劉玲+++戴金芮

近年來我國大力發(fā)展基礎(chǔ)科學教育，并積極改革小學到高中階段各學科的科學課程?！皠?chuàng)客教育”和“STEM 課程”目前成為我國基礎(chǔ)科學教育領(lǐng)域研究的熱點話題[1]。2015年9月，教育部《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見（征求意見稿）》中談到，“有條件的地區(qū)要積極探索新技術(shù)手段在教學過程中的日常應用，有效利用信息技術(shù)推進“眾創(chuàng)空間”建設(shè)，探索STEAM教育、創(chuàng)客教育等新教育模式，使學生具有較強的信息意識與創(chuàng)新意識”[2]，這是STEAM字眼第一次出現(xiàn)在我國教育政策的文本當中。從“STEM”到“STEAM”，它的緣起和發(fā)展脈絡(luò)是怎樣的？有哪些主要的特征？在我國教育現(xiàn)狀與背景下，中小學校開展STEM教育存在哪些困難，學校和教師該如何應對？本文試就以上問題進行逐一分析和解答。

從“STEM”到“STEAM”：緣起與發(fā)展脈絡(luò)

1986 年，美國國家科學委員會（NSB）發(fā)表了《本科的科學、數(shù)學和工程教育》報告，該報告被認為是美國STEM 學科集成戰(zhàn)略的里程碑。它首次明確提出了“科學、數(shù)學、工程和技術(shù)教育集成”的綱領(lǐng)性建議[3]。1996 年，美國國家科學基金會（NSF）再次對十年進展進行了回顧，透視科學、數(shù)學、工程和技術(shù)的本科教育，在這個報告中把STEM與中小學教育做了掛鉤，并開始用“SMET”作為“科學、數(shù)學、工程和技術(shù)”四門學科的縮寫，后改為“STEM”。2001年Judith最早提STEM這一術(shù)語，后來有些學者認為應該將STEM變?yōu)镾TEAM，將藝術(shù)和創(chuàng)新相關(guān)的元素加入其中[4]。

STEM教育的理念與基本特征

STEM 是科學（ Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學（Mathematics）四門學科的簡稱。后加入的“A”狹義上指美術(shù)、音樂等，廣義上則包括美術(shù)、音樂、社會、語言等人文藝術(shù)，實際代表了STEM 強調(diào)的藝術(shù)與人文屬性[5]。STEAM是將上述各門學科進行跨學科式整合的課程。它的出現(xiàn)，區(qū)別于傳統(tǒng)的分科課程，有別于傳統(tǒng)的課堂教學，強調(diào)聚焦某個特定的項目或任務，引導學生動用多領(lǐng)域的知識，幫助學生擺脫單一學科的知識體系束縛，整合可獲得的資源，合作完成學習任務，發(fā)展學生STEM 素養(yǎng)[6]。它有以下兩個基本特征：

第一，多學科整合。布賴納（Breiner） 等的調(diào)查顯示美國科學基金、高校研究團體、絕大部分中小學階段的教育機構(gòu)和學校等都贊同STEM 教育中最重要的理念是整合（Integration）?！癐ntegrative STEM Education”已然成為STEM 教育的核心[7]。因此，多學科整合是STEM教育的基本特征之一。

第二，指向?qū)W生實踐能力培養(yǎng)。所有STEM 課程都以項目作支撐，以開放性的真實問題作為導向，讓學生圍繞項目、解決問題、完成任務。STEM 項目驅(qū)動下的學習，旨在豐富學生對事物的認識，注重將學術(shù)性知識轉(zhuǎn)化為生活經(jīng)驗知識[8]。因此一個典型的STEAM 課堂往往在包含多門學科的復雜情境中強調(diào)學生的實踐能力與問題解決能力。這門課程的目標與導向，與當下熱議的學生核心素養(yǎng)，以及學生實踐能力發(fā)展都是一脈相承的。

STEM教育落地中國：問題與對策

科學定位：STEM與我國現(xiàn)有課程的關(guān)系

STEM是一個跨學科的研究領(lǐng)域，它囊括了科學、技術(shù)、工程、數(shù)學等領(lǐng)域，但STEM教育絕不是空穴來風，在統(tǒng)籌其在中小學校如何落地時，必須首先考慮到課程定位問題，處理好它與現(xiàn)有課程的關(guān)系。如STEM與現(xiàn)有科學、技術(shù)、數(shù)學課程的關(guān)系，以及與同樣具有跨學科屬性的綜合實踐活動課程的關(guān)系。

STEM教育在美國興起的時候是以單獨的學科形式呈現(xiàn)的，被視為S-T-E-M，就是將每一個學科作為獨立的課程教授，學科之間只有一點或沒有融合[9]。這種情形下的STEM課程，與科學、技術(shù)、數(shù)學課程則是同等概念。

然而，更符合STEM理念的課程并不是幾門課程的簡單組合，而是把學生學習到的各學科知識與機械過程轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€探究世界相互聯(lián)系的不同側(cè)面的過程。一個典型的STEM 課堂的特點就是在“雜亂無章”的學習情境中強調(diào)學生的實踐能力與問題解決能力。而這一目標，與我國設(shè)立于2001年的、強調(diào)“基于學生的直接經(jīng)驗， 密切聯(lián)系學生自身生活與社會生活， 注重對知識技能的綜合運用， 體現(xiàn)經(jīng)驗和生活對學生發(fā)展價值”的綜合實踐活動課程是具有相似性的。實際上，基于項目的學習（Project-Based Learning）和基于問題的學習（Problem-based Learning）是目前美國中小學STEM 教學中最常用的兩種教學方法[10]。

因此，STEM教育并不是所謂的“新模式”，它與我國現(xiàn)有的課程體系已經(jīng)具有千絲萬縷的聯(lián)系和相似性。中小學校在考慮將其融入學校課程時，應該充分考慮到上述實際情況，避免出現(xiàn)重復設(shè)課。

課程內(nèi)容： STEM教育如何選擇和設(shè)計主題

目前不少已開設(shè)STEM教育的學校是翻譯和借鑒了國外既有的STEM案例。這雖然對于短時期內(nèi)開設(shè)課程有直接幫助，但要使STEM教育在中國落地生根，發(fā)揮其對學生實踐能力培養(yǎng)的價值，中小學校應堅持因地制宜、自主開發(fā)的原則，并從以下角度進行開發(fā)和設(shè)計STEM教育主題。

第一，緊貼STEM教育理念與基本特征。應該最大化地融合多門課程，依據(jù)科學、技術(shù)、工程和數(shù)學等標準解決不同的挑戰(zhàn)，設(shè)計有助于培養(yǎng)學生問題解決能力的綜合性主題。第二，主動挖掘所在地區(qū)、學校的資源，使其最大化地輔助于學校課程實施。第三，充分考慮學生的學習愿望與需求，調(diào)動起積極性，學生應該是研究主題的參與設(shè)計者、研究方案的設(shè)計者和執(zhí)行者、研究成果的設(shè)計者和檢驗者。

師資問題：誰來執(zhí)教STEM教育？

即使在STEM發(fā)展已有幾十年歷史的美國，師資配置仍然存在著嚴重問題。 翁聰爾（2015）對美國公立中小學STEM教師隊伍現(xiàn)狀分析后發(fā)現(xiàn)，美國STEM師資隊伍存在三大問題：STEM教師規(guī)模擴大但仍短缺；STEM教師學歷水平提高，但總體質(zhì)量堪憂；相當一部分STEM教師缺乏教學自信心。其原因在于準入標準高低有別，地位不高、工資缺乏吸引力以及專業(yè)發(fā)展機會少[11]。在我國，中小學校課程設(shè)計是以分科課程為主，要實施STEM教育則面臨更為嚴峻的師資問題。建議從以下三個方面完善師資培養(yǎng)及建設(shè)問題：endprint

第一，高等師范院校應主動擔起培養(yǎng)STEM 新教師的任務，加快更新數(shù)學和科學教師培養(yǎng)方案，增加工程和技術(shù)課程內(nèi)容，為今后制定專業(yè)的STEM 教師培養(yǎng)方案奠定基礎(chǔ)。第二，中小學校應主動探索和建立教師間跨學科協(xié)作的激勵和保障機制，建立教師跨學科的校本教研制度、在職培訓制度等，為教師提供專業(yè)發(fā)展渠道，提升教師自身STEM素養(yǎng)。第三，注重工程教師的培養(yǎng)。比較現(xiàn)有課程設(shè)置與STEM不難發(fā)現(xiàn)，工程設(shè)計內(nèi)容幾乎為空白。這勢必會影響到STEM 教育的縱深發(fā)展，因此應盡早關(guān)注工程設(shè)計相關(guān)內(nèi)容，培養(yǎng)和儲備工程教師。

課程評價：運用哪些指標來評價教與學？

STEM 教育的跨學科性、復雜性等給現(xiàn)有的教學評價體系提出了挑戰(zhàn)，評價創(chuàng)新勢在必行，綜合多個學科的評價更是亟待發(fā)展。事實上，目前已經(jīng)有學者和機構(gòu)積極地嘗試新的評價方式，產(chǎn)生了諸多創(chuàng)新方法。例如“美國國家教育進展評估”（NAEP）探索了技術(shù)和工程素養(yǎng)的評價方案，稱之為“技術(shù)與工程素養(yǎng)評估”（TEL），該方案已于2014年在8 年級學生樣本中實施，反響良好。再如，2009 年NAEP 交互式計算機的“基于計算機的任務以及實踐任務的科學評估（Hands-on Tasks Science Assessment）”等。應積極總結(jié)已有的綜合性課程的教與學的評價方法，研制和探索符合STEM 教育理念的多元化的評價體系，為STEAM 教育發(fā)展提供導航。

總的來說，STEM教育對學校課程管理和教師專業(yè)素質(zhì)都有著較高的要求，放眼它在美國的發(fā)展歷程也不是一蹴而就的。作為基礎(chǔ)教育課程改革的新 “舶來品”，STEM教育要在中國課改中落地生根，各中小學校在借鑒和引入該課程時也應當系統(tǒng)規(guī)劃，統(tǒng)籌考慮，循序漸進，步步為營。

作者單位：北京教育科學研究院 北京師范大學教育學部

參考文獻：

[1]張賢金，吳新建.基礎(chǔ)科學教育研究趨勢及學術(shù)影響———基于2010-2016 年中國知網(wǎng)教師教育研究機構(gòu)的文獻分析[J].教師發(fā)展研究，2017，1（2）.

[2]引自 中華人民共和國教育部網(wǎng)站

http：//www.moe.edu.cn/srcsite/A16/s3342/201509/t20150907_206045.html。

[3]趙中建，施久銘.STEM 視野中的課程改革[J].人民教育，2014（2）：64-67

[4] [7] [9]王玲玲，基于STEM的小學科學課程設(shè)計研究[D].華東師范大學，2015.

[5] [8]余勝泉，胡翔.STEM 教育理念與跨學科整合模式[J].開放教育研究，2015（5）：13-14.

[6]董澤華.試論我國中小學實施STEM 課程的困境與對策[J].全球教育展望，2016（12）：36-42.

[10]楊亞平，陳晨.美國中小學整合性STEM 教學實踐的研究[J].外國中小學教育，2016（5）：58-64.

[11]翁聰爾.美國STEM教師培養(yǎng)及其啟示[D].華東師范大學，2015.endprint