STEM規律之用于教育(二)

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的前沿研發，是參與產業經濟戰略與決策咨詢、基礎教育改革咨詢、科技創新中心發展戰略設計等多領域戰略專家，也是上海市最為活躍的科技創新教育專家之一。

嚴格意義上，杜威的教學法反映了兩點事實：一是針對具有越來越積累到更高難度和復雜性的知識，如果只采用記憶性復制式的方法傳承，沒有實際的深化過程，是難以達到在理解下真正地學會和掌握知識的可能的;二是復雜的知識怎么應用也成為了教育必須依靠自身教學過程完成的任務，否則學習者只學會了知識本身，未能懂得或做不到使用和應用知識，就將知識的傳承變成了一個空殼，結果實際上只是個假的傳承。所以，杜威的“做中學”正是指明了逐漸積累后的知識實現傳承的本質要求和本原目標，將教學甚至教育的內涵加以重塑，闡明了知識不僅是一種“符號”，更重要的是服務于應用。這一重塑因此確立了杜威在教育發展史上的重要地位，也進一步引發了知識如何更好傳承的更多教學法的探索和實踐。

匯總接下來得到不斷探索的各類教學法，在不談論其各種專業名詞的方式下，我們可列舉出“玩中學”“實踐中學”“體驗中學”等形式（圖1），它們各有不同的特點和內涵。

毫無疑問，已有的所有教學法盡管各不相同或各有差異，但其共同點都是為了使受教育者獲得知識，這是教育的基本點，必須反復牢記心中。而它們之所以又具有了各種差異，歸結起來，那就是它們在使受教育者獲取知識的同時，各自可以達成不同的知識獲取效果，包括更傾向于掌握知識的不同側面的屬性、實現不同的知識掌握深度、達成不同的知識應用能力，乃至實現知識的發展和創新。其終極目標的差異，正在于傳承方式差異使得受傳承者可以得到知識服務于今后應用目標不同側重的差異。這反映的是具體教育方式本質上各自具有達成某些知識應用目標或某些目標應用側面的特質。反過來講，每一個具體的教學要求下，其教學法的選擇，一定是根據其教學目標的全面要求進行的。

那么，在這樣的認識下，我們從當前教育的需求角度看，什么樣的教學法更能滿足時代的需求！為此，我們首先需要準確厘清，當前時代教育的具體目標究竟是什么、究竟具有怎樣的特征。

今天的教育與以往的教育相比，不應該只是傳遞知識，更應該是在教授知識的基礎上教會學生基于知識的解決問題的方法。這已是當前常態化的要求。此外，以前也有創新素養的概念，但卻沒有上升到必須的和常態的教學要求層面;而今，這一要求卻已被置于必需的競爭優勝位置，從而具備競爭超越他人和世界上其他國家和民族的結果。所以，任何學習者從小就應該奠基創新方法和創新思維習慣。

有了這樣的新要求，時代教育目標實際便需這樣表述：能夠傳承和學會更為綜合復雜的巨量知識;能夠更多地以高階思維熟練應用這些知識;能夠更好地達成創新這些知識的可能。這也可簡單地歸結為3方面的特征，即高度的綜合復雜性、更高的應用能力要求和更強的創新競爭能力要求。

那么，各種傳統的教學法中有哪種或哪些可能滿足這樣的教育需求呢？事實已經證明，沒有！特別是，從所有已有的各類傳統教學法看，可完整而高效地實現創新素養和創新能力建構的教學法是不具備的（要么只能滿足部分要求;要么效率實在太低，花費的付出實在太多，或者時間太長）。所以，新的時代在呼喚一種新的達成完備要求的教學法，它至少應該超越現有各種教學法以能出現新的有效突破。

需求一定會引發探索，這是國際上逐漸催生出STEM教學法和創客教學法等的根源。應該說，這幾種方法都是逐漸發展起來的，同時也是一個全面揚棄傳統教學法的創新過程。它們不僅幾乎兼有了所有傳統教學法的所有優勢，而且還復合具有了超越傳統教學法的更多能效。

STEM教學法能夠伴隨時代需求成功出世是很令人高興的事情。我們這樣剖析其原因：STEM教育恰好能夠達成這樣的教學法要求，正在于其內在規律和邏輯本質上就是時代下所需掌握的復雜問題解決方法。這包括三方面的匹配性。首先，STEM按照前述的規律分析，如果以其過程實施教學，正好是一種解決問題的教學法，它直接可滿足問題解決的學習目標;其次，STEM教學過程在解決問題中自然牽動了相關各學科和各范疇知識的習得、掌握、理解、應用，可以自然地更利于知識的深度理解和掌握;再次，STEM過程中自然內嵌了融合眾多相關知識設計提升改善目標的過程，實際上始終在同時觸動和促進創新的生成和發展，所以，它又自然滿足了培養創新競爭能力的要求。因此，總起來說，STEM教學法自然成為了一種另辟蹊徑的知識教學法，在其過程中，不僅含有研究性學習、跨學科學習，還有實踐探究過程、思維認識提升訓練過程、工程設計實現過程、計劃權衡判斷過程、藝術品質凝練過程、人文需求識別和滿足過程。

可以這樣認為，STEM教學法基于科學研究和解決問題的邏輯過程，遵循著解決現實世界問題的方法論，基本上優選和囊括了所有已有的知識教學法于一體，還增加了知識的應用和創新過程。這樣的結果，使得STEM從教學法的角度，既對教學過程有所改良，又對最終學習輸出實現了深化和拓展。這不僅對所有已有的教學法達成了一種加總集成推進，而且更是一個提升、一個升華。現在，它使教學法更為符合人類自身的認識特點和與客觀世界交互的方式，更為人本，更為自然，也更加體現了人類知識發展的內在需求和本質目標。

我們也應該反過來思考一下，為什么STEM教育會正好出現在當前時代。首先一定是它順著真正的時代教育需求而發展來的;其次一定是它能夠滿足當前時代的需求。而后者是最重要的。它為什么可以滿足呢？那就是它通過其特有的過程、特有的邏輯和特有的輸出，自然實現了對所有已有的教學法的超越。

反思教學法的發展，這里我們也應同時看到，傳授知識其實不只有講授法，還有更多的形式、方法，然后又可以延展出更多的手段、載體和途徑。所以任何教學可供選擇的形式和方法都可以有很多。很遺憾的是，我國過去受到“私塾制”教學方式和后來從蘇聯引進的學科教學法體制的深深影響，一直以講授法為主導教學法，沿著學科循序漸進，其他教學法幾乎很少能夠被采納應用。應該說，這種集中講授法一開始在新中國成立后是能基本適應當時教育發展的需求的。而后來，我們發現越來越單一化的講授教學法（圖2）在很多方面已出現不良效果，特別是其效率不高，從而只能依靠不斷重復的練習提升低階思維，學生負擔越來越重，卻又因為高考逐漸走入“分數高于一切”的格局，促使記憶背誦和高分完成卷面的機械記憶性考題更加強化，教授法便逐漸更為細化、深化，直至當前被高度固化至應試化模式。各種不同的深度研究和直觀觀察都已證實，這種服務于應試的單一講授法已使我國近30年的人才培養整體出現了基礎教育的明顯偏向和創新低效，我國的學生越來越思維僵化、缺乏創新;越來越低階思維化，只能解決已知已會的問題;越來越單學科知識化，只能解決單學科的固有問題。同時，大多數中小學教師已習慣于這樣教、只會這樣教，甚至認為只能這樣教，更使得我國任何其他教學法的采用都會面臨很大的阻力。更有甚者，整體的教育評價標準也越來越朝向細化深化這種教學傾向，似乎教育無須與社會發展掛鉤。這正是我國當前基礎教育改革和轉型期望達成的發展目標的重心（毫無疑問，我國教育轉型發展的任務中，教師的教法轉型是最重要的，也因此，教師的自身轉型和教師的培養模式轉型最重要）。