向世清，博士，中國科學院上海光學精密機械研究所研究員。長期從事激光物理與工程技術(shù)的前沿研發(fā)，是參與產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟戰(zhàn)略與決策咨詢、基礎(chǔ)教育改革咨詢、科技創(chuàng)新中心發(fā)展戰(zhàn)略設(shè)計等多領(lǐng)域戰(zhàn)略專家，也是上海市最為活躍的科技創(chuàng)新教育專家之一。

第八步，分析結(jié)果和歸納。這一步標志著STEM教學/學習過程進入收尾階段。我們現(xiàn)在可以歸納說STEM教育是一種主要以研究性/探究性過程為核心的教學方式，其教學法的核心是科學技術(shù)的研究/創(chuàng)新的過程與方法論，且強調(diào)中間必須具有真實的研究與實踐過程，真正的學習就在研究與實踐過程中發(fā)生。那么，到了這個教學位置，無論發(fā)生過怎樣的學習、探究、實驗、研究過程，分析結(jié)果和歸納都是我們]形成所謂的“學習產(chǎn)出”的過程和階段，是實現(xiàn)知識等記憶、回憶、掌握、理解、拓展、提升、擴容、進階甚至是創(chuàng)新的“出口”，也是同時衡量伴隨著知識的增加，我們還獲得了什么進步，包括方法技能和思維，更重要的還有情感性發(fā)展，以及分析判斷能力和價值觀等。這其實就是在衡量教學效果。因此，做好這一步，不僅可對所獲得的結(jié)果有一個完整的總結(jié)和認識，對所付出的功夫和努力的效果有一個準確的歸納，還可以因為有很好的分析、綜合與融合過程，而使得學習的結(jié)果和效果達成飛躍性的提升。即便不是STEM教學過程，我們都有這樣的一個步驟和階段，何況STEM教育還偏偏又特別強調(diào)，期望在這樣一個步驟和階段中實現(xiàn)學習結(jié)果的提升，甚至是大幅度的飛躍。

因此，我們強調(diào)，對于STEM教學而言，分析結(jié)果和歸納這一步必須十分注重其科學地實現(xiàn)“從結(jié)果到結(jié)論”的思維深化和升華過程。這也是采用科學研究自身的規(guī)律和規(guī)范所給出的要求和可以直接帶來的好處。隨后，我們可以看到STEM教學過程遵從科學研究的套路為什么就可以達到更好的教學效果。

分析和歸納是常見的兩種從現(xiàn)象到本質(zhì)、從形象到邏輯、從具象到抽象的思維提煉總結(jié)方法（圖1）。分析是在頭腦思維中把一件事物、一種現(xiàn)象、一個概念分成較簡單的組成部分，經(jīng)由整體分解成各個部分或?qū)傩院?，找出這些部分的本質(zhì)屬性和彼此之間的關(guān)系（與“綜合”相對），然后依靠總結(jié)共同特征再最終達成合成。其意義在于通過認識事物或現(xiàn)象的區(qū)別與聯(lián)系，細致地尋找能夠解決問題的主線，并以此解決問題。而歸納指一種由一系列具體的事實概括出一般原理（與“演繹”相對）的思維推理方法，是從部分到整體、從特殊到一般、從個別到普遍的推理過程，最終它從許多個別的事物中概括出一般性概念、原則或結(jié)論。

通常，在第七步完成后，我們獲得了很多的研究/探究/實踐結(jié)果，這些結(jié)果通常都是所觀察到的現(xiàn)象、觀測到的數(shù)據(jù)、驗證形成的裝置/模型，以及它們的工作成功與否、具體工作的特點與參數(shù)性能等。那么，應用分析和歸納，我們就可以對這些結(jié)果完成“論一論、估一估、評一評”的過程。如此，我們不僅挖掘得出這些結(jié)果的規(guī)律、所代表的涵義等，還要判斷評估這些結(jié)果具有怎樣的特征、特點、特性，例如科學、正確、合理、成功與否等;以及進一步地，還對這些結(jié)果的獲得有何種方面的意義，它們在規(guī)律和方法等方面是否具有推廣性、應用性等作出一定的判斷。完成了這些內(nèi)容，實際上就把結(jié)果提高到了結(jié)論。這種提高是因為我們的思維所形成的，代表著我們認識的不斷提升。

抽象地說，結(jié)果是當前事物發(fā)展所達到的最后狀態(tài);而結(jié)論是人們對事物的狀態(tài)進行分析評述后所下的最后的論斷。或者說，結(jié)果是指表象、現(xiàn)象的最終狀態(tài)，或由前一個狀態(tài)轉(zhuǎn)化為當前新的狀態(tài)的情況描述;而結(jié)論是指思維推理中對狀態(tài)由一個已知判斷所推知的新判斷。更可以說，結(jié)果是獲得的客觀事實，其主要增加了知識的數(shù)量;而結(jié)論則是基于事實的知識升華、意義凝練與價值判斷，會提高知識的層次和能級。舉個形象的例子，我們用照相機拍了一張風景照片（如圖2），照片的圖像本身就是結(jié)果，而我們對圖像進行分析，在圖像中找到某些對其的判斷，例如其反映的風景很漂亮，色彩包含豐富，反映了某個季節(jié)的典型特征，這張照片的色調(diào)是暖色調(diào)，給人以開心的印象等，這就是從結(jié)果分析得到了多方面的結(jié)論。而結(jié)論使得我們對照片的認識更多和硬全面了。

按照科學研究的方法論，從結(jié)果到結(jié)論實際上有著常規(guī)范的要求，主要包括完成四方面的任務(wù)：一+是對結(jié)果的收集、整理和綜合;二是對結(jié)果達成效果的分析、歸納和判斷;三是對結(jié)果內(nèi)在規(guī)律和內(nèi)涵的提煉、判斷和檢驗;四是對結(jié)果的意義及進步性、創(chuàng)新性、價值性、推廣性和應用性等方面的分析、預期與展望。

把這四方面的任務(wù)對應到STEM教學上，考慮到STEM教育仍然主要是一種知識教育/學習為主的教學過程，這里的四個任務(wù)就等同于完成：是對所學習的新老知識的綜合和整理;二是對此階段學習效果、掌握情況、內(nèi)涵理解深化情況的總結(jié)和認識：三是對新增知識的意義、特點等的認識;四是梳理和明確新學知識在自身知識積累中的定位、新知識總集的特征框架情況等，并判斷自己的知識增加、提升、拓展和創(chuàng)新等，最后明了自己已具備什么樣的知識能力、具有了何種應用知識的可能等。

簡單地說，STEM教育的第八步就是歸納和認清“老知識+新知識+增量+效果意義+多方同步產(chǎn)出”。其中，多方同步產(chǎn)出指的是，在知識學習的同時，包括技能、方法、思維、情感和價值觀的遞進性在內(nèi)也都實現(xiàn)了產(chǎn)出，都應總結(jié)歸納。例如，是否學習了科技，是否掌握了研究性方法與過程，是否體會了創(chuàng)新的過程與方法，是否明辨了知識習得全新的進展，是否在其中體會到了實踐的好處，是否在其中有了實驗探究的體會?？傊@是研究型過程特別具有的，恰恰是這一點更具有認識提升的驅(qū)動能力。

要特別強調(diào)，①分析結(jié)果和歸納是在第七步的直接數(shù)據(jù)分析等基礎(chǔ)上繼續(xù)進行的，那么，這里的分析和歸納就一定要上升到理論的層面，要對結(jié)果作出更高層次的意義和價值分析，對所實現(xiàn)的效果要給出更為客觀和科學的評價和評估。②從結(jié)果到結(jié)論，必須嚴格遵守科學研究的實事求是和客觀原則。結(jié)論應該觀點明確、嚴謹、完整、準確、精煉。這就要求，所作的推論是客觀合理和實證適度的，所提出的推廣和拓展是接近于現(xiàn)實可行和預期可觀的，所闡述的意義是不過分和自然恰當?shù)?。必須杜絕一點點結(jié)果，說出來一大篇意義，將其價值拓展到很高很大的“虛構(gòu)”程度，把展望遠至遠遠超出想象的地步等。一句話，結(jié)論必須實事求是、科學嚴謹。當然，該下到的結(jié)論沒有下到，那也是屬于分析不夠，或者分析水平不夠使得分析不到位。③第八步通常應該更多依靠自己完成，就像研究過程更多靠自己一樣。

我們都知道，傳統(tǒng)教學法的知識學習過程中，都有一個被稱為“復習”的過程。在一定的意義上，復習所完成的就是分析結(jié)果和歸納的事情。但是由于多年來的教學演變，復犯經(jīng)在絕大多數(shù)情況下成為一種重復溫習和練習已學知識的過程，雖也帶有少量的分析、綜合、提升和融合性質(zhì)，但實效結(jié)果基本是簡單機械地數(shù)次重復，只能用“再次學習以求得深化記憶和熟悉內(nèi)容”描述。而根據(jù)這里的總結(jié)，我們很簡單地可以看出，STEM教學的分析結(jié)果和歸納已經(jīng)大大超出了傳統(tǒng)教學的復習。形象地講，復習只是差不多完成了這里的第l個任務(wù)，而對這里的4個任務(wù)還有3個未能達到。這就鮮明地給出了為何STEM教學效果會遠遠高于傳統(tǒng)教學法的理論性說明。如果加上前述的STEM教學的過程中效果、效率遠遠好過于傳統(tǒng)教學，那么傳統(tǒng)教學的弊端就清晰無疑了（這里更對應試教育中的復習提出更為嚴厲的批評，因為這一方式中的復習花費了大量的時間實現(xiàn)僅供熟練性的提升，又沒有很科學地教會學生以何種方法論實現(xiàn)有效的總結(jié)和歸納，所以應試型學生最終幾乎沒有掌握從結(jié)果到結(jié)論的方法與技能，其達到的學習水平和知識理解深度因此極其有限，長此以往，這些學生就形成學得挺多可是知識無用）。