智能机器人展”为大家展现了现代和未来人工智能机器人的不同类型，配合电影沙龙、手工沙龙等活动，利用3D 打印技术、数字媒体制作、无人机等先进的科技手段和设备，培养少年儿童基本的科学素养，让他们体验科技魅力，通过自己动手搭建并设计机器人模型，学习机器人基础编程语言，训练少年儿童的逻辑思维能力，让他们重新认识科学课堂，探索神奇的科学世界。

（4）理论结合实践的STEM 教育活动。随着少儿自我意识的逐渐增强，他们在个人态度、气质及兴趣方面都有非常强烈的个性化发展需求。金陵图书馆开展的STEM 教育课程结合职业的体验，开设了“小小创客之指纹探秘”体验活动。先由老师向孩子们讲解法医如何通过指纹来确认罪犯，借此引发孩子们思考。然后，老师指导孩子们采录自己的指纹，通过与别人指纹进行比对，生动的展现了科技破案的神奇之处，让孩子对未来科技强国有了进一步的认识，培养孩子的科技观，也激发出对专业知识的探索愿望。金陵图书馆还利用节假日的时间，开设了“大讲堂-阅星空·悦时空”活动，在馆外空地搭建帐篷，晚上带领孩子们了解天文领域的基本常识，循序渐进地帮助孩子们认知宇宙，建立科学的世界观，培养孩子对天文学的兴趣。“荒野求生”户外课程，孩子们学习了怎样在野外山林里生活，如何获取水源，如何生火和搭建野外庇护等实践知识，让孩子们体验到冒险、挑战、合作、荣誉等，提升体能、生存智慧和团队沟通能力，掌握自然生存的法则。

（5）扩大STEM 课程的宣传范围。金陵图书馆结合科普宣传周广泛进行STEM 教育宣传，利用微信、微博、网站及馆室专区向少儿及家长们推送STEM 教育信息，对课程进行事前预告和事后报导。针对少儿群体，开展科技知识或技能比赛，扩大影响力。设置科普专题书架，集中展示适合少儿阅读的关于科学、工程、技术、手工等方面的图书。举办科普文化、知识、作品展览，充分利用合作媒体平台进行广泛宣传，推广少儿教育的各项活动和课程，营造出了良好的教育文化氛围，大大增加了知识度和受众人群的范围。

4 金陵图书馆开展STEM 教育系列实践活动

4.1 活动背景

公共图书馆是面向全社会免费开放的图书馆，因其公益性、无门槛以及图书信息资源丰富等优势，天然地成为人们终身学习的理想场所。做事业就是做平台，现代图书馆被称为市民身边的会客厅，服务对象范围广，如何利用平台效应整全多方优势资源，在专业、服务、推广阅读方面大胆创新，更好的为我国公共文化事业贡献力量[8]。《中华人民共和国公共图书馆法》的实施，逐步理顺了在构建我国现代公共文化服务体系的过程中，政府和公共图书馆之间的关系，政府的作用是保基本、促公平；公共图书馆用来提供多样化的服务，激发各方参与公共文化服务的积极性，整合好各方优势资源，为公共文化事业服务。金陵图书馆作为南京市公共图书馆，更是责无旁贷的承担起这份社会的责任。

4.2 教育过程

金陵图书馆通过各项讲座、展览、阅读推广活动，培养了大量的受众人群，通过以点带面的原则，在各项活动的开展过程中，接触到大量的社会教育机构，经过对STEM 课程的深入研究，金陵图书馆成立了相应的部门，通过与社会各教育机构的深度合作，成立了由南京晓庄学院信息工程学院、南京师范大学附属新城中学、天景山小学、西善花苑小学组成的学校教育团体，由创意雨花、超创空间、南京韩博士机器人创客中心、江苏虚实教育咨询有限公司、南京支点信息科技有限公司组成的社会教育培训机构团体和由南京头条、南京亲子营、南京沙叶文化发展有限公司、南京林木森创文化传播有限公司组成的新闻媒体等机构共同组建了 “金陵图书馆科普联盟”。通过社会力量的多元合作，通过各类科普活动的组织和举办，为本地的科学教育机构和公共文化服务机构提供参与科普活动的机遇与平台，推动其专业能力和商业机遇的发展。

“金陵图书馆科普联盟”充分利用金陵图书馆这一公益性公共文化服务平台的优势，面向广大南京市民，特别是青少年儿童开展了主题鲜明、形式多样、内容丰富的科普系列活动，并着力培养青少年儿童的创造力，为青少年儿童提供学习科学知识、接触科技前沿信息的机会，让未成年人真正地走进科学、了解科学，切实提升其科学素养，培养其科学能力。尝试站在市场角度创新服务思维与模式，在提供基本的优质社会教育服务产品上思考，积极开展与其他教育提供主体的主动对接，以期教育活动实现丰富化，改善全社会文化消费结构，这也会必然刺激公共图书馆与其他业态融合发展[9]。

4.3 金陵图书馆开展STEM 教育的内容和模式

4.3.1 打造品牌教育活动 “金陵图书馆科普联盟”在金陵图书馆设立了“人工智能科普实践基地”，由中国人工智能学会理事、中国人工智能学会智能检测与运动控制专业委员会秘书长、江苏省系统工程学会副理事长林锦国教授出任技术指导，联合各学校和社会教育培训机构，以“人工智能”和“机器人”为主线，开展集线上线下展览、科普电影赏析、手工沙龙于一体的系列科普活动，并在艺术设计阅览室开辟了VR 骑行项目体验区。这一系列活动成功的打造了金陵图书馆“人工智能机器人”这一科普品牌活动，吸引了大量青少年读者的注意，为开展STEM 课程打下了坚实的基础。

4.3.2 建立导师、志愿者和其他专业师资队伍 金陵图书馆汇集社会各方力量，为STEM 教育提供师资保障。专家可对课程的设计、教育人才的培养起到引领、指导的作用。不同课程的设置需要不同专业领域人员的支持，金陵图书馆充分利用自身的优势资源，组织专业教育人员、业余爱好者、志愿者和社会培训机构人员参与。如与南京晓庄学院信息工程学院签订了《机器人创客教育合作协议书》，充分利用高校教育资源的优势开发人工智能及机器人科技教育专题，为适龄青少年提供优质的人工智能与机器人科技教育课程，如开设《基础机械原理和构造原理》、《智能机器人学习与训练课程》等课程。邀请高校专家学者及行业领导者分享人工智能及机器人科技发展前沿，提供更多前沿科技交流机会，推动高校与图书馆间的资源共享。与社会教育培训机构“超创空间”合作，为9-15 岁小读者每月定期开展“Scratch 编程”等活动。

4.3.3 充分利用空间优势，为STEM 教育提供服务阵地 公共图书馆开展STEM 教育，必须有合适场馆予以支持。金陵图书馆一方面利用现有场馆进行课程教育，利用报告厅、展览厅等大型场所，举办科普系列的讲座和展览；利用视听室播放科幻电影，并举行系列电影沙龙；利用多功能厅进行现场的教学和各种手工制作。另一方面，以提供非常驻空间的方式解决特殊的场所需要，如在特藏阅览室和艺术设计阅览室举办小班化培训，营造老师、家长、孩子三方面对面交流的氛围，更好的拉近彼此的空间距离感。金陵图书馆还利用馆外场所，对科技成果的实用性进行检验，如太阳能小火车的行驶，橡筋动力飞机的发射等，让场地根据不同的活动要求灵活转换形式，为开展STEM 教育提供多重场地保证。

4.3.4 配置基础的教育科技设备，为STEM 教育课程的实施提供硬件方面的支持 STEM 教育是以鼓励少年儿童学习科技为基础，勤于动手制作，展示创意，图书馆必需配置相应的基础教育设备，如电脑、音箱、投影仪、电子设备等。金陵图书馆还根据课程的需要配备了3D 打印机、建模软件、激光雕刻机、可编程控制器、手电钻、扳手、测量仪器、拼装模块等实验套件制作工具和材料。

4.3.5 培养和提升图书馆员的专业素质 公共图书馆作为重要的公共文化和社会教育机构，应责无旁贷地承担起群众素质教育的重任，为培养创新人才做出贡献。这就要求图书馆员一定要跟上时代的步伐，改变思维模式、学习先进技术、开阔学术视野、提升业务素养，使自己成为复合型、全能型的“跨界”人才，利用自身素质和馆藏资源，满足青少年教育、兴趣、技能、阅读活动等方面的需求。金陵图书馆正在逐步建立完善馆员培训体系，有针对性、科学的开展在职培训，着重培养图书馆员的全面素质和能力。同时通过加强部门的组织性来保障培训工作的顺利开展。为了提升馆员的业务能力和业务素质，通过案例大赛的形式， 将馆员的工作技能、职业教育和在职培训相结合，既激发了馆员的工作热情，又推动了图书馆的业务建设。

4.4 金陵图书馆开展STEM 教育的成效分析

通过对STEM 教育活动效果的评估和对教育对象的持续追踪，及时对STEM 教育方案、活动进行针对性、适宜性调整，完善图书馆STEM教育服务，促进图书馆STEM 教育的可持续性发展：（1）遵循事前、事中及事后评估相结合原则，形成持续的、系统的评估思路。（2）根据阶段性的评估结果做出适宜教育的战略调整。（3）开展对儿童多元化、智能化的评估，评估内容涵盖了少年儿童执行能力、基本素养、学习与社交技能等方面。

金陵图书馆在经过“主体提供——内容筛选——媒介构建——客体划分”等四个环节的运行后，及时落实了STEM 教育课程的评价工作。通过对群组读者的回访、问卷调查，获得了读者最真实的反馈，各项指标清晰地显示出活动存在的问题和不足，也对效果提出了许多中肯的建议，以此为契机，在总结经验吸取教训的基础上开启下一轮的服务活动。

在收回的调查问卷中，有家长留言说：“金陵图书馆是家附近最好的文化机构，希望举办更多更丰富的活动，孩子们太需要学校以外知识的滋养了。”还有家长说：“像这类与国际接轨的活动应多举办，比如人工智能计算机编程，选一些前瞻性强的活动，让孩子们在学习中去培养自己的兴趣”。有一位家长给我们的留言写道：“与金图真是美好的相遇，十分感谢金图提供的各种服务和活动。当前社会对孩子最重要的教育还是家庭教育，家长和孩子共同学习成长，感谢金图科普活动给我们提供了机会，在和孩子共同完成一些手工制作中既增进了彼此的感情，也加强了配合和协作精神，更好的把家庭教育和社会教育融为一体。”

5 公共图书馆实施STEM 教育的建议

公共图书馆具有连接用户、服务、合作者以及同行的优势，未来随着教育培训的进一步发展和全民终身学习意识的进步，公共图书馆将与社会教育培训机构实现进一步更深的融合，变被动为主动，参与到STEM 课程的联合制作、环境支持、资料服务、学习辅导等一系列活动当中，进一步发挥社会化教育的职能。

首先，馆员将向课程导师转变。在课程开始前馆员可以提前收集读者的学习需求，并配合制作相关课程，向学习者推荐图书馆的馆藏图书，积极介入教学过程，为学生推荐扩展资料，进行积极的答疑，组织课程学习者进行讨论交流，分享学习心得。其次，公共图书馆可依托自身丰富的资源为STEM 课程的建设提供强大的资源支持。公共图书馆可以作为STEM 教育背后的资源提供者，为课程制作提供数据库、特色馆藏、课程关联知识等知识资源支持。最后，公共图书馆应积极参与STEM 教育平台的构建，把自身优秀的资源课程化，这样既丰富了STEM 教育平台的资源内容，又可以扩大这些文化资源的传播，发挥很好的社会教育职能。

在新的社会发展时期，随着计算机网络技术水平的不断提升，人们可通过更多的途径和方式及时准确地获取所需信息资源。在此背景下，公共图书馆应认识到自身优势，并将自身优势与现代技术有机融合，高效地发挥自身的社会教育职能，保证服务质量和效率，积极贯彻以读者为中心的现代服务理念，为提高国民整体素质，推动我国社会经济可持续发展做出应有的贡献[10]。STEM 教育是针对少儿教育的一种全新的值得探索的服务方式，图书馆需打破仅追求形式上“高大上”的固化思维模式，结合自身现实条件，紧扣培养少年儿童探索意识、创新精神和素质教育为目标，紧密结合青少年追求兴趣、实现自我的心理需求，充分发挥图书馆社会教育功能，为培养创新人才提供服务[11]。