STEM教育的五大爭議及回應(yīng)
STEM教育對推動信息技術(shù)與教育融合創(chuàng)新，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展具有重要的作用。該文針對當(dāng)前STEM教育的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，認(rèn)為STEM教育面臨著本質(zhì)、本地化、與創(chuàng)客的關(guān)系、人才培養(yǎng)和課程等五個方面的爭議，并分別進(jìn)行了分析及回應(yīng)，這有利于逐步完善對STEM教育的認(rèn)知和理解，以期其在服務(wù)育人的全過程中發(fā)揮更大的作用。“STEM”是科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四門學(xué)科英文名稱的簡稱，20世紀(jì)中葉在科學(xué)素養(yǎng)概念提出和討論的過程中其實已經(jīng)涉及。進(jìn)入21世紀(jì)以來，由于一些發(fā)達(dá)國家在政策和實踐上的重視，使得STEM教育的研究和應(yīng)用迅速升溫。我們國家很多地區(qū)、學(xué)校甚至企業(yè)都在積極探索和開展STEM教育，一些學(xué)術(shù)活動和觀摩活動等得到了很多研究者和一線教師的青睞。但是，STEM教育在本質(zhì)、本地化、與創(chuàng)客的關(guān)系、人才培養(yǎng)和課程等五個方面都面臨著一些爭議，分析和回應(yīng)這些爭議有利于完善對STEM教育的認(rèn)知和理解，以期其在服務(wù)育人的全過程中發(fā)揮更大的作用。STEM這個概念剛一引入我國，其本質(zhì)就被眾多學(xué)者所討論。討論的主要議題是STEM這個概念的核心是什么。從應(yīng)用層面看，大致上呈現(xiàn)出兩種取向：一種可以稱之為“整合取向”，即認(rèn)為STEM教育的核心是跨學(xué)科整合，這也是STEM教育的核心特征，其強(qiáng)調(diào)在學(xué)科整合過程中培養(yǎng)學(xué)生的素養(yǎng)與能力并解決實際問題[1]。這種取向還認(rèn)為STEM教育不應(yīng)該僅僅停留科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四門學(xué)科的整合上，而是需要整合更多的學(xué)科，即STEM應(yīng)該朝著“STEM+”(或者是“STEMx”)的方向發(fā)展；另外一種取向可以稱之為“細(xì)分取向”，即認(rèn)為STEM教育應(yīng)該仔細(xì)分析四門學(xué)科整合的有效路徑，找出滿足社會需求發(fā)展的類型。持該觀點的學(xué)者認(rèn)為STEM教育在引進(jìn)過程中需要關(guān)注科學(xué)和工程的整合，這種整合較為適合中國基礎(chǔ)科學(xué)教育的發(fā)展現(xiàn)狀，并提出了科工教育的三種整合思路[2]。仔細(xì)思考分析后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的兩種取向為探索STEM教育奠定了非常好的基礎(chǔ)，但側(cè)重于從這個概念的歷史軌跡和組成要素上去進(jìn)行分析式的界定，這對深入研究STEM教育的本質(zhì)還是不夠的。從對ERIC2005年到2015年關(guān)于STEM教育文獻(xiàn)高頻關(guān)鍵詞[3]的前10位分析來看，“STEM教育”“科學(xué)教育”“工程教育”“工程”這四大關(guān)鍵詞反映出了STEM研究的整體方向；“高等教育”這個關(guān)鍵詞反映出了STEM研究的主要應(yīng)用領(lǐng)域；“教學(xué)方式”“學(xué)生態(tài)度”“性別差異”這三個關(guān)鍵詞反映出了STEM研究的主要對象；“項目有效性”和“學(xué)業(yè)成績”這兩個關(guān)鍵詞反映出了STEM研究的應(yīng)用效果。仔細(xì)分析后我們發(fā)現(xiàn)，STEM教育其實一直是在和分科教學(xué)的效果進(jìn)行討論和對比，是從學(xué)科的角度上去推動和應(yīng)用的。無論從前述當(dāng)前研究的取向還是過去10多年高端學(xué)術(shù)研究的軌跡，都表明了研究的這種立場。筆者認(rèn)為，STEM教育保留學(xué)科痕跡，便于理解和操作，這是可取之處，但是僅僅停留在跨學(xué)科層面，或者說都是在討論學(xué)科整合后學(xué)生的狀態(tài)，忽視STEM“入駐”前學(xué)生本身的狀況，這是需要反思的。從學(xué)生健康成長和發(fā)展的角度而言，STEM教育的本質(zhì)是通過跨學(xué)科整合，保護(hù)學(xué)生的核心素養(yǎng)，即通過這種教育方式，從小時候就開始重視學(xué)生應(yīng)具備的、能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力[4]，把學(xué)生的個人修養(yǎng)、社會關(guān)愛、家國情懷以及自主發(fā)展、合作參與以及創(chuàng)新實踐的這種素養(yǎng)進(jìn)行保護(hù)、積累和沉淀，“隱去”學(xué)校教育分?jǐn)?shù)、成績、對錯、機(jī)械記憶、題海戰(zhàn)術(shù)以及非理性比拼對學(xué)生素養(yǎng)的“侵蝕”，這樣才能更好地釋放學(xué)生健康成長的自然天性[5]，為國家和社會做出更大的貢獻(xiàn)。STEM這個概念的提出是由于奧巴馬政府想解決美國創(chuàng)新人才培養(yǎng)的問題，認(rèn)為這四門學(xué)科相對較弱，其實這也折射出了美國政府對其科技創(chuàng)新國際領(lǐng)先地位的擔(dān)憂。從相關(guān)文獻(xiàn)的分析中可以發(fā)現(xiàn)，科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)有著不同的側(cè)重：科學(xué)注重知識運用；技術(shù)注重改造創(chuàng)新；工程注重項目設(shè)計與開發(fā)；數(shù)學(xué)注重分析推理，這四種思維方式綜合到一起，就是典型的一種理工科思維方式，即通過理工科的意識、思維和能力為培養(yǎng)創(chuàng)新人才奠定基礎(chǔ)，這是美國STEM教育的基本價值取向。一些企業(yè)積極引入美國學(xué)校的STEM課程，內(nèi)容包括電路、數(shù)字化通訊、機(jī)械、能源等多個模塊，也從側(cè)面印證了美國學(xué)校開展STEM的理工科取向。從文獻(xiàn)中挖掘的美國知名度較高的七大STEM教育項目[6]，也無一例外是這個路數(shù)。其他如由美國專利和商標(biāo)局、艾爾&海倫自由基金會、阿莫斯?E喬爾青年發(fā)明家基金會等資助和支持的“發(fā)明營”(Camp Invention)項目，主要關(guān)注學(xué)生創(chuàng)意、創(chuàng)新以及現(xiàn)實世界中的問題解決和發(fā)明精神，該計劃的首要任務(wù)是通過創(chuàng)新實踐活動展示STEM概念。美國航空航天局、S.D.貝克特爾Jr.基金會的“工程探險”(Engineering Adventures)項目通過有趣的活動和實踐來讓所有的初級學(xué)習(xí)者以專業(yè)工程師的視角一樣去做事和思考，并真正參與到工程設(shè)計實踐中。也正因為如此，目前在我們國家STEM教育實踐領(lǐng)域，清一色地都是和美國STEM教育相仿的課程，幾乎都是花費巨資照搬和翻譯過來的，這使得一線的實踐者們實施起來不是那么得心應(yīng)手，總是感覺本地化程度不夠。筆者認(rèn)為，對于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，理工科意識、思維和能力是“硬幣”的一面，對符合中國特色教育信息化發(fā)展路子[7]起到促進(jìn)作用的也不應(yīng)該僅僅是原模原樣地從國外拿過來的STEM教育，而是要依據(jù)中國K-12教育的具體情況重點突破中小學(xué)校教育中的實踐落地和師資準(zhǔn)備，在具體的實踐中逐步探索創(chuàng)新。中國特色的STEM教育不僅僅應(yīng)該包括科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineering)和數(shù)學(xué)(Mathematics)等理工“STEM”，也應(yīng)該包括社會(Society)、態(tài)度(Attitude)、環(huán)境(Environment)和夢想(Dream)等人文“STEM”，即應(yīng)該承擔(dān)起社會責(zé)任，對任何事情都有積極向上樂觀的態(tài)度，能夠正確處理好人與人之間、人與環(huán)境之間的關(guān)系，富有理想和夢想并為之而努力，即將社會主義核心價值觀完整地嵌入到學(xué)生的健康成長和發(fā)展中，嵌入到創(chuàng)新人才的培養(yǎng)體系中，這符合當(dāng)前我國STEM教育發(fā)展的現(xiàn)實情況。只有堅持正確的STEM育人觀，堅持立德樹人，才能更好地對學(xué)生的全面發(fā)展起到促進(jìn)作用。三、STEM教育與創(chuàng)客的關(guān)系爭議STEM和創(chuàng)客的關(guān)系比較微妙。這兩個發(fā)端自不同領(lǐng)域的概念既有共通的地方，也有相異的地方。目前對這兩個概念之間關(guān)系的研究基本上呈現(xiàn)出四種觀點：第一種觀點是“不用辯解”。這種觀點代表了很多學(xué)者的看法，認(rèn)為對于一個實踐概念而言，不用過多地去辯解和爭論，而是放在實踐應(yīng)用中，關(guān)注教師和學(xué)生的使用以及對傳統(tǒng)課堂教學(xué)的突破和創(chuàng)新上；第二種觀點是包含關(guān)系論[8]，認(rèn)為創(chuàng)客活動一定是包含在STEM活動中，而STEM活動不一定都是創(chuàng)客活動；第三種觀點是載體論，認(rèn)為創(chuàng)客是STEM的載體，STEM不等于創(chuàng)客；第四種觀點是整合論，將創(chuàng)客過程作為一種方式方法，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用STEM教育中的跨學(xué)科知識解決問題，培養(yǎng)素養(yǎng)和能力[9]。一些學(xué)者從主要來源、社會參與、跨學(xué)科、解決真實情境問題、學(xué)生產(chǎn)出、數(shù)字化工具使用、素養(yǎng)品質(zhì)、教師角色和學(xué)生角色等七大方面對STEM教育和創(chuàng)客教育進(jìn)行了認(rèn)真細(xì)致地對比分析，并認(rèn)為創(chuàng)客教育的界定存在廣義和狹義之分[10]。從現(xiàn)有的實踐活動來看，絕大多數(shù)的創(chuàng)客活動中學(xué)生都在使用開源電路板等實現(xiàn)創(chuàng)意，這些內(nèi)容既涉及跨學(xué)科知識，又涉及一些人工制品的創(chuàng)意呈現(xiàn)，很難說清楚這種活動的性質(zhì)是屬于“STEM”還是屬于“創(chuàng)客”，這在一定程度上給一線的教育教學(xué)實踐帶來困惑。筆者認(rèn)為，STEM教育和創(chuàng)客雖然有著不同的起源，但都面向?qū)W生的核心素養(yǎng)，這是兩個概念對于當(dāng)前教育教學(xué)改革和發(fā)展最大的貢獻(xiàn)。就拿這兩個概念最為明顯的區(qū)別元素“人工制品”而言，在跨學(xué)科整合過程中，STEM教育也產(chǎn)生人工制品，學(xué)生在綜合運用不同學(xué)科知識的過程中，或集成，或模仿，或創(chuàng)新，在與實際教育情景和技術(shù)手段融合的時候，也可能會出現(xiàn)制品類的學(xué)習(xí)成果；而對于創(chuàng)客而言，由于創(chuàng)作過程中允許成功，也允許失敗，創(chuàng)作的產(chǎn)品允許有不同水平和不同層次甚至不同價值以及不用的用途，能夠創(chuàng)新出制品也不一定是常態(tài)，有很多時候創(chuàng)客未必能有制品產(chǎn)生，需要不同知識的碰撞和群體智慧的幫助。強(qiáng)行把這兩個概念拉在一起比較，無論是從學(xué)理邏輯上，還是對實踐的推動上，都起不到明顯的作用。所以，在推動信息技術(shù)應(yīng)用過程中，如果在形式上需要多種學(xué)科整合的，稱之為STEM教育較為妥當(dāng)；如果需要創(chuàng)新出某種制品，稱之為創(chuàng)客較為妥當(dāng)。當(dāng)然，有的學(xué)者將創(chuàng)客教育劃分為學(xué)校創(chuàng)客教育和社會創(chuàng)客教育兩種類型[11]，從這個意義上說，在實踐中將學(xué)校內(nèi)的創(chuàng)客教育視為STEM教育，也未免不是一種平衡實踐和理性的辦法。對于STEM的人才培養(yǎng)是頗有爭議的。兩種觀點較為明顯：一種是STEM教育至少目前而言還沒有到培養(yǎng)人才這個層面上，目前我們國家的信息技術(shù)教師完全可以擔(dān)任這個角色，將信息技術(shù)教師進(jìn)行培訓(xùn)就可以作為STEM教育的師資資源，提高培養(yǎng)效率，節(jié)省培養(yǎng)成本；另外一種觀點是需要培養(yǎng)專門的STEM人才，用以支持STEM教育。我們從美國STEM教育的政策文件中也可以看出，美國政府特別關(guān)注STEM教師的培養(yǎng)，而且是需要在短期內(nèi)培養(yǎng)10萬名教師[12]，這個培訓(xùn)數(shù)量還是非常龐大的。美國不僅通過正規(guī)的學(xué)校教育培養(yǎng)STEM教師，而且發(fā)動了協(xié)會、企業(yè)甚至是通過招募志愿者、實習(xí)、競賽等各種方式宣傳推廣STEM人才培養(yǎng)計劃，試圖建立一個龐大的STEM教育人才培養(yǎng)體系和愿景，以便快速滿足STEM培養(yǎng)創(chuàng)新人才的國家戰(zhàn)略需求。實際上，從美國推廣STEM的計劃中可以看出，短期從學(xué)校正規(guī)渠道培養(yǎng)大量STEM的師資是不太現(xiàn)實的，也必然會出現(xiàn)培養(yǎng)質(zhì)量不高等方面的問題。這種急功近利不但達(dá)不到要求，反而會為學(xué)生的培養(yǎng)帶來不必要的麻煩。筆者認(rèn)為，如果開展STEM教育，師資是必要的，但是如何培養(yǎng)這些老師是可以通過多種渠道的：一種辦法是職前/職后培養(yǎng)，在現(xiàn)有師范專業(yè)中增加STEM的課程或招收相關(guān)專業(yè)學(xué)生；或推薦一線教師在職培養(yǎng)，彌補(bǔ)師資短缺的局面[13]；另外一種辦法是，充分利用當(dāng)?shù)氐腟TEM資源，通過與當(dāng)?shù)氐牟┪镳^、科技館等可以支持STEM教育的場館進(jìn)行合作，把學(xué)校教育延伸到場館教育中，以學(xué)校教師為主導(dǎo)進(jìn)行STEM教育，這種過程本身就是在培養(yǎng)教師；也可以和一些科學(xué)、技術(shù)、工程以及數(shù)學(xué)等科研院所以及高精尖中心等合作，讓學(xué)生和這些本身在某方面具有一流水平的科研人員交流，利用他們的實驗室/中心進(jìn)行探究學(xué)習(xí)、項目學(xué)習(xí)，讓學(xué)生接觸到真實的研究過程和研究對象，培養(yǎng)學(xué)生的STEM素養(yǎng)。北京市教委在全北京市范圍內(nèi)開展的開放性科學(xué)實踐活動為STEM教育的實施提供了很好的啟發(fā)[14]。面向全社會招募不同類型的社會資源單位，包括企業(yè)、科研院所等，這些社會資源單位所提供的六大類內(nèi)容(自然與環(huán)境、健康與安全、結(jié)構(gòu)與機(jī)械、電子與控制、數(shù)據(jù)與信息、能源與材料)都是課標(biāo)之外的內(nèi)容，一方面學(xué)生可以通過網(wǎng)上選課、團(tuán)體預(yù)約和送課到校等三種方式親身參與實踐活動，在活動中實際參與，動手實踐；另一方面，政府通過購買公共服務(wù)的方式購買社會資源單位的資源與服務(wù)，按照要求進(jìn)行后付費。這種開放性的科學(xué)實踐活動，不但拓寬了學(xué)生的視野，增加了學(xué)生的動手能力，加強(qiáng)了學(xué)校和社會之間的聯(lián)系，而且也無形地把行業(yè)的科研骨干力量的智慧通過實踐活動流轉(zhuǎn)給學(xué)校和學(xué)生，明確了學(xué)校和社會資源單位在“教”和“學(xué)”上的互補(bǔ)關(guān)系，彌補(bǔ)了短期內(nèi)師資的匱乏，提升了家長和學(xué)生的獲得感，是一種受到普遍歡迎、行之有效的做法。目前我們看到的STEM教育的課程，大致分為兩種類型：一種是從國外購買，照搬和翻譯國外學(xué)校STEM教育的課程資源和設(shè)置體系；另外一種由本校的信息技術(shù)教師按照自己的經(jīng)驗直接開發(fā)。第二種形式是國內(nèi)較為常見的形式，絕大多數(shù)是依托Scratch創(chuàng)意編程、Arduino創(chuàng)意電子等進(jìn)行開發(fā)。從實施上看，國外購買課程費用昂貴，很多知識體系和國內(nèi)還尚未有很好地銜接，教師使用起來需要有專門的培訓(xùn)或購買一定的培訓(xùn)服務(wù)；國內(nèi)的課程普遍依托開源電路板這種工具進(jìn)行設(shè)計與實現(xiàn)，沒有將創(chuàng)新應(yīng)用落到實處，有時候甚至把STEM課程當(dāng)作信息技術(shù)課程來上，很多學(xué)生其實是在完成課堂上老師布置的電路板任務(wù)，而沒有真正理解STEM教育在核心素養(yǎng)以及跨學(xué)科整合對自己學(xué)習(xí)和生活帶來的變化和發(fā)展上，這是我們不太愿意看到的。STEM教育課程出現(xiàn)的問題，其實是對正確理解課程和社會關(guān)系的一種呼喚。筆者認(rèn)為，學(xué)校課程和社會資源之間存在兩種關(guān)系：一種是課程資源社會化，即已有的知識和經(jīng)驗盡可能吸收最新的知識和科技成果。從這個意義上講，課程標(biāo)準(zhǔn)是課程資源社會化最好的載體和導(dǎo)向；另外一種是社會資源課程化，即把課標(biāo)要求之外的一些好的資源和服務(wù)，經(jīng)過某種服務(wù)方式和學(xué)校教育有機(jī)對接起來，既作為學(xué)校教育的延伸，又可以讓學(xué)校和學(xué)生暢通地享受高精尖技術(shù)帶來的視野和能力的躍升以及以此為載體帶來的人際交流范圍的擴(kuò)大，為其以后健康走入社會和生活奠定基礎(chǔ)。此外，這種資源的不斷積累和優(yōu)化，逐漸會成為學(xué)校內(nèi)校本課程的主要支撐力量，逐漸成為學(xué)校特色的一種體現(xiàn)，成為學(xué)校精品化和優(yōu)質(zhì)化資源的供給源泉。此外，STEM教育課程的出現(xiàn)與形成會有效牽引通用技術(shù)課程以及信息技術(shù)課程的升級變革，對學(xué)校教育中已經(jīng)實施的探究性學(xué)習(xí)以及研究型課程實踐可以起到豐富和完善的作用。所以，要解決STEM課程的問題，需要通過社會資源課程化和課程資源社會化“雙輪驅(qū)動”才能有效打通邊界，使得教師之間、學(xué)生之間、課程之間、學(xué)校之間、家長之間的知識和智慧暢通流傳，以智慧生成智慧，最終服務(wù)于學(xué)生的健康成長與發(fā)展。作者：趙興龍、許林
圖片來源：網(wǎng)絡(luò)
內(nèi)容來源：《中國電化教育》 2016.10 總第357期：62-65
轉(zhuǎn)載：MOOC（ID：openonline）
1. 優(yōu)學(xué)云測評推出培訓(xùn)機(jī)構(gòu)個性化教學(xué)解決方案
2. 優(yōu)學(xué)云測評推出中小學(xué)校個性化教學(xué)解決方案
3. 優(yōu)學(xué)云測評推出招生平臺流量提升方案
4. 優(yōu)學(xué)云測評推出企業(yè)人才發(fā)展平臺解決方案——人才庫管理
5. 優(yōu)學(xué)云測評幫助個性化教育成為現(xiàn)實
優(yōu)學(xué)云測評精選的每一篇文章都會注明來源和作者（除非找不到），文章版權(quán)歸原作者所有，若有侵犯權(quán)益，請聯(lián)系我們刪除。本文所述內(nèi)容僅代表作者觀點，不代表優(yōu)學(xué)云測評立場。對于本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實性、完整性、準(zhǔn)確性和合法性本公眾號不作任何保證或承諾。