STEM教育之來龍去脈（四）

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。

前一講講到，在NASA的持續努力下，STEM教學開始呈現為一種人類歷史上從未有過的新型教學范式和方法。這種新型的科學教育理念和范式也逐漸被NASA之外的美國教育界所知曉，因為這樣一種新型的科學教育給出了合平時代發展要求、基本滿足科技高速發展下培養有用科技人才的希望，也正好吻合了美國科技和經濟競爭、順應時代發展的新要求。所以，美國在接下來的時間中，經歷了一個將這種教育模式蔓延至NASA之外，形成大面積教育推進的時段，這一時段大致在1980-1990年代之間，最晚可推至2000年之前。這一講就分析美國的這一更多蔓延演變和艱難探索過程。

5.STEM教育在NASA之外的美國各地得到進一步探索和演化

NASA的STEM教育模式，因其良好的科學教育提升，逐漸傳播并引發了美國各地很多學?！耙篮J畫瓢”，這雖是美國科技發展和經濟競爭國家戰略的要求，但更是一種先進的新型教學模式自身廣泛傳播的必然結果。

然而， “依葫蘆畫瓢”形成準確的傳播卻不是一件容易的事情（正如“拷貝不走樣”節目中所展現的那樣）。教學乃至教育的事情涉及多個因素，十分復雜，就算目標一致，就算有著清晰的范本，就算有著共同的心愿，各種因素的影響也會使得這種傳播必然經歷一個更為復雜的演變過程。事實上，美國這一更大范圍的STEM教育探索過程格外復雜和紛亂，總體風氣和多種STEM教育的分支與走向令人眼花繚亂。

回顧歷史，美國這一段STEM教育探索發展實踐過程主要受到3大類因素的重大影響。

（l）不同認識和理解造成的傳播與實踐差異。不得不承認，人類對事物的理解實在受太多因素的影響。在STEM教育的傳播中，理解和認識是核心的關鍵。因為各種原因，加入到這一探索者行列的人具有非常多的種類，各自原有教育和教學背景差異很大，對科技發展和研究規律的知曉與了解的差異更大，所以認識和理解差異所導致的實踐差異是非常明顯的，包括：

·原本從事教育、科技、管理的人認識和理解的差異最為明顯。尤其是原本從事教育的人與從事科技的人造就了最大的認識差異，并走向了不同的實踐路徑。這其中，是否應該遵循科技思維方法論、科技研究方法論和問題解決邏輯展開STEM教育是爭議最大的地方。因為按照NASA的經驗，STEM教育應基于項目式或問題式探究而展開，教學過程遵循問題的解決步驟而進行。但是，原本從事教育的人不這么認為，他們多數一開始就覺得這樣和傳統的教學法完全不同，況且他們中的絕大多數并不熟悉甚至不了解科技研究方法論與過程，因此認為這樣不能達成教學應有的效果，反之他們認為應大幅度地讓STEM教育回歸傳統導教的教學法，否則就不能稱其為教育（這種爭議到現在仍然存在，不過大多數人已認可）。如此，STEM教育實踐就演化出現了分別為更為遵循科研方法過程、更為遵循傳統教學過程和二者混雜的“STEM教學實踐模式”，其中少數案例有些接近NASA的成功方式和效果，其余大多數都出現了異化。而且，因為主要是為了推進教育，所以基于教育者的認識和實踐占據了主導地位，他們絕大多數又不了解科技方法論，更使得STEM教育走向正確的蔓延過程格外漫長，所經歷的阻礙和異化格外繁雜而艱難。

·原本是科技教師的人和原本是學科教師的人形成的差異也不小。由于STEM教育與科學教育的演化關系，科技教師較為容易理解相關目的和要求，因此更易靠近NASA的教學方式和過程。而學科教師則一般基于自身學科的教學目標和方式理解，很多時候就難以理解認識這種新型方式。所以不僅科技教師后面所形成的演化結果有所異化，學科教師所產生的異化更加明顯，有些甚至是原有學科教學的翻版，只不過戴了個STEM教育的帽子罷了。而且這批教師的理由很充分，他們認為他們的方式才是真正正確的教學方式（這一點很是遺憾）。

·不同學科尤其是偏文科或偏理科的差異也是很大的。事實上，文科出身的教師基本上是缺乏科學教育思想和科技教育方法的，他們更難理解STEM教育的方式方法，因此在后續的演化中給出了不同的實踐方式，有些甚至將STEAM教育（如圖1）作為正確的方式，并錯誤地理解了STEAM，將其視為有了ART的表現形式和結果就夠了，有沒有T和E是不重要的（這一點后續還會論及）。

·原本有多學科思維和原本只有單學科思維的人的認識和理解不同而導致實踐中的差異。在這里，具有多學科思維的人一般具有更多了解各學科作用和整合作用的能力，在STEM各學科整合時會具有較寬的視角和思考空間。而單學科思維的人總是局限在自身學科范疇內，其最終形成的大多數是帶有STEM化的單學科教學改良，而且還有相當一部分只不過是原有學科教學的變相方式罷了?？傮w上，單學科認識使得STEM教育的偏離程度也較高。

·原本不是教育者或者不是教師的人，也因某些原因進入了STEM教育探索的行列。比如有些學校缺乏STEM教師，會從社會上招入有興趣但卻無教育經歷的人員。這些人員使得STEM教育的實踐形式產生了更多的偏差，但被認為“有勝于無”。他們既不太懂科技又不真懂教育，只是學著NASA的樣子開展（有些甚至只是跟風），其結果當然可想而知。

（2）資源條件的相對不足造成的差異。當STEM教育走出NASA，一個最基本的問題就已經擺在大家面前，即：既缺乏NASA所具有的科技教育平臺和相關基礎設施條件，又缺乏懂得科技的科技人員甚至是各學科高級專家作為教師。這樣一種現實使得很多地方即便想模仿，實際上也是做不到的，至少是不夠的。于是，各地的機構和學校只好從自己現有的資源條件基礎出發（如圖2），想方設法盡量縮小資源條件差距，最終絕大多數做到的只是一種欠缺或不足性STEM教育，實際上是不合格的STEM教育。簡單地說，即便他們拿著NASA的STEM教案，也是做不到NASA那樣的效果的。這樣，最后的實踐效果也就大打折扣，更使得許多不夠贊同STEM教育的人有了托詞，使得相關有效推廣受到了更多的人為阻礙。客觀上講，這種資源條件的缺乏一定是必然的，本來開展科技教育的條件在絕大多數學校就是不足的，何況開展STEM教育的要求會更高些，尤其是對教師的要求。當時美國各地基本是沒有STEM教師的，也沒有培養STEM教師的機制和系統。

（3）探索過程中美國的科學教育逐漸隨時代進步，以及STEM教育自身逐漸拓展至不僅僅限于科學教育所造成的差異。此時段中，國際上科技進步發展更為明顯，美國的技術教育、工程教育的重要性因此逐漸被認識到，使得科學教育中又逐漸增加了技術、工程教育等內容和要求，NASA的經驗因此受到更多沖擊。同時，STEM教育自身也慢慢被嘗試用于某些非科技類的學科教學，這大大拓展了其教育內涵，并使其進一步上升為一種教學法新模式。這種態勢更使得STEM的探索變得復雜。

歸納起來，STEM教育在蔓延中遇到了多種不同的因素影響，造成異化是客觀的和勢所必然的，其為了克服困難和障礙而不得不采用一些其他的措施彌補，實際出現許多“退而求其次”的結果（甚至有的退回到只在傳統的科學教育形式上加上一點動手做。但仍美其名日STEM），現在看來倒是可以理解的。

要知道，在當時美國的絕大多數學校，即便科學教育所遵從的模式也已經從約1800年延續到當時基本一直未變過，如此長的時間像其他學科一樣使用自身的授導模式教學，且教學內容主要依從概念逐級遞進的教學方式。那么，就算NASA的探索再成功，社會上要復制成功也是十分不易的。變革，特別是理念上的轉型是極為困難的。