對(duì)美國(guó)STEM教育的研究與思考

【摘要】：美國(guó)在基礎(chǔ)教育課改過(guò)程中，十分重視STEM教育，將其提升到國(guó)家戰(zhàn)略層面。隨著社會(huì)對(duì)人才需求的不斷提高，STEM教育逐漸受到全球關(guān)注，近年來(lái)，我國(guó)對(duì)STEM教育的關(guān)注也日漸提升。本文梳理了源自美國(guó)的STEM教育的內(nèi)涵及特點(diǎn)，分析我國(guó)STEM課程整合的模式和取向，結(jié)合美國(guó)STEM教育發(fā)展的相關(guān)問(wèn)題提出幾點(diǎn)啟示，為從基礎(chǔ)教育培養(yǎng)優(yōu)秀人才添磚加瓦。

【關(guān)鍵詞】：美國(guó)STEM教育;課程整合模式;啟示

一、 STEM教育的內(nèi)涵

STEM，是Science、Technology、Engineering、Mathematics的簡(jiǎn)稱，旨在將原本分散的四門課程有機(jī)集合成一個(gè)整體。美國(guó)的STEM教育最早影響的是其高等教育的領(lǐng)域，促進(jìn)了大學(xué)打破學(xué)科的壁壘，幫助學(xué)生運(yùn)用多門學(xué)科知識(shí)解決真實(shí)情境中的問(wèn)題，一直以來(lái)受美國(guó)各界關(guān)注。除學(xué)校，企業(yè)、非營(yíng)利機(jī)構(gòu)以及社區(qū)都投入到STEM教育中。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，STEM教育正在不同學(xué)段的學(xué)校以不同的課程展開。STEM教育比較偏向于理科層面的跨學(xué)科融合，較受教育決策者和學(xué)者的重視。美國(guó)一位學(xué)者還提出STEAM概念，其中，A不僅指藝術(shù)，還指美、人文等含義。不論是STEM還是STEAM，都是為了更好地幫助學(xué)生不被單一學(xué)科的知識(shí)體系束縛，促進(jìn)教師在教學(xué)過(guò)程中更好地進(jìn)行學(xué)科融合，鼓勵(lì)學(xué)生跨學(xué)科解決問(wèn)題。

二、STEM教育的特點(diǎn)

STEM教育的教學(xué)必須緊密相連，以整合的教學(xué)方式培養(yǎng)學(xué)生掌握知識(shí)和技能，并能對(duì)掌握的知識(shí)和技能進(jìn)行遷移，能夠解決真實(shí)的問(wèn)題。STEM教育的內(nèi)涵豐富，呈現(xiàn)出了明顯的特點(diǎn)，表現(xiàn)為跨學(xué)科性、趣味性、體驗(yàn)性、情境性、協(xié)作性等。

（一）跨學(xué)科性

傳統(tǒng)分科教育在當(dāng)今社會(huì)已顯現(xiàn)出極大的弊端，STEM教育應(yīng)運(yùn)而生，跨學(xué)科性是它最突出的特點(diǎn)。在STEM教育中，教師不再將重點(diǎn)放在某個(gè)特定學(xué)科中，而是放在特定主題上，強(qiáng)調(diào)利用科學(xué)、技術(shù)、工程或數(shù)學(xué)等學(xué)科相互融合的知識(shí)解決問(wèn)題，著重提升學(xué)生跨越學(xué)科界限、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

（二）趣味性

STEM教育在實(shí)際教學(xué)時(shí)，問(wèn)題的設(shè)計(jì)要能激發(fā)學(xué)習(xí)者內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，問(wèn)題的解決要能讓學(xué)生有成就感，因此設(shè)計(jì)的問(wèn)題需要有一定的趣味性。STEM教育強(qiáng)調(diào)合作、分享，強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生體驗(yàn)和獲得合作與分享的樂(lè)趣，將學(xué)習(xí)與游戲相結(jié)合，還有利于激發(fā)學(xué)習(xí)者的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。

（三）體驗(yàn)性

STEM教育為學(xué)生提供了實(shí)際動(dòng)手做的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，學(xué)生可以靈活運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解決生活中的問(wèn)題，在這一過(guò)程中，學(xué)生不僅掌握了原先預(yù)設(shè)的知識(shí)，還習(xí)得了過(guò)程性的知識(shí)，STEM教育以其在體驗(yàn)中不斷習(xí)得知識(shí)的方式對(duì)學(xué)生今后發(fā)展會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

（四）情境性

STEM教育具有情境性，它不再是教授學(xué)生單一學(xué)科知識(shí)，強(qiáng)調(diào)把知識(shí)還原于生活，結(jié)合實(shí)例完成教學(xué)。STEM教育強(qiáng)調(diào)知識(shí)是學(xué)習(xí)者通過(guò)學(xué)習(xí)環(huán)境主動(dòng)建構(gòu)的產(chǎn)物，而非來(lái)自外部的灌輸。情境是STEM教育重要的組成部分，學(xué)習(xí)受具體情境的影響，情境不同，學(xué)習(xí)不同。

（五）協(xié)作性

STEM教育具有協(xié)作性，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)和解決問(wèn)題的過(guò)程中互相幫助，共同成長(zhǎng)。STEM教育中的問(wèn)題往往是真實(shí)有挑戰(zhàn)性的，任務(wù)的解決往往離不開其他同學(xué)教師的幫助，在任務(wù)解決的過(guò)程中，需要同伴間的交流與討論。STEM教育區(qū)別于傳統(tǒng)教育，最后的評(píng)價(jià)一般也以組員的共同表現(xiàn)為參考，而不是根據(jù)個(gè)人表現(xiàn)獨(dú)立評(píng)價(jià)。

三、STEM教育的課程模式

目前中小學(xué)最廣泛應(yīng)用的課程模式是分科教學(xué)模式，很少重視學(xué)科之間的聯(lián)系。有研究表明，學(xué)習(xí)者接受STEM教育有助于對(duì)學(xué)習(xí)知識(shí)的深入理解，同時(shí)也有助于培養(yǎng)解決問(wèn)題的能力。因此，STEM教育的課程設(shè)計(jì)應(yīng)該使用“整合的課程設(shè)計(jì)模式”，強(qiáng)調(diào)對(duì)知識(shí)的應(yīng)用和對(duì)學(xué)科之間關(guān)系的關(guān)注。

（一）課程模式

針對(duì)STEM教育，有學(xué)者提出兩種課程模式：相關(guān)課程模式和廣域課程模式。相關(guān)課程模式將各科保留為獨(dú)立學(xué)科，但教學(xué)內(nèi)容注重彼此間的聯(lián)系。相關(guān)課程模式與學(xué)校目前的課程模式相近，最大的區(qū)別在于需要不同學(xué)科的教師對(duì)課程安排進(jìn)行周密的計(jì)劃，對(duì)教師的要求比較高。廣域課程模式則取消了學(xué)科間的界限，將所有學(xué)科內(nèi)容進(jìn)行整合。

兩種課程整合模式各有優(yōu)劣勢(shì)。相關(guān)課程模式需要各科教師之間密切協(xié)商與交流;廣域課程模式打破了學(xué)科間的界限，通過(guò)活動(dòng)促使學(xué)生在真實(shí)情景中學(xué)習(xí)各科知識(shí)，但如何在打破的學(xué)科之間取得平衡有一定的挑戰(zhàn)性。

（二）課程整合的基本取向

STEM教育要求學(xué)科在教學(xué)過(guò)程中必須緊密相連，使得學(xué)生掌握知識(shí)和技能，并解決真實(shí)世界中的問(wèn)題。如何將獨(dú)立的學(xué)科實(shí)現(xiàn)整合，專家提出三種取向：

1.學(xué)科知識(shí)整合取向

分析各學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)，找到不同學(xué)科之間的整合點(diǎn)，一般采用基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)模式，把學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)在復(fù)雜有意義的情境中，通過(guò)學(xué)生合作解決問(wèn)題，促進(jìn)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解與建構(gòu)。

2.生活經(jīng)驗(yàn)整合取向

基于學(xué)習(xí)者的需求，以項(xiàng)目為載體，將學(xué)科知識(shí)轉(zhuǎn)化為生活性知識(shí)。一般采用基于項(xiàng)目的模式，將內(nèi)容與真實(shí)生活聯(lián)系起來(lái)。項(xiàng)目學(xué)習(xí)一般以開發(fā)作品為出發(fā)點(diǎn)，在教師指導(dǎo)下，學(xué)生按自己的思路，完成作品設(shè)計(jì)。

3.學(xué)習(xí)者中心整合取向

不強(qiáng)調(diào)由教師預(yù)設(shè)問(wèn)題，由學(xué)習(xí)者發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，強(qiáng)調(diào)解決問(wèn)題能力以及發(fā)現(xiàn)問(wèn)題能力的培養(yǎng)，一般采用學(xué)生主導(dǎo)項(xiàng)目，以個(gè)人或小組提出任務(wù)，任務(wù)內(nèi)容需要學(xué)習(xí)并運(yùn)用跨學(xué)科知識(shí)，教師發(fā)揮協(xié)調(diào)、指導(dǎo)和評(píng)價(jià)的作用。

五、 美國(guó) STEM 教育對(duì)我國(guó)中小學(xué)教育的啟示

美國(guó)STEM教育已經(jīng)不是一個(gè)單純的學(xué)科或課程層面的事情，它更多地代表了美國(guó)的教育發(fā)展戰(zhàn)略，美國(guó)在發(fā)展STEM教育時(shí)，善于發(fā)動(dòng)學(xué)校和社會(huì)的力量。因而，中國(guó)STEM教育的推進(jìn)要想取得理想效果，也應(yīng)該是一項(xiàng)國(guó)家行為。經(jīng)過(guò)了教育改革的一線教師和教育管理人員，都會(huì)有這種感受：教育具有很強(qiáng)的慣性，很難在一朝一夕有巨大變化，不能通過(guò)幾個(gè)文件就產(chǎn)生質(zhì)的變化。首先，應(yīng)鼓勵(lì)高校教育研究者深入教學(xué)一線，從課程、教法、學(xué)生等多個(gè)角度開展深入研究，并在課程中得以體現(xiàn)。其次，一線教師要相信自己，敢于改變。再次，教育行政管理部門要謹(jǐn)慎設(shè)計(jì)相關(guān)的教育政策。

STEM教育對(duì)教師來(lái)說(shuō)是一種挑戰(zhàn)，強(qiáng)調(diào)多門學(xué)科之間的高度整合，不能再按照原有的教學(xué)模式照搬。從美國(guó)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，我國(guó)的教師必須學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，珍惜每次培訓(xùn)的機(jī)會(huì)，努力促進(jìn)自身專業(yè)發(fā)展，切實(shí)幫助學(xué)生學(xué)習(xí)。

研究表明，將不同學(xué)科知識(shí)以分學(xué)科的方式進(jìn)行教學(xué)已成為當(dāng)前STEM教育的常見(jiàn)弊端，也是亟待解決的重要問(wèn)題。較之傳統(tǒng)教育中的分學(xué)科教學(xué)方式，STEM教育的創(chuàng)新之處正是將學(xué)科有機(jī)整合，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科教學(xué)。對(duì)此，中國(guó)相關(guān)的研究者已經(jīng)提出了幾種課程整合的模式，但具體效果還有待考證，社會(huì)發(fā)展日新月異，對(duì)復(fù)合型人才的需求日益增加，STEM教育是否能夠?qū)崿F(xiàn)這一人才的良性培養(yǎng)，還需要教育者們不斷地研究與思考。

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