十大課程之STEM課程（一）

近年來，伴隨跨學(xué)科整合課程的巨大需求，美國(guó)的STEM教育理念進(jìn)入公眾視野，并取得了我國(guó)教育界的巨大關(guān)注。

一時(shí)間，各類講述STEM教育的帖子雪花般“漫天飛舞”，

所有接受過STEM啟蒙的教育工作者都能說出STEM的基本定義，即：STEM是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科體系的總稱，代表了偏理工領(lǐng)域的跨學(xué)科整合教育。

但顯然，這樣表面的解釋STEM是以盲指盲，沒有解釋清楚核心，讓人無法理解。

STEM這個(gè)新事物發(fā)展迅猛，背后卻也亂象叢生，例如：

很多學(xué)校知道STEM教育理念，也知道優(yōu)點(diǎn)，但是STEM課程無處獲取；

很多教師根據(jù)自己對(duì)于STEM的片面理解來改良現(xiàn)有的科學(xué)課、勞技課，結(jié)果成了四不像；

很多學(xué)校認(rèn)為STEM課程必須要有物態(tài)的學(xué)生成果產(chǎn)出，并且將其作為唯一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；

很多學(xué)校從社會(huì)機(jī)構(gòu)購(gòu)買了STEM課程，機(jī)構(gòu)派出教師到校上課，但是最后發(fā)現(xiàn)課程及教學(xué)質(zhì)量水平無法保障，并且對(duì)于本校科學(xué)教師的理念和教學(xué)均沒有提升；

很多做機(jī)器人、編程、機(jī)械加工這方面產(chǎn)品的機(jī)構(gòu)用STEM教育為自己背書，但其中一些公司本質(zhì)上還是賣產(chǎn)品而非精研和提供課程；

我國(guó)的STEM教育沒有形成合力，沒有標(biāo)準(zhǔn)，沒有成體系的STEM選題和課程；

今天小編就從以下五點(diǎn)談?wù)務(wù)嬲腟TEM教育：

一、代表了21世紀(jì)人才培養(yǎng)的理念；

《天下無賊》中的黎叔頗為戲謔地說：“21世紀(jì)什么最貴?人才!”這是一句大實(shí)話，美國(guó)的政治精英們?cè)?957年蘇聯(lián)人造衛(wèi)星上天一事中大受刺激，深刻的認(rèn)識(shí)到國(guó)家的核心競(jìng)爭(zhēng)力的本質(zhì)是科技人才的競(jìng)爭(zhēng)。

21世紀(jì)的國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，科學(xué)家、工程師和技術(shù)人員將是處于主導(dǎo)地位的人力資源。

美國(guó)兩代科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中間間隔了17年（1996-2013），而這17年間，全球科學(xué)技術(shù)發(fā)展、信息技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了巨大的飛躍。

我國(guó)抓住了這個(gè)重要機(jī)會(huì)，1999年大學(xué)擴(kuò)招，為社會(huì)發(fā)展培養(yǎng)了巨大規(guī)模的專業(yè)人才。

2001年入世，GDP從全球第七直接躍升至全球第二。

當(dāng)美國(guó)精英們從多場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)中驀然回首，發(fā)現(xiàn)世界已經(jīng)天翻地覆，冷戰(zhàn)積累的優(yōu)勢(shì)和形成的格局均已松動(dòng)。

2015年，美國(guó)STEM相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生約46萬人，而中國(guó)的數(shù)字大約是420萬。

2016年美國(guó)大選中，希拉里甚至承諾，一旦當(dāng)選，會(huì)推動(dòng)國(guó)會(huì)立法，允許STEM相關(guān)專業(yè)的畢業(yè)生畢業(yè)立即獲得綠卡。

2017年特朗普總統(tǒng)也多次在講話中表述了要減少STEM相關(guān)專業(yè)外國(guó)留學(xué)生數(shù)量的想法。

驢象兩黨雖然出發(fā)點(diǎn)不同，核心都是一樣的：確保美國(guó)STEM人才的優(yōu)勢(shì)！要么全球掐尖，要么努力自產(chǎn)。

我們都說我國(guó)學(xué)生的創(chuàng)新能力不足，理論聯(lián)系實(shí)際的能力差，不能很好的學(xué)以致用，為什么有這個(gè)問題？小編經(jīng)常說：我們的好學(xué)生其實(shí)是自己悟出來的。

因?yàn)槲覀兡壳暗膶W(xué)科教育體系不關(guān)注學(xué)生跨學(xué)科的系統(tǒng)構(gòu)建，不能確保學(xué)生跨學(xué)科能力的提升。

思考一下：

我們?nèi)ゲ耸袌?chǎng)買菜，這個(gè)過程到底是加減乘除問題還是博弈問題？

不精通文史哲，你能分析出同為豪放派詞人的蘇軾和辛棄疾到底有何區(qū)別么？

對(duì)于初三學(xué)生，學(xué)會(huì)了二次函數(shù)的相關(guān)知識(shí)，會(huì)做個(gè)理想狀態(tài)下的炮彈彈道建模不？

一個(gè)高中生學(xué)完復(fù)數(shù)的運(yùn)算后，如果有人問他這個(gè)有什么用，他是不是一臉懵逼？

我們的各學(xué)科知識(shí)體系沒有錯(cuò)、各學(xué)科教材編寫沒有錯(cuò)、各科老師也沒有教錯(cuò)，那到底是什么錯(cuò)了？

問題出在：在國(guó)家經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的變革環(huán)境下，伴隨著信息時(shí)代對(duì)工業(yè)時(shí)代的顛覆，我們的教育轉(zhuǎn)型還沒能很好的跟上國(guó)家、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型，因此是培養(yǎng)學(xué)生的理念與方式?jīng)]能有效轉(zhuǎn)變的

問題。

小編明白：飯得一口一口吃，事情也要一件一件做。

跨學(xué)科能力不是憑空來的，學(xué)科是重要基礎(chǔ)，根基不穩(wěn)不成材。

立刻讓教師能夠跨學(xué)科教學(xué)也不現(xiàn)實(shí)，但認(rèn)識(shí)要清醒，要有方向，要有動(dòng)作、要積極的實(shí)踐探索。

在美國(guó)，STEM是國(guó)家戰(zhàn)略，STEM課就是科學(xué)課，科學(xué)課也是STEM課，沒有所謂的STEM課程標(biāo)準(zhǔn)，《下一代科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（NGSS）》既是科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)又是STEM課程標(biāo)準(zhǔn)。

而在我國(guó)，科學(xué)課是國(guó)家課程，有國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)，STEM課是錦上添花，沒有標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于學(xué)校而言是可有可無的，是可以拿出來秀的，是要切學(xué)生在校時(shí)間這塊蛋糕的。

一言以蔽之：對(duì)事物認(rèn)識(shí)的角度和深度的不同，決定了實(shí)踐行為的不同。

二、全球規(guī)模下建構(gòu)主義的教學(xué)實(shí)踐；

建構(gòu)主義是STEM教育理念中的重要一環(huán)。

建構(gòu)主義認(rèn)為學(xué)生是天生的探究者，他們通過自主地建構(gòu)自己頭腦中的內(nèi)部理論，來解釋周圍的事物，認(rèn)識(shí)自己的生活環(huán)境，豐富自己的認(rèn)識(shí)的。

學(xué)生對(duì)科學(xué)的理解和發(fā)展需要時(shí)間，科學(xué)和工程既需要知識(shí)也需要實(shí)踐。

體現(xiàn)在具體的教育教學(xué)中，STEM教育提倡課程設(shè)計(jì)應(yīng)聯(lián)系學(xué)生的興趣和經(jīng)驗(yàn)等等。

建構(gòu)主義近年來比較火爆，因具備許多獨(dú)特的、無可替代的優(yōu)點(diǎn)。

建構(gòu)主義讓教師們更加關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程。

學(xué)生在學(xué)習(xí)中的動(dòng)機(jī)和信念在認(rèn)知過程中至關(guān)重要，我們需要調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力（題外話，這幾年美國(guó)教育界特別流行關(guān)于Growth mindset方面的書）；

學(xué)生學(xué)習(xí)的過程是自我建構(gòu)過程，而不是被動(dòng)接受的過程，教師不光要探索如何教，還要探索學(xué)生如何學(xué)，探索學(xué)習(xí)者的思維培養(yǎng)；建構(gòu)主義還讓我們關(guān)注學(xué)生的社會(huì)性互動(dòng)，這是認(rèn)知發(fā)展的基礎(chǔ)，也是落實(shí)美國(guó)4C核心素養(yǎng)中溝通交流與合作寫作的基礎(chǔ)。

STEM教育在全球的火爆，勾勒出一個(gè)全球規(guī)模下建構(gòu)主義實(shí)踐的圖景。

這個(gè)探索很積極，因?yàn)?006年前后，在美國(guó)教育界、心理界爆發(fā)的一場(chǎng)關(guān)于“建構(gòu)主義教學(xué)：成功還是失敗”的大辯論。

這場(chǎng)大辯論的重要成果是形成了“建構(gòu)主義教學(xué)：成功還是失敗”這部學(xué)術(shù)專著；這部學(xué)術(shù)專著有許多給人印象深刻的學(xué)術(shù)見解與觀點(diǎn)；

但是全書使我們最受啟迪與教育的，應(yīng)該是關(guān)于“建構(gòu)主義學(xué)習(xí)原則具有局限性”以及關(guān)于“建構(gòu)主義教學(xué)設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)之間關(guān)系”（并非對(duì)立，而是有互補(bǔ)性）的論述。

在STEM教育這場(chǎng)轟轟烈烈的運(yùn)動(dòng)中，建構(gòu)主義到底效果如何？能夠迸發(fā)出怎樣的能量？我們還需拭目以待，讓子彈再飛一會(huì)兒……

三、用培養(yǎng)科學(xué)家和工程師的方式教學(xué)生；

1903年萊特兄弟發(fā)明飛機(jī)的時(shí)候，空氣動(dòng)力學(xué)作為流體力學(xué)的分支才剛剛起步，直到現(xiàn)在，航空飛行器外形設(shè)計(jì)仍然是一個(gè)世界級(jí)難題，方程解不出來，只能靠吹風(fēng)洞來實(shí)踐檢驗(yàn)，所以國(guó)際上誰有完備的風(fēng)洞群，所以中國(guó)才能這么快擁有殲-20，C919。

1916年愛因斯坦發(fā)表了廣義相對(duì)論，100年之后，我們還在為引力波驗(yàn)證相對(duì)論的理論正確而歡呼雀躍，這些例子說明科學(xué)、技術(shù)、工程間的進(jìn)步并非線性、同步，也并非一定有明確的因果關(guān)系。

在我們的科學(xué)教育中，學(xué)生靠做題，背前人總結(jié)的公式、定理和結(jié)論，成不了前沿科學(xué)家和一流工程師。

我們想要培養(yǎng)21世紀(jì)的科學(xué)家和工程師，必須變換培養(yǎng)方式，用培養(yǎng)科學(xué)家和工程師的思路、做法來培養(yǎng)我們的學(xué)生，落實(shí)科學(xué)教育。

四、以“科學(xué)與工程實(shí)踐”為核心的第三代科學(xué)教育；

對(duì)事物認(rèn)識(shí)的角度和深度的不同，決定了實(shí)踐行為的不同。

對(duì)科學(xué)教育的認(rèn)識(shí)的不同，造成了上圖中的代際差異。

因此要彌補(bǔ)這個(gè)差異，我們需要補(bǔ)的課真的很多，不可能什么領(lǐng)域都能彎道超車的。

從科學(xué)探究過渡到科學(xué)與工程實(shí)踐，這背后不是幾個(gè)字的差異，而是全體科學(xué)教師能力的躍遷，任重而道遠(yuǎn)。

五、注重培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力，讓學(xué)生形成對(duì)科學(xué)本質(zhì)的基本認(rèn)識(shí)；

在布盧姆教育目標(biāo)分類理論中，記憶、理解屬于低階思維，應(yīng)用屬于中階思維，分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造屬于高階思維。

研究表明，跨學(xué)科學(xué)習(xí)(STEM本質(zhì)上就是跨學(xué)科學(xué)習(xí))可以幫助學(xué)生形成高階思維能力(higher order thinking skills)，也可以幫助學(xué)生在不同學(xué)科領(lǐng)域之間形成有意義的聯(lián)系(Ivanitskaya, Clark, Montgomery＆ Primeau, 2002)。

問題來了，STEM課程中的哪個(gè)要素促進(jìn)了高階思維技能的建立？這個(gè)要素是STEM課程天然存在的么？顯然不是天然存在的，是人為設(shè)計(jì)的，那就是怎樣設(shè)計(jì)提問（Question）和怎樣設(shè)置教學(xué)任務(wù)（Task），將來有時(shí)間慢慢講，這個(gè)話題真的相當(dāng)大。

小編想要傳達(dá)的是在你的STEM課程設(shè)計(jì)中要考慮高階思維能力培養(yǎng)這個(gè)問題。

高階思維能力培養(yǎng)這個(gè)問題更多的還是“術(shù)”的層面。

我們更多的是科學(xué)教學(xué)，而不是科學(xué)教育。

從“道”的層面講，我們需要STEM教育幫助學(xué)生形成對(duì)科學(xué)本質(zhì)的基本認(rèn)識(shí)，進(jìn)而為我們帶來真正意義上的“科學(xué)教育”。

以上就是關(guān)于【十大課程之STEM課程（一）】的解答，如需了解學(xué)校/賽事/課程動(dòng)態(tài)，可至翰林教育官網(wǎng)獲取更多信息。

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