張 堯，劉曉鳳，孫 娟，宋新杰，吳元鋒*

（1.浙江科技學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院，杭州 310023；2.浙江工業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，杭州 310014）

STEM 教育雖然是科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)（science，technology，engineering and mathematics，簡稱STEM）這四個學(xué)科整體的首字母縮寫，但其包含著整個社會哲學(xué)。STEM 教育以現(xiàn)實生活中接觸的具體事物為基礎(chǔ)，以日常生活中未解決的問題為導(dǎo)向，有目的地培養(yǎng)可以適應(yīng)社會發(fā)展的、全方位的人才[1]。本文將以美國STEM教育提出的背景、理念、內(nèi)容、政策演變和挑戰(zhàn)為基礎(chǔ)，從中汲取寶貴經(jīng)驗，最終思考并總結(jié)出該教育理念對我國高等教育課程改革的啟示。

一 STEM 教育提出背景和特點(diǎn)

（一）STEM 教育提出背景

STEM 教育最早由美國提出，21 世紀(jì)以來進(jìn)入瓶頸期的科學(xué)技術(shù)發(fā)展讓美國政府逐漸意識到國家科技人才是國家發(fā)展的推動力，人才的嚴(yán)重匱乏和缺失造成了社會發(fā)展的止步不前。經(jīng)過美國政府，特別是美國經(jīng)濟(jì)部門對勞動者素質(zhì)及教育部門對科技人才培養(yǎng)制度深刻反思，最終形成了當(dāng)今受到世界各國一致認(rèn)同、重視和追捧的跨越不同學(xué)科、涵蓋多個領(lǐng)域的STEM 教育理念[2]。

（二）美國STEM 教育主要特點(diǎn)

1 堅實有力的實施機(jī)構(gòu)

STEM 教育委員會的成立為美國STEM 教育戰(zhàn)略的實施提供了堅實有力的保障。該機(jī)構(gòu)堅實有力地推進(jìn)STEM 教育戰(zhàn)略的實施，它是NSTC 中非常重要的一個可以跨部門管理的委員會，可以同時在多個社會組織和政府部門間進(jìn)行統(tǒng)籌協(xié)調(diào)[3]。

2 有效的協(xié)調(diào)機(jī)制

美國政府建立了帶頭合作機(jī)構(gòu)和考核評估體系兩大協(xié)調(diào)機(jī)制：首先指定出部分特定的帶頭機(jī)構(gòu)和合作機(jī)構(gòu)用于STEM 戰(zhàn)略優(yōu)先投資部分，同時建立了特殊的投資機(jī)構(gòu)組合，達(dá)到既能夠跨越機(jī)構(gòu)界限又協(xié)調(diào)一致的效果，提高了教育資金和技術(shù)的利用效率。帶頭機(jī)構(gòu)的功能不僅體現(xiàn)在提高機(jī)構(gòu)相互間合作和協(xié)調(diào)的關(guān)系，也體現(xiàn)在明確各個機(jī)構(gòu)的責(zé)任，為了實現(xiàn)聯(lián)邦教育投資的最大利用率而形成機(jī)構(gòu)間戰(zhàn)略互利共贏的機(jī)構(gòu)組合[3]。其次嚴(yán)格的考核評估體系和要求將考核評估的結(jié)果及時地向公眾公開。STEM 教育委員會對美國教育投資框架進(jìn)行了精心研究設(shè)計并保證其能夠不斷地進(jìn)行更新完善，促進(jìn)監(jiān)督機(jī)制有效運(yùn)行。兩個機(jī)制有利于“目標(biāo)統(tǒng)一、公平公正、責(zé)權(quán)分明、考評客觀”的機(jī)構(gòu)合作模式的形成，有利于有效、統(tǒng)一和穩(wěn)定的增強(qiáng)STEM 教育戰(zhàn)略的實施[4]。

3 精細(xì)化的過程管理

聯(lián)邦政府投資的五個重要教育領(lǐng)域政府分別制定了用來保障STEM 教育戰(zhàn)略順利推進(jìn)的具體實施路線圖和短、中、長期三個階段目標(biāo)[5]。制定的階段目標(biāo)要做到精細(xì)化和具體化；保證切實結(jié)合各個機(jī)構(gòu)的任務(wù)與優(yōu)勢。為了各階段目標(biāo)能夠順利完成，實施路線圖要制定得既周密又詳細(xì)。同時確定工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)、選取動態(tài)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行監(jiān)控，通過時間節(jié)點(diǎn)上的標(biāo)志性事件進(jìn)行了解，不斷優(yōu)化投資機(jī)構(gòu)組合，最終做出及時有效的決策。聯(lián)邦政府依靠精細(xì)化的過程控制，掌握STEM 教育戰(zhàn)略在實際實施過程中的具體情況，從而及時做出調(diào)整以應(yīng)對時局發(fā)展的需要，有效保證STEM 教育戰(zhàn)略是在預(yù)定的軌道上向著目標(biāo)運(yùn)行。

二 中國高等教育課程改革的現(xiàn)狀及存在問題

中國高等教育課程革新的內(nèi)容可以簡單概括為“全體，全面，全民”。全民是指教育課程改革要面向人民主體，其目標(biāo)是促進(jìn)國民素質(zhì)的普遍提高。中國新課改實施以來，取得了一定的成果，但仍存在著問題[6]。

1）在課程改革理念上，沒有樹立實現(xiàn)教育普及全民的遠(yuǎn)大目標(biāo)[7]。新課改倡導(dǎo)教育要面向全體人民，因此，要從根基抓起，促進(jìn)國民素質(zhì)的普遍提高；要以“取其精華去其糟粕”的態(tài)度對待中華民族傳統(tǒng)文化，同時也要打開國門學(xué)習(xí)吸取國外先進(jìn)文化和先進(jìn)經(jīng)驗，充實課堂，灌輸先進(jìn)思想，培養(yǎng)創(chuàng)新精神；重視培養(yǎng)少數(shù)優(yōu)秀者和拔尖人才，雖然對社會主義的中國來說，人民是黨和國家的主人。但是少數(shù)優(yōu)秀人才的培養(yǎng)也是有必要的，他們是引領(lǐng)社會發(fā)展的領(lǐng)軍人物，也是引領(lǐng)中國走向世界強(qiáng)國的重要力量；既要提高全體勞動者的素質(zhì)，又要注重專家學(xué)者型人才的培養(yǎng)。

2）通過對近幾年來學(xué)者們對于課程改革初步的研究，表明從古至今，關(guān)于課改的理論和與之相關(guān)概念的認(rèn)識依舊沒有完全達(dá)成一致[8]。在教學(xué)研討時，不同的學(xué)者有不同的生活背景，因此也會有個人的感情色彩充斥在里面；有的甚至忽視了各個理論基礎(chǔ)之間的統(tǒng)一，不能夠深入、具體、全方位地對相關(guān)學(xué)科理論和域外引介理論進(jìn)行考察和論證[9]。起支撐作用的準(zhǔn)確、具體、科學(xué)的理論基礎(chǔ)得不到保證，課程改革的實踐就找不到最終的落腳點(diǎn)，如同無根之木沒有任何可靠根基。

3）三維目標(biāo)流于形式。為了改變應(yīng)試教育思想下學(xué)生只會讀書，缺乏生存交往技能的現(xiàn)狀，經(jīng)過研討學(xué)者們提出了對課程目標(biāo)修改的具體方法：確立三維目標(biāo)[10]。眾多課程目標(biāo)的總結(jié)指出，盡管學(xué)者們將教育課改的三維目標(biāo)稱為課改的不良后果，但三維目標(biāo)的確立的確給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來了樂趣，而且也將枯燥的書本知識和社會生產(chǎn)、學(xué)生生活、生態(tài)環(huán)境聯(lián)系在了一起。但不可避免的是也有不少地區(qū)教學(xué)過程中的三維目標(biāo)教育流于形式。由此可見，課程改革實踐過程中的混沌現(xiàn)象在一定程度上是由三維目標(biāo)在理論上的模糊不清導(dǎo)致的，這點(diǎn)是需要注意并進(jìn)一步修正的。

4）缺少原創(chuàng)欠缺深度。這一問題背后的主要原因是國民盲目地崇洋媚外，面對西方思想總是盲目崇拜，缺乏對本土文化的自信、缺失立足國情的意識；在推進(jìn)改革策略的過程中不能立足學(xué)校特點(diǎn)，適應(yīng)社會發(fā)展，融合本土文化、缺少促進(jìn)學(xué)校發(fā)展的理性思考、存在一次只完成一項任務(wù)的觀點(diǎn)；對于高等教育課程改革理論的支撐方面，創(chuàng)造型人才的缺失導(dǎo)致傳承和引進(jìn)的教育理論中同時缺少原創(chuàng)成分[7]。

三 中國高校教書育人工作者面臨的挑戰(zhàn)

（一）綜合文化知識

大多數(shù)的教育工作者都在教授“自己的專業(yè)學(xué)科”時感覺得心應(yīng)手，而且認(rèn)為當(dāng)時的授課也是最系統(tǒng)的。但如果需要進(jìn)行綜合化教學(xué)，就會感覺到知識的匱乏，因為在我國傳統(tǒng)思維中一直堅持“術(shù)業(yè)有專攻”，大家接受的教育也是單一的[11]。從業(yè)后編制的教育制度為其提供了穩(wěn)定的生活，同樣也失去了進(jìn)取求知的欲望，只知道“我有一杯水就給學(xué)生一杯水”，而不是教會學(xué)生尋找源頭活水。

（二）融會貫通的教學(xué)方法

雖然對各個學(xué)科基本理論的認(rèn)識大多數(shù)老師已經(jīng)發(fā)展出獨(dú)一無二的教學(xué)模式，但是無論什么學(xué)科，教學(xué)方法總是有許多共同的元素。比如，對研究中的各種元素形成更加深入、準(zhǔn)確地理解是科學(xué)研究的最主要目標(biāo)，為滿足實用性和美學(xué)這兩個方面的特定條件和共同需求而開發(fā)出一個新產(chǎn)品是技術(shù)和工程的目標(biāo)?？梢浴敖鉀Q問題”的有效方式是兩類學(xué)科同時需要的，但有所不同的是處理和評價任務(wù)的方式。

四 美國STEM 教育對中國高等教育新課改的啟示

我國進(jìn)行高等教育新課改以來，國民素質(zhì)總體水平得到明顯提高，但也存在著一些不令人滿意的地方。不同于美國，中國借鑒STEM 教育理念進(jìn)行本土化嘗試的目標(biāo)則是更希望面向全體學(xué)生，凸顯出育人價值[12]。這引起了學(xué)者們對于中國高等教育課程還存在哪些不足，應(yīng)該進(jìn)行哪些革新，如何將美國STEM 教育與中國高等教育新課改進(jìn)行融合的思考[13]。

（一）基于STEM 教育的課程改革過程中穩(wěn)扎穩(wěn)打，不能急于求成

美國實行STEM 教育改革也經(jīng)歷了一個漫長的歷程。通常一項新制度的頒布必定會使國民感到不適，對于教育者和受教育者而言，他們已經(jīng)習(xí)慣了之前的教育制度和教學(xué)模式。例如，我國從事教育的工作者一般習(xí)慣了傳統(tǒng)的教育模式即做知識的灌輸者，備好一節(jié)課之后，教師在今后的教學(xué)中只需要簡單地改變一下小細(xì)節(jié)。而一旦實行了新政策，所有的備課都要全部推翻，要重新認(rèn)識課本、重新關(guān)注學(xué)生、甚至要重新設(shè)計教學(xué)。此時他們就會產(chǎn)生抵觸的心理，容易表現(xiàn)在只是表面上響應(yīng)了新制度，實際教學(xué)中仍然我行我素。決定著我國進(jìn)行教育改革將是一個漫長過程的另一個重要原因，那就是根深蒂固的應(yīng)試教育思想。因此，必須要從實際教學(xué)著手，穩(wěn)扎穩(wěn)打，循序漸進(jìn)地將基于STEM 教育的教育課程改革落到實處。

（二）從源頭抓起，用嚴(yán)格的制度保證基于STEM 教育課程改革的進(jìn)行

美國STEM 教育改革之所以能取得成功，很大程度上是由美國嚴(yán)格的規(guī)章制度、強(qiáng)有力的實施機(jī)構(gòu)決定的。這種嚴(yán)格到幾近苛責(zé)的法律制度，讓美國這個“魚龍混雜”的多民族、多政黨的國家井然有序。那對于這種苛刻嚴(yán)格的教育制度，為什么人們卻仍然能遵守呢？美國的孩子成長環(huán)境是自由的，雖然有種“散養(yǎng)”的感覺，但孩子卻能夠很自覺地遵守規(guī)則，這是因為其從小就養(yǎng)成了遵守規(guī)則的習(xí)慣，美國的父母愿意花大把的時間給孩子講好規(guī)則，但在懲罰之前卻不會給犯錯的孩子解釋的機(jī)會。也正是這樣，美國的公民都能夠接受法律的制約。這也為嚴(yán)格的法律制度的施行打下了堅實基礎(chǔ)。

（三）與時俱進(jìn)，不斷根據(jù)時局更改政策法規(guī)

改革是一個過程，美國在實行STEM 教育改革的過程中也不是一帆風(fēng)順的，同樣也會遇到一些問題。不同的是，在遇到問題之后，美國當(dāng)局會很快出臺一些新的法案來應(yīng)對這些變化，在保證大方向的前提下，不斷調(diào)整。改革具有復(fù)雜性，在調(diào)整教育政策時，也勢必會影響社會經(jīng)濟(jì)、工業(yè)生產(chǎn)、金融市場、就業(yè)醫(yī)療、勞動保障等，這就決定了改革不能一蹴而就。我們不能將原本的社會體系全部推翻建立一個新的體系，只能是在原有基礎(chǔ)上不斷調(diào)整。所以如何做到在就一個問題展開調(diào)整的過程中，在不影響社會正常運(yùn)作的前提下，有效解決當(dāng)前問題，需要社會各部通力合作，并且準(zhǔn)確把握問題的根源。

（四）充實的課堂內(nèi)容跨越學(xué)科界限

美國進(jìn)行STEM 教育改革時建立能進(jìn)行跨部門跨學(xué)科管理的新機(jī)構(gòu)，比如史密森學(xué)會、國家科學(xué)基金會等。雖說STEM 教育策略下的課堂應(yīng)該是兼容并包的，但也要保證基礎(chǔ)學(xué)科。除此以外，也要倡導(dǎo)跨越學(xué)科的界限。酶學(xué)是一門邊緣學(xué)科，既可以聯(lián)系生物、物理，也能夠貫穿醫(yī)藥、衛(wèi)生。比如，在研究“有機(jī)化學(xué)中的塑料制品”這一課題的時候，除了研究塑料制品的主要成分聚合物（聚乙烯、聚氯乙烯）之外，也會聯(lián)系到塑料制品的普及帶來的“白色污染問題”，由此讓學(xué)生查閱資料，體會科技發(fā)展在給人們帶來便利的同時，也給人們帶來了負(fù)面影響。這種討論讓學(xué)生意識到不同學(xué)科的潛在聯(lián)系，以及知識與社會的緊密關(guān)系，逐漸養(yǎng)成學(xué)以致用的求知習(xí)慣。

（五）增加教育經(jīng)費(fèi)投入

現(xiàn)代社會是信息時代，現(xiàn)代化的生產(chǎn)設(shè)備取代了傳統(tǒng)勞動力，那是不是只需要研制設(shè)備，不需要培養(yǎng)人才了呢？現(xiàn)代教育也同樣需要普及現(xiàn)代化信息教學(xué)，可以這樣簡單理解其原因：雖然機(jī)器生產(chǎn)取代了勞動力，但機(jī)器總是要壞的，那至少要有人懂得維修和維護(hù)。所以，現(xiàn)代化的教學(xué)至關(guān)重要，比如通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，不僅可以及時更新教育內(nèi)容，也讓遠(yuǎn)程授課成為可能。比如微課，課堂時間總是有限的，我們不能保證所有學(xué)生都能在課堂上高效學(xué)習(xí)，能掌握所有知識內(nèi)容，能每一節(jié)課都按時出勤。微課就為解決這些問題提供了可能，微課可以讓學(xué)生在閑暇時間自由學(xué)習(xí)，不管是作為課前預(yù)習(xí)還是課下復(fù)習(xí)，都能提高學(xué)生的知識掌握程度。然而，現(xiàn)代化的教育技術(shù)需要專業(yè)人員開發(fā)，現(xiàn)代化的教學(xué)設(shè)備需要配置，現(xiàn)代化的教師需要有人培訓(xùn)，這些全都需要國家教育投資的支持。

（六）社會各部的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)

除了教學(xué)方法在進(jìn)行跨越學(xué)科教學(xué)時有所不同之外，不同學(xué)校及其他社會機(jī)構(gòu)的工作實踐也需做好協(xié)調(diào)統(tǒng)籌，為了給學(xué)生提供具有吸引力的STEM 經(jīng)驗，各機(jī)構(gòu)組織都需要在時間安排、課程與評測統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、考試要求、資源與時間的可用性等各個方面，做出適當(dāng)讓步。

五 結(jié)束語

STEM 教育融入我國高等教育課程改革對解決大學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力不足等問題具有重要意義。因此可以通過以下四種方式使STEM 教育融入我國高等教育課程改革。

1）重視STEM 教育理念與傳統(tǒng)文化的傳承與融合。中華民族具有悠久的文化歷史，在實施STEM 教育教學(xué)的過程中，不僅要融合國外先進(jìn)教育理念，也要充分發(fā)掘傳統(tǒng)文化，要提取其中精華舍棄其中糟粕，傳承并發(fā)揚(yáng)。比如，剪紙、貝雕、糖畫等都是中國的傳統(tǒng)手藝，但能夠?qū)⑵鋫鞒邢氯サ娜藚s來越來越少，可以在學(xué)校組建各種社團(tuán)，讓學(xué)生利用課余時間學(xué)習(xí)這些傳統(tǒng)手藝，不同專業(yè)有共同興趣的學(xué)生聚在一起，拓寬學(xué)生的交際圈，互相合作，養(yǎng)成樂于助人的好習(xí)慣。

2）開發(fā)基于STEM 教育的網(wǎng)絡(luò)課程?，F(xiàn)代社會是信息化的時代，開發(fā)基于STEM 教育的網(wǎng)絡(luò)課程可以讓人們在業(yè)余時間學(xué)習(xí)新技術(shù)，獲得新技能，不斷提高自己的受教育水平。同時，基于網(wǎng)絡(luò)的STEM 課程對于在校學(xué)生，也可以隨時查缺補(bǔ)漏，鞏固知識。

3）建立基于STEM 教育的開放式課堂。要改變傳統(tǒng)教學(xué)方式，讓課堂成為學(xué)生暢所欲言的平臺，不再是教育工作者的“一言堂”，不再以基礎(chǔ)知識為全部教學(xué)內(nèi)容?；赟TEM 教育的學(xué)校課堂應(yīng)該是學(xué)生的天地，要以學(xué)生的求知需要為基礎(chǔ)，以適應(yīng)社會科技發(fā)展為目標(biāo)，以問題為導(dǎo)向，充分激發(fā)學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)熱情，建立開放式的新課堂。讓學(xué)生在合作中建立自己的知識框架。

4）提高教師素質(zhì)，把握STEM 教育理念。華生說：“給我一打嬰兒，我可以把他們培養(yǎng)成銀行家、強(qiáng)盜或是任何人?！苯處熜袠I(yè)可以說是一個“良心活兒”，蠟炬成灰的豪情有哪種職業(yè)又能比得了呢？所以，STEM 教育中的教師應(yīng)該受到全社會的尊重。在提高教師地位的同時，也要加強(qiáng)教師隊伍的管理，及時更新教師教育教學(xué)理念，對教師進(jìn)行STEM 教育的相關(guān)培訓(xùn)，使教師對STEM 教育的含義和方法充分了解和把握，并從思想上接受STEM 教育，從而能夠使教師真正將科學(xué)、技術(shù)、社會等其他學(xué)科知識融入到課堂教學(xué)中，讓中國的STEM教育不再是空想。