宋婷裊 高佳平

摘 要 STEM教育自從在美國誕生以來，就受到全美各領(lǐng)域人士的關(guān)注，在近30年的發(fā)展中，其形式與內(nèi)容也日益成熟和完善，吸引了全世界人士的關(guān)注。通過對STEM教育含義的解讀，分析當(dāng)前中國科技教育存在的問題，旨在為STEM教育的中國本土化實踐探索提出建設(shè)性意見。

關(guān)鍵詞 STEM；中國科技教育；職業(yè)教育；創(chuàng)新教育

中圖分類號：G650 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）16-0009-03

1 STEM教育在美國的含義與實踐

STEM教育含義解讀 STEM是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科英文首字母的縮寫。STEM教育并非是四門學(xué)科的簡單組合，而是摒棄了傳統(tǒng)教學(xué)的弊端，以問題為導(dǎo)向，結(jié)合各學(xué)科相關(guān)知識，聯(lián)系實際，形成嚴謹自主的學(xué)習(xí)方式，旨在培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力，提升學(xué)生的核心競爭力[1]。

STEM教育的重點在于培養(yǎng)學(xué)生STEM素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新素養(yǎng)，通過解決實際問題，鍛煉綜合設(shè)計的能力。整體而言，其綜合性體現(xiàn)在兩方面：一為形式上的學(xué)科元素的綜合；一為設(shè)計方法中的能力綜合。

STEM教育注重探究式的學(xué)習(xí)方法，區(qū)別于傳統(tǒng)教育的單一式灌輸教育，其通過教師的引導(dǎo)輔助，使得學(xué)習(xí)者可以通過自身思考，與他人合作自主建構(gòu)問題答案，習(xí)得相關(guān)領(lǐng)域的知識以及解決問題的方法，培養(yǎng)問題解決能力、合作交流能力、創(chuàng)造力等；STEM教育注重將學(xué)習(xí)者置于真實的問題情境下，通過項目或問題的設(shè)置，將答案及解決途徑開放給學(xué)習(xí)者，讓學(xué)習(xí)者通過結(jié)隊探索、搜集分析資料等一系列學(xué)習(xí)活動，解決在特定情境中的問題及項目[2]。

STEM教育與STEM職業(yè)的聯(lián)系 教育的目的是為社會建設(shè)培養(yǎng)專業(yè)人才，對接社會的現(xiàn)代化發(fā)展。STEM教育理工科屬性很強，從事社會建設(shè)的科技產(chǎn)業(yè)建設(shè)者需要具有此類的設(shè)計性思維，對于社會的科技產(chǎn)業(yè)具有很強的帶動作用。

當(dāng)今世界，科技革命成為各國關(guān)注的焦點，而STEM領(lǐng)域的專業(yè)人才對搶占第四次工業(yè)革命的先機具有關(guān)鍵性的作用。何為STEM職業(yè)？美國國土安全部定義了422個STEM專業(yè)，它們大多屬于理工科，但是因為數(shù)學(xué)與技術(shù)同商業(yè)的融合越來越緊密，商科也漸漸被劃入STEM專業(yè)范疇。而由這些專業(yè)細分出來的STEM職業(yè)，包括統(tǒng)計員、計算機系統(tǒng)分析師、軟件開發(fā)人員、數(shù)學(xué)家、財務(wù)顧問、環(huán)境工程師、機械工程師、醫(yī)療健康服務(wù)管理等。可以說，貫穿美國基礎(chǔ)教育的STEM教育，為社會、國家培養(yǎng)這些人才奠定了堅實的基礎(chǔ)。

我國的勞動力總量在世界排名首位，但勞動力質(zhì)量不高，綜合素質(zhì)仍無法與發(fā)達國家相比，很多產(chǎn)業(yè)人才缺口嚴重。據(jù)估計，到2025年，中國新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)人才缺口950萬，高檔數(shù)控機床和機器人產(chǎn)業(yè)人才缺口450萬，新材料產(chǎn)業(yè)人才缺口400萬[3]。專業(yè)領(lǐng)域人才的缺失與我國現(xiàn)階段的教育是分不開的，因此，教育的改革變得迫在眉睫。

STEM教育同中國傳統(tǒng)學(xué)科教育的區(qū)別 中國傳統(tǒng)教育在教學(xué)方式上強調(diào)以教師為主體，以課堂為中心，課堂由教師絕對主導(dǎo)，單方面的知識灌輸成為課堂的主流，課堂交互性較低；在教學(xué)內(nèi)容上，注重科學(xué)文化知識的灌輸，忽略學(xué)生能力的培養(yǎng)，造成大學(xué)教育同基礎(chǔ)教育的斷層，同時課堂內(nèi)容強度大，記憶知識點成為多數(shù)學(xué)生的主要學(xué)習(xí)方式；在評價方式上，考核方式單一，近年來國內(nèi)部分發(fā)達地區(qū)雖然將綜合素質(zhì)列入考核因素之中，但規(guī)模較小，改革仍停留在表面。學(xué)生在此種教育模式下缺乏自主選擇的能力以及條件，主體性以及創(chuàng)造性的培養(yǎng)被忽視，無法快速適應(yīng)社會生活，缺乏獨立思考問題的思維，欠缺合作溝通的能力。

STEM教育從根本上想要培養(yǎng)適應(yīng)社會、思維活躍的創(chuàng)新型人才，因此，在教學(xué)過程中通過實際問題及情境的設(shè)置，幫助學(xué)生更早地接觸到專業(yè)性的活動，啟發(fā)學(xué)生找到職業(yè)興趣所在，進而進行職業(yè)規(guī)劃。在教學(xué)活動中建構(gòu)在社會中可能遇到的問題，使得學(xué)生較早地意識到自身未來的社會價值，自主探索專業(yè)知識的同時，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，提升職業(yè)素養(yǎng)。

2 中國科技教育現(xiàn)狀

中國科技教育的由來與現(xiàn)狀 中國早在2001年就對STEM教育有了關(guān)注，并將其由國外引入。隨著時間的推移，對STEM教育的研究在2016達到高潮，教育領(lǐng)域意識到STEM教育的重要意義，積極推動STEM教育。在一些學(xué)校中，除學(xué)科實驗室之外，科創(chuàng)教育聯(lián)盟理工實驗室也已經(jīng)完成建設(shè)，中小學(xué)引進并開設(shè)相關(guān)課程，一些教育研究團隊致力于開發(fā)系列課程。

但同時一些中小學(xué)以及學(xué)者縮減了STEM教育的范圍以及概念，一些中小學(xué)認為學(xué)校中開設(shè)的興趣課程即為STEM教育，開設(shè)的一些小發(fā)明、小制作比賽即為STEM教育，而在正式課堂中，傳統(tǒng)教育仍然為主流教育，多媒體設(shè)備雖有應(yīng)用，但仍然是教師灌輸知識的輔助品。科技產(chǎn)品在STEM教育過程中只能起到輔助作用，一些教育企業(yè)為了市場將發(fā)展重點放在科技產(chǎn)品的開發(fā)上，而不注重思考教學(xué)方式的改革。這完全脫離了STEM教育原本的內(nèi)涵，其意義也無法彰顯?！爸挥袕恼n程設(shè)置的目的、課程本身及其教學(xué)策略三個方面，才能完整地把握和理解STEM教育內(nèi)涵與要求，科學(xué)、合理地實施STEM教育。”[4]

中國科技教育存在的問題

1）在評價方式方面。學(xué)科成績?nèi)匀皇窃u價學(xué)生最重要的標準，大部分教師、學(xué)生、家長仍然是以成績?yōu)閷?dǎo)向的，學(xué)生之間的成績競爭對課堂知識的容納量提出較高的要求，很多中學(xué)將三年的課程縮減到兩年的課堂時間內(nèi)。而依照STEM教育的課堂標準，以學(xué)生為課堂主體，對學(xué)科知識進行自行探索、了解，教師輔助，這樣完全不能滿足現(xiàn)有的知識強度。

2）在形式方面。部分地區(qū)針對現(xiàn)狀對現(xiàn)有高考制度進行改革，但并不完全徹底，很多地區(qū)仍將重點置于科技競賽上；在課堂活動設(shè)計上以解決客觀問題為主，缺乏真實情境的設(shè)計及代入，導(dǎo)致學(xué)生無法深入地進行研究性學(xué)習(xí)；在中小學(xué)，學(xué)生無法對社會、對未來職業(yè)產(chǎn)生清晰的認識以及規(guī)劃。

3）在內(nèi)容方面。課程內(nèi)容專業(yè)性不足，學(xué)科教育仍停留在單一學(xué)科分立的狀態(tài)，不同學(xué)科壁壘仍未打通。在創(chuàng)新性方面仍有待提高，現(xiàn)有內(nèi)容仍停留在車模、航模、船模與開源硬件、機器人等工程技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)老舊的內(nèi)容，這與當(dāng)前國家科技創(chuàng)新快速發(fā)展，經(jīng)濟布局從勞動密集型向技術(shù)密集型轉(zhuǎn)型的局勢脫離。

同時在內(nèi)容設(shè)計方面，各個學(xué)習(xí)階段的學(xué)校是相互獨立的，課程設(shè)計、活動建構(gòu)多數(shù)由學(xué)校和教師完成。因此，教學(xué)內(nèi)容的實施沒有延續(xù)性，缺乏系統(tǒng)性。

4）在教師素養(yǎng)方面。在教師培養(yǎng)階段缺乏科學(xué)以及工程素質(zhì)的培訓(xùn)，因此，很多教師在執(zhí)教期間缺少有關(guān)技術(shù)工程課程設(shè)計的思維。相關(guān)調(diào)查顯示，部分教師自身已經(jīng)意識到此類問題的存在，27%的教師認為教師專業(yè)能力不足是制約STEM課程教學(xué)的最大瓶頸，還有27%的教師對課程結(jié)構(gòu)的設(shè)置不甚了解。因此，加強對教師的培訓(xùn)就成為開展新型中國科技教育面臨的首要任務(wù)。這就需要建構(gòu)系統(tǒng)性的、分級的、具有針對性的培訓(xùn)體制，而不是盲目從國外引進相關(guān)的培訓(xùn)課程及系統(tǒng)。

5）在整體架構(gòu)方面。教育不單單是學(xué)校、教育學(xué)部所應(yīng)該關(guān)心的事情，更需要社會各個階層、各相關(guān)機構(gòu)共同努力奮戰(zhàn)，在共同體系、目標下形成社會合力。針對一些創(chuàng)新課程，要啟發(fā)到什么程度，是以必修課還是選修課的方式呈現(xiàn)，都需要比較詳細的規(guī)定，建立具體的標準。

3 變革規(guī)劃

宏觀層面

1）創(chuàng)新教育融入中國科技教育的必然性。創(chuàng)新教育很早就被提及，但在我國各個學(xué)校中的落實情況并不樂觀?！秶覄?chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》提出計劃在2020年建成創(chuàng)新型國家。而在全球化趨勢日漸深入的情況下，我國在很大一部分產(chǎn)業(yè)中仍處于價值鏈的較低等級，很多技術(shù)仍依靠他國，這對我國發(fā)展是十分不利的。因此，當(dāng)前的政治經(jīng)濟形勢對我國的教育提出更高的要求，應(yīng)將創(chuàng)新教育融入我國的科技教育，形成中國科技創(chuàng)新教育。

2）STEM教育與中國科技教育之間的有機轉(zhuǎn)化。我國現(xiàn)有的課程體系表現(xiàn)為主科教育所占課時長，評價占比大，而工程類、技術(shù)類等綜合性課程較少，造成學(xué)生數(shù)學(xué)科學(xué)這類學(xué)科成績較好，而對于技術(shù)的應(yīng)用和工程方面問題的解決能力則有待提高。工科學(xué)生在接受高等教育之前，接受相關(guān)理念灌輸，知識積累較少，就會形成教育斷檔。因此，在中小學(xué)階段培養(yǎng)創(chuàng)新性思維，在高中階段設(shè)置一些工程類技術(shù)的學(xué)科供學(xué)生學(xué)習(xí)，有助于學(xué)生建立完整的思維模式。這樣的人才培養(yǎng)體系具有針對性，高效率培養(yǎng)不同領(lǐng)域的人才。

3）職業(yè)教育與拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。改變現(xiàn)有大眾化一體教育，不同階段、不同學(xué)校設(shè)置針對性課程，在中小學(xué)設(shè)置選修課程，培養(yǎng)相關(guān)職業(yè)思維，幫助學(xué)生在較低年齡時即可進行初步職業(yè)規(guī)劃；在高中課程教學(xué)中為學(xué)生進行初步的職業(yè)技能培訓(xùn)，與大學(xué)課程進行對接。

4）企業(yè)發(fā)揮輔助作用。除開發(fā)教育產(chǎn)品、舉辦競賽，教育企業(yè)還可以幫助學(xué)校提升教師素養(yǎng)，設(shè)計課程，開設(shè)課堂輔助教學(xué)班，幫助學(xué)生確定職業(yè)規(guī)劃，鍛煉相關(guān)能力。企業(yè)界應(yīng)發(fā)揮其對教育發(fā)展的支持作用，規(guī)劃行業(yè)人才需求，發(fā)布報告。

5）高考制度的改革。改變現(xiàn)有“一考定終身”的評價方式，引入多種評價標準，基礎(chǔ)學(xué)科教育引入形成性評價。考核中引入能力評定；在社會實踐活動中，不單單對實踐次數(shù)進行框定，更要求學(xué)生在活動過程中擔(dān)當(dāng)不同的職位，承擔(dān)不同的任務(wù)，鍛煉不同的能力；相關(guān)競賽活動在關(guān)注學(xué)生成果的同時，也要注重學(xué)生在團隊中擔(dān)當(dāng)?shù)穆殑?wù)、解決的問題，引入團隊學(xué)生互評，避免出現(xiàn)團隊中所有學(xué)生都加分均等的情況；在工程技術(shù)課程方面，將其引入考核中，適當(dāng)降低基礎(chǔ)課程評分所占比例。

微觀層面

1）建立區(qū)域課程體系?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》指出：“專業(yè)設(shè)置與經(jīng)濟社會發(fā)展需求相適應(yīng)?！盵5]不同區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展不同，對領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的要求也不同。針對不同的經(jīng)濟體系，培養(yǎng)專業(yè)人才，有利于節(jié)省教育資源，提高教學(xué)效率。

2）將大學(xué)學(xué)科體系下放，建立對應(yīng)的課程體系。為解決如今大學(xué)課程與初高中教育斷檔的問題，應(yīng)針對不同年級情況，建立不同側(cè)重點的課程體系，低年級課程學(xué)習(xí)主要以興趣驅(qū)動，中年級課程學(xué)習(xí)以專業(yè)和能力驅(qū)動，高年級課程學(xué)習(xí)則以職業(yè)要求來驅(qū)動。

3）加強基礎(chǔ)學(xué)校與科研機構(gòu)、企業(yè)單位的對接。課堂不是學(xué)生進行學(xué)習(xí)的唯一途徑，學(xué)?？梢远ㄆ谘埧蒲腥藛T、企業(yè)人士對學(xué)生進行培養(yǎng)指導(dǎo)；同時，學(xué)校應(yīng)為對特定領(lǐng)域感興趣的學(xué)生提供接觸相關(guān)專業(yè)知識、器材的途徑，讓學(xué)生在較低年齡即可初步接觸專業(yè)問題及情境。

4）教師同專業(yè)人員協(xié)作開課。在教師參與培訓(xùn)的同時，專業(yè)人員可以參與課程、教學(xué)活動的設(shè)計，進行指導(dǎo)以及過程的監(jiān)督。在初期，專業(yè)人員也可以進行相關(guān)數(shù)據(jù)的收集，便于對課程實時優(yōu)化?！?/p>

參考文獻

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