中小學STEM教育的發(fā)展：現(xiàn)狀、問題及建議

黃志紅

STEM教育是讓學生面對真實情境中的問題，將科學探究、工程設計、數(shù)學方法和技術制作有機統(tǒng)一，讓學生運用跨學科的知識和方法來解決實際問題，從而獲得應用跨學科的知識和方法，提升自身的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，以跨學科整合課程促進學生全面發(fā)展的一種教育方式。

一、我國中小學STEM教育發(fā)展現(xiàn)狀

從國內(nèi)來看，國家層面目前還沒有出臺專門的關于STEM教育的標準和指南，但從2016年起，“STEM”“STEAM”“STEM+教育”等概念表述開始出現(xiàn)在國家、教育行政部門的政策文件中，成為各地開展工作的重要依據(jù)。

如2016年《教育信息化“十三五”規(guī)劃》中提出，有條件的地區(qū)要積極探索信息技術在“眾創(chuàng)空間”、跨學科學習（STEAM教育）、創(chuàng)客教育等新的教育模式中的應用。2017年《義務教育小學科學課程標準》倡導STEM教育，倡導跨學科學習方式。2018年，教育部頒布《普通高中各學科課程標準（2017年版）》，STEAM、STEM及STEM+教育出現(xiàn)在多個相關學科課程標準中。《高中信息技術課程標準》要求以STEAM教育理念為指導，利用開源硬件開展項目學習，讓學生體驗研究和創(chuàng)造的樂趣，培養(yǎng)利用信息技術解決問題和創(chuàng)新設計意識和能力;在《高中通用技術課程標準》選擇性必修模塊中，“技術與創(chuàng)新”模塊里的“科技人文融合創(chuàng)新專題”，提到“綜合運用科學、技術、工程、藝術、數(shù)學、社會（簡稱“STEAMS”）等學科的知識、方法和技能，以專題學習或項目學習的方式進行問題解決與科技創(chuàng)新”;《高中生物課程標準》要求“注意學科間的聯(lián)系”，因為“生物學和數(shù)學、技術、工程學、信息科學是相互作用，共同發(fā)展的”。

在國家政策引領和教育實踐熱潮的推動下，各地紛紛探索出臺STEM教育相關的指導文件。如山東省出臺全國第一份STEM的省級文件，廣東省深圳市、廣州市印發(fā)了有關課程建設指南與項目式學習的指導性意見，江蘇省在全國率先研制STEM課程綱要等。廣東省開展了課題學校申報和STEM教師培訓工作;許多民間機構(gòu)也活躍在中國的STEM教育舞臺上，以各種不同方式推動了中國STEM教育的發(fā)展;不少學校建立了STEM專業(yè)教室或創(chuàng)客空間，在課堂教學中推動項目式學習。

二、當前中小學STEM教育發(fā)展存在的問題

我國STEM教育在短時間內(nèi)形成了一股教育熱潮，在行政推動和市場驅(qū)動下，廣大中小學校在課程開發(fā)、空間建設、教學實施等方面取得了較為豐碩的實踐成果，但其也存在項目實施形式化、資源建設硬件化、課程開發(fā)零碎化等問題。

1. 真實性缺失，項目實施形式化

STEM項目的核心是真實世界的真實問題，項目實施圍繞解決生活中的真實問題來展開。但目前部分學生在進行STEM項目學習時，有真實問題解決需求的問題少，單一技能訓練的多;解決別人的問題多，探究自己的問題少;解決的問題里面有固定答案的問題多，開放性的問題少;涉及單一知識的問題多，涉及綜合知識的少。由于對生活中的真實問題和需求的研判缺失，也無法獲得真實的用戶體驗的反饋，最后學生往往設計制作出一些沒有實際用途、只能用來紙上談兵的作品，參加名目繁多的競賽和展示，而未能利用科學原理、工程技術、數(shù)學思維、技術工具來解決生活中的真實問題，難以有真正的創(chuàng)意創(chuàng)新創(chuàng)造。

2. 內(nèi)涵性缺失，資源建設豪華化

STEM教育的開展需要建設“學習空間”以及配置基本的設備、設施和材料。目前的STEN教育有過于注重硬件建設的傾向，一些學校的“學習空間”以配置豪華設備設施為主，學習空間重復建設，STEM教育變成以3D打印、激光切割、機器人為主的堆料運動，未能因地制宜、就地取材進行校內(nèi)外教育資源的開發(fā)、利用。尤成問題的是這些豪華的設備設施，在大多數(shù)時間里被鎖起來，僅僅在特定的、有限的時間向少數(shù)學生開放。這使得廣大農(nóng)村學校、薄弱學校或家庭經(jīng)濟條件欠缺的孩子對STEM教育望而卻步，STEM教育的普及性、普惠性程度低。

3. 系統(tǒng)性缺失，課程開發(fā)碎片化

目前STEM課程開發(fā)存在內(nèi)容單一、以信息技術學科為主，形式單一、以課程案例為主，來源單一、以教育商業(yè)機構(gòu)為主等問題。特別是由于企業(yè)、商業(yè)機構(gòu)的介入，一定程度上使得學校STEM教育成為商家眼中的產(chǎn)業(yè)和

市場，所謂構(gòu)建產(chǎn)、學、研融合的新教育生態(tài)變成了企業(yè)向?qū)W校售賣他們開發(fā)的課程產(chǎn)品，而少見基于教師的資源、學生的需求、真實的場景和問題的STEM教育資源校本化和系列化開發(fā)。

除此以外，我國STEM教育還面臨很多其他的問題和不足，如缺少國家戰(zhàn)略高度的頂層設計、缺少社會聯(lián)動機制、缺少貫通不同學段的整體設計，缺少標準與評估機制，缺少教師專業(yè)發(fā)展指南與相應的教師培訓，缺少國家級的示范項目等等。

三、發(fā)展建議

1. 加強頂層設計，提升戰(zhàn)略地位

STEM教育不僅是針對某個學科或某個學段的改革，它更是一個切入點，很可能會對教育領域的綜合改革起“牽一發(fā)而動全身”的作用，會促進人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新和課程的改革，并對基礎教育、職業(yè)技術教育、高等教育、繼續(xù)教育等領域都會產(chǎn)生系統(tǒng)性影響。因此，加強STEM教育，提高人力資源開發(fā)水平，是回應經(jīng)濟社會新常態(tài)對人才培養(yǎng)訴求的重大改革方向。它對于實現(xiàn)我國建設創(chuàng)新型國家和推進制造業(yè)強國都具有非常重要的意義，不能僅僅把STEM教育作為教育內(nèi)部的一種理念和方法，而必須站在為國家建設培養(yǎng)創(chuàng)新人才的高度來看問題，從產(chǎn)業(yè)發(fā)展、人才需求、人才培養(yǎng)的角度統(tǒng)籌考慮，整合全社會的資源推動STEM教育的發(fā)展。

2. 落實立德樹人，培養(yǎng)STEM素養(yǎng)

以立德樹人為宗旨，以提高學生綜合素質(zhì)、創(chuàng)新精神、問題解決能力作為著力點，通過實施STEM教育，探索在分科教育的情況下，把知識有機融合，使碎片化知識結(jié)構(gòu)化，讓信息變成知識，讓知識變成能力。基于現(xiàn)實情境的真實問題、進行項目的跨學科設計以及強調(diào)創(chuàng)意物化，使學生通過項目學習，獲得親身參與STEM項目的體驗，培養(yǎng)STEM素養(yǎng)。

3. 進行學科融通，實現(xiàn)遷移拓展

STEM教育不是對科學、技術、工程、數(shù)學等學科知識的簡單疊加，而是通過預設真實情景中的復雜問題，將問題進行項目化設計，使學生了解現(xiàn)實生活中科學、技術、工程、數(shù)學的融合情景和結(jié)構(gòu)。因此，資源的開發(fā)應該以從學生的真實生活情境出發(fā)，從生活情境中發(fā)現(xiàn)問題，轉(zhuǎn)化為活動主題，通過考察、探究、建模、設計、制作、調(diào)測、優(yōu)化等方式，使學生掌握開展STEM活動的理性認知和有效方法，并能將理性的認識、科學的方法、技術設計和工程思維向?qū)W科學習遷移和拓展。

4. 注重開放生成，建設課程資源

根據(jù)STEM教育性質(zhì)和基本理念，其資源開發(fā)應定位為活動型、生成型，突出真實的問題解決情境和問題設計的開放性。遵循學生的認知規(guī)律、學習特點，使學生在實踐中學、在活動中學，使教育資源的內(nèi)容和學生的生活、學習密切相關，使資源呈現(xiàn)方式和學生學習活動的開展具有高度的一致性，使教育資源本身成為學生開展STEM活動的資源包、活動指南、自學材料，從而幫助學生養(yǎng)成自主合作探究的學習方式。另外，考慮到STEM教育的特點以及目前缺乏專業(yè)、專職教師的現(xiàn)實，資源開發(fā)應將活動項目設計與教師的教學設計融合起來，便于教師開展STEM教育，增進教師的課程設計開發(fā)實施能力。