STEM教育中國本土化實踐探索

宋婷裊 高佳平

摘 要 STEM教育自從在美國誕生以來，就受到全美各領域人士的關注，在近30年的發展中，其形式與內容也日益成熟和完善，吸引了全世界人士的關注。通過對STEM教育含義的解讀，分析當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性意見。

關鍵詞 STEM；中國科技教育；職業教育；創新教育

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（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、數學（Mathematics）四門學科英文首字母的縮寫。STEM教育并非是四門學科的簡單組合，而是摒棄了傳統教學的弊端，以問題為導向，結合各學科相關知識，聯系實際，形成嚴謹自主的學習方式，旨在培養學生解決實際問題的能力，提升學生的核心競爭力[1]。

STEM教育的重點在于培養學生STEM素養，培養學生科技創新素養，通過解決實際問題，鍛煉綜合設計的能力。整體而言，其綜合性體現在兩方面：一為形式上的學科元素的綜合；一為設計方法中的能力綜合。

STEM教育注重探究式的學習方法，區別于傳統教育的單一式灌輸教育，其通過教師的引導輔助，使得學習者可以通過自身思考，與他人合作自主建構問題答案，習得相關領域的知識以及解決問題的方法，培養問題解決能力、合作交流能力、創造力等；STEM教育注重將學習者置于真實的問題情境下，通過項目或問題的設置，將答案及解決途徑開放給學習者，讓學習者通過結隊探索、搜集分析資料等一系列學習活動，解決在特定情境中的問題及項目[2]。

STEM教育與STEM職業的聯系 教育的目的是為社會建設培養專業人才，對接社會的現代化發展。STEM教育理工科屬性很強，從事社會建設的科技產業建設者需要具有此類的設計性思維，對于社會的科技產業具有很強的帶動作用。

當今世界，科技革命成為各國關注的焦點，而STEM領域的專業人才對搶占第四次工業革命的先機具有關鍵性的作用。何為STEM職業？美國國土安全部定義了422個STEM專業，它們大多屬于理工科，但是因為數學與技術同商業的融合越來越緊密，商科也漸漸被劃入STEM專業范疇。而由這些專業細分出來的STEM職業，包括統計員、計算機系統分析師、軟件開發人員、數學家、財務顧問、環境工程師、機械工程師、醫療健康服務管理等。可以說，貫穿美國基礎教育的STEM教育，為社會、國家培養這些人才奠定了堅實的基礎。

我國的勞動力總量在世界排名首位，但勞動力質量不高，綜合素質仍無法與發達國家相比，很多產業人才缺口嚴重。據估計，到2025年，中國新一代信息技術產業人才缺口950萬，高檔數控機床和機器人產業人才缺口450萬，新材料產業人才缺口400萬[3]。專業領域人才的缺失與我國現階段的教育是分不開的，因此，教育的改革變得迫在眉睫。

STEM教育同中國傳統學科教育的區別 中國傳統教育在教學方式上強調以教師為主體，以課堂為中心，課堂由教師絕對主導，單方面的知識灌輸成為課堂的主流，課堂交互性較低；在教學內容上，注重科學文化知識的灌輸，忽略學生能力的培養，造成大學教育同基礎教育的斷層，同時課堂內容強度大，記憶知識點成為多數學生的主要學習方式；在評價方式上，考核方式單一，近年來國內部分發達地區雖然將綜合素質列入考核因素之中，但規模較小，改革仍停留在表面。學生在此種教育模式下缺乏自主選擇的能力以及條件，主體性以及創造性的培養被忽視，無法快速適應社會生活，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適應社會、思維活躍的創新型人才，因此，在教學過程中通過實際問題及情境的設置，幫助學生更早地接觸到專業性的活動，啟發學生找到職業興趣所在，進而進行職業規劃。在教學活動中建構在社會中可能遇到的問題，使得學生較早地意識到自身未來的社會價值，自主探索專業知識的同時，培養創新思維，提升職業素養。

2 中國科技教育現狀

中國科技教育的由來與現狀 中國早在2001年就對STEM教育有了關注，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，教育領域意識到STEM教育的重要意義，積極推動STEM教育。在一些學校中，除學科實驗室之外，科創教育聯盟理工實驗室也已經完成建設，中小學引進并開設相關課程，一些教育研究團隊致力于開發系列課程。

但同時一些中小學以及學者縮減了STEM教育的范圍以及概念，一些中小學認為學校中開設的興趣課程即為STEM教育，開設的一些小發明、小制作比賽即為STEM教育，而在正式課堂中，傳統教育仍然為主流教育，多媒體設備雖有應用，但仍然是教師灌輸知識的輔助品。科技產品在STEM教育過程中只能起到輔助作用，一些教育企業為了市場將發展重點放在科技產品的開發上，而不注重思考教學方式的改革。這完全脫離了STEM教育原本的內涵，其意義也無法彰顯。“只有從課程設置的目的、課程本身及其教學策略三個方面，才能完整地把握和理解STEM教育內涵與要求，科學、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。學科成績仍然是評價學生最重要的標準，大部分教師、學生、家長仍然是以成績為導向的，學生之間的成績競爭對課堂知識的容納量提出較高的要求，很多中學將三年的課程縮減到兩年的課堂時間內。而依照STEM教育的課堂標準，以學生為課堂主體，對學科知識進行自行探索、了解，教師輔助，這樣完全不能滿足現有的知識強度。

2）在形式方面。部分地區針對現狀對現有高考制度進行改革，但并不完全徹底，很多地區仍將重點置于科技競賽上；在課堂活動設計上以解決客觀問題為主，缺乏真實情境的設計及代入，導致學生無法深入地進行研究性學習；在中小學，學生無法對社會、對未來職業產生清晰的認識以及規劃。

3）在內容方面。課程內容專業性不足，學科教育仍停留在單一學科分立的狀態，不同學科壁壘仍未打通。在創新性方面仍有待提高，現有內容仍停留在車模、航模、船模與開源硬件、機器人等工程技術領域內老舊的內容，這與當前國家科技創新快速發展，經濟布局從勞動密集型向技術密集型轉型的局勢脫離。

同時在內容設計方面，各個學習階段的學校是相互獨立的，課程設計、活動建構多數由學校和教師完成。因此，教學內容的實施沒有延續性，缺乏系統性。

4）在教師素養方面。在教師培養階段缺乏科學以及工程素質的培訓，因此，很多教師在執教期間缺少有關技術工程課程設計的思維。相關調查顯示，部分教師自身已經意識到此類問題的存在，27%的教師認為教師專業能力不足是制約STEM課程教學的最大瓶頸，還有27%的教師對課程結構的設置不甚了解。因此，加強對教師的培訓就成為開展新型中國科技教育面臨的首要任務。這就需要建構系統性的、分級的、具有針對性的培訓體制，而不是盲目從國外引進相關的培訓課程及系統。

5）在整體架構方面。教育不單單是學校、教育學部所應該關心的事情，更需要社會各個階層、各相關機構共同努力奮戰，在共同體系、目標下形成社會合力。針對一些創新課程，要啟發到什么程度，是以必修課還是選修課的方式呈現，都需要比較詳細的規定，建立具體的標準。

3 變革規劃

宏觀層面

1）創新教育融入中國科技教育的必然性。創新教育很早就被提及，但在我國各個學校中的落實情況并不樂觀。《國家創新驅動發展戰略綱要》提出計劃在2020年建成創新型國家。而在全球化趨勢日漸深入的情況下，我國在很大一部分產業中仍處于價值鏈的較低等級，很多技術仍依靠他國，這對我國發展是十分不利的。因此，當前的政治經濟形勢對我國的教育提出更高的要求，應將創新教育融入我國的科技教育，形成中國科技創新教育。

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

3）職業教育與拔尖創新人才的培養。改變現有大眾化一體教育，不同階段、不同學校設置針對性課程，在中小學設置選修課程，培養相關職業思維，幫助學生在較低年齡時即可進行初步職業規劃；在高中課程教學中為學生進行初步的職業技能培訓，與大學課程進行對接。

4）企業發揮輔助作用。除開發教育產品、舉辦競賽，教育企業還可以幫助學校提升教師素養，設計課程，開設課堂輔助教學班，幫助學生確定職業規劃，鍛煉相關能力。企業界應發揮其對教育發展的支持作用，規劃行業人才需求，發布報告。

5）高考制度的改革。改變現有“一考定終身”的評價方式，引入多種評價標準，基礎學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，不單單對實踐次數進行框定，更要求學生在活動過程中擔當不同的職位，承擔不同的任務，鍛煉不同的能力；相關競賽活動在關注學生成果的同時，也要注重學生在團隊中擔當的職務、解決的問題，引入團隊學生互評，避免出現團隊中所有學生都加分均等的情況；在工程技術課程方面，將其引入考核中，適當降低基礎課程評分所占比例。

微觀層面

1）建立區域課程體系。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》指出：“專業設置與經濟社會發展需求相適應。”[5]不同區域經濟發展不同，對領域專業人才的要求也不同。針對不同的經濟體系，培養專業人才，有利于節省教育資源，提高教學效率。

2）將大學學科體系下放，建立對應的課程體系。為解決如今大學課程與初高中教育斷檔的問題，應針對不同年級情況，建立不同側重點的課程體系，低年級課程學習主要以興趣驅動，中年級課程學習以專業和能力驅動，高年級課程學習則以職業要求來驅動。

3）加強基礎學校與科研機構、企業單位的對接。課堂不是學生進行學習的唯一途徑，學校可以定期邀請科研人員、企業人士對學生進行培養指導；同時，學校應為對特定領域感興趣的學生提供接觸相關專業知識、器材的途徑，讓學生在較低年齡即可初步接觸專業問題及情境。

4）教師同專業人員協作開課。在教師參與培訓的同時，專業人員可以參與課程、教學活動的設計，進行指導以及過程的監督。在初期，專業人員也可以進行相關數據的收集，便于對課程實時優化。■

參考文獻

[1]李慧，王全喜，張民選.美國STEM教育的探析及啟示[J].上海師范大學學報：哲學社會科學版，2016（5）：144-152.

[2]王超杰，王曼華，閻一渡.WPBL教學模式的構成要素分析[J].電化教育研究，2007（1）：54-58.

[3]《中國制造2025》[DB/OL].https：//wenku.baidu.com/view/5a9dc25384254b35effd3410.html？from=search.

[4]呂延會.STEM教育的核心精神[J].當代教育科學，2017（5）：16-19.

[5]中華人民共和國教育部.《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020）》[DB/OL].[2010-07-9].http：//old.moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/info_list/201407/xxgk_171904.html.