(1.江蘇省南京市金陵中學(xué)河西分校，江蘇 南京 210019;(2.江蘇省南京市金陵中學(xué)，江蘇 南京 210005)

STS、STEM和STEAM共涉及5個字母：S、T、E、A和M，分別是科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、社會(Society)、工程(Engineering)、藝術(shù)(Arts)、數(shù)學(xué)(Maths)的首字母。本文旨在研究STS、STEM和STEAM的歷史淵源、發(fā)展趨勢以及前景展望，主要側(cè)重于實(shí)踐層面。

1 STEM教育的尋根溯源

1.1 從STS說起

STS詮釋的是科學(xué)、技術(shù)與社會的相互關(guān)系，可以分為兩個層面：一方面從社會學(xué)的角度考察科學(xué)和技術(shù)，另一方面從科學(xué)技術(shù)的角度研究社會，凸顯了這些領(lǐng)域之間的滲透和交叉。其目的是要改變科學(xué)和技術(shù)的脫節(jié)以及科學(xué)、技術(shù)和社會分離的狀態(tài)，從而使科學(xué)、技術(shù)更好地造福于人類。但由于“社會”的概念比較模糊，不易界定，而STEM課程對這“社會”的詮釋則更加具體化。

1.2 STEM教育的興起

從20世紀(jì)80年代開始，大眾化、批量生產(chǎn)的產(chǎn)品已滿足不了美國人的個性化需要，而當(dāng)時美國又極度缺乏技術(shù)型與創(chuàng)新型的理工科人才。為了保持美國在科技創(chuàng)新與國際競爭力上的領(lǐng)先地位，培養(yǎng)多元復(fù)合型的人才成為美國教育發(fā)展的共識與趨勢，也加速了美國STEM教育的形成。

STEM課程重點(diǎn)關(guān)注四個方面的素養(yǎng)：其一是科學(xué)素養(yǎng)，運(yùn)用各學(xué)科科學(xué)知識(如物理、化學(xué)、生物科學(xué)和地球空間科學(xué))，理解并影響自然；其二是技術(shù)素養(yǎng)，即使用、管理、理解和評價技術(shù)的能力；其三是工程素養(yǎng)，即對技術(shù)工程設(shè)計(jì)與開發(fā)過程的理解；其四是數(shù)學(xué)素養(yǎng)，即學(xué)生發(fā)現(xiàn)、表達(dá)、解釋和解決實(shí)際情境下問題的數(shù)學(xué)能力。

美國STEM教育的快速發(fā)展期開始于2006年，美國總統(tǒng)布什在其國情咨文中公布了《美國競爭力計(jì)劃》(American Competitiveness Initiative)，提出知識經(jīng)濟(jì)時代教育目標(biāo)之一是培養(yǎng)具有STEM素養(yǎng)的人才，這是全球競爭力的關(guān)鍵。于是，美國在STEM教育方面不斷增加投入，引導(dǎo)學(xué)生主修科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)，錘煉其科技理工素養(yǎng)。此后，美國教育部與政府其他部門先后發(fā)布了《學(xué)術(shù)競爭力委員會報(bào)告》《準(zhǔn)備與激勵：為了美國未來的K-12科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育》《2010年美國競爭再授權(quán)法》《聯(lián)邦STEM教育五年戰(zhàn)略計(jì)劃》等系列文件，不僅把STEM教育提升到了國家戰(zhàn)略的高度，還致力于解決師資培訓(xùn)、平臺搭建、校際合作、政府職責(zé)等關(guān)鍵問題，使得美國的STEM教育體系日臻完善。

1.3 STEAM與STEM的并存

由于社會上對融入人文藝術(shù)要素的呼聲越來越強(qiáng)烈，逐漸形成了STEM教育的人文轉(zhuǎn)向。2006年弗吉尼亞理工大學(xué)研究生格雷特·亞克門(Georgette Yakman)將代表人文藝術(shù)的Arts融入已有的STEM教育中，創(chuàng)新性地提出了STEAM教育理念當(dāng)下，STEAM和STEM呈并存狀態(tài)，還有學(xué)者提出STREAM(融入“write”元素)，但是各國政府在這一方面的推進(jìn)中，仍然是在做“回歸原點(diǎn)”的研究，比如美國政府提出的一系列戰(zhàn)略研究和決策，還是以“STEM”作為標(biāo)題或者主題。2016年9月與美國教育部聯(lián)合發(fā)布了《教育中的創(chuàng)新愿景》(STEM 2026：A Vision for Innovation in STEM Education)，希望在實(shí)踐社區(qū)、活動設(shè)計(jì)、教育經(jīng)驗(yàn)、學(xué)習(xí)空間、學(xué)習(xí)測量、社會文化環(huán)境等方面促進(jìn)STEM教育的發(fā)展。

我國政府和科研機(jī)構(gòu)也是以“STEM”作為切入點(diǎn)，如中國STEM研究院、江蘇省STEM創(chuàng)新協(xié)同中心等。2015年9月我國教育部發(fā)布了《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進(jìn)教育信息化工作的指導(dǎo)意見(征求意見稿)》，其中明確提及未來五年對教育信息化的規(guī)劃，提出要“探索STEAM教育、創(chuàng)客教育等新教育模式”。

2 STEM教育的現(xiàn)實(shí)意義和國內(nèi)發(fā)展

2.1 促進(jìn)全球?qū)砜坪凸こ碳夹g(shù)人才的重視

STEM教育的延伸意義在于能夠引導(dǎo)全球重視理科和工程技術(shù)人才的培養(yǎng)。2017年2月我國教育部、人社部和工信部聯(lián)合發(fā)布《制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南》，指出：至2025年新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)人才缺口將達(dá)950萬人，高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人領(lǐng)域人才缺口將達(dá)450萬人，航天航空裝備領(lǐng)域缺口將達(dá)47.5萬人，海洋工程裝備及高技術(shù)船舶領(lǐng)域缺口將達(dá)26.6萬人等，這些數(shù)據(jù)表明，大力推進(jìn)STEM教育，能夠引發(fā)基礎(chǔ)教育階段學(xué)生的“理工興趣”“工程意識”“動手能力”，為將來從事理科或工程奠定有效基礎(chǔ)。

2.2 STEM教育在國內(nèi)的發(fā)展

2016年教育部出臺的《教育信息化“十三五”規(guī)劃》中明確指出：有效利用信息技術(shù)推進(jìn)“眾創(chuàng)空間”建設(shè)，探索STEM教育、創(chuàng)客教育等新教育模式，使學(xué)生具有較強(qiáng)的信息意識與創(chuàng)新意識，養(yǎng)成數(shù)字化學(xué)習(xí)習(xí)慣，具備重視信息安全、遵守信息社會倫理道德與法律法規(guī)的素養(yǎng)。

國內(nèi)STEM教育國家層面的啟動以“STEM教育研究中心”的成立為標(biāo)志，2017年6月成立的中國教科院STEM教育研究中心作為“國家隊(duì)”，2018年5月“中國STEM教育2029行動計(jì)劃”正式啟動，該研究中心還先后頒布了《中國STEM教育白皮書》與《STEM教師能力等級標(biāo)準(zhǔn)》。中國教科院STEM教育研究中心于2017和2018年連續(xù)舉辦了兩屆“STEM教育發(fā)展大會”，對引領(lǐng)國內(nèi)的STEM教育研究與實(shí)踐具有很好的導(dǎo)向作用。

國內(nèi)主要以江蘇、浙江、上海、廣東等地區(qū)較為活躍，江蘇省于2017年9月召開“首屆STEM教育大會”，同時成立“STEM協(xié)同創(chuàng)新研究中心”，并打算于2018年9月公布“江蘇省基礎(chǔ)教育STEM課程實(shí)施綱要”。江蘇以STEM試點(diǎn)校、樣本校和示范校作為推進(jìn)抓手，正在全省展開課程實(shí)施、師資培育、評價指導(dǎo)等研究。2015年9月，江蘇省青少年科技中心、江蘇省科技教育協(xié)會和教育部基礎(chǔ)教育實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與南京市教育局的實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究中心簽訂了合作框架協(xié)議，正式實(shí)施STEM課程，推進(jìn)中小學(xué)教育的創(chuàng)新。2015年11月16日教育部基礎(chǔ)教育實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究中心建設(shè)工作推進(jìn)會在南京舉行，金陵中學(xué)、中華中學(xué)上新河初中和小營小學(xué)等30所學(xué)校被授牌為“教育部基礎(chǔ)教育實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究中心第一批基地學(xué)?！保?6位研究人員受聘。

浙江省成立了STEM教育研究中心，并與美國印第安納州教育廳聯(lián)合主辦“2018浙江—印州中小學(xué)課程平移項(xiàng)目”；廣東舉辦2018年首屆穗港澳STEM教育聯(lián)盟年會，旨在圍繞研發(fā)“STEM教育卓越課程規(guī)劃”；上海著力構(gòu)建STEM云中心，采用社會化合作和運(yùn)行模式共同打造首家STEM教育平臺。

3 STEM教育的實(shí)踐與思考

3.1 STEM教育的校內(nèi)實(shí)踐

在現(xiàn)代社會，關(guān)注“匠人精神”沒有錯。未來一定是“整合跨界能力”效用遠(yuǎn)大于“單項(xiàng)突出”，高精尖的活兒機(jī)器人能勝任，而人的能力必須體現(xiàn)在整合、創(chuàng)造上。

基于這個理念，我校在積極探索以下四個領(lǐng)域：一是課程內(nèi)部拓展，與現(xiàn)行國家課程對接和滲透，如與高中物理、化學(xué)、生物、地理和技術(shù)等學(xué)科的內(nèi)部銜接；二是學(xué)科競賽拓展，尤其是實(shí)驗(yàn)拓展，在跟大學(xué)實(shí)驗(yàn)課程對接上開發(fā)有效資源；三是橫向拓展，設(shè)法打通和提供高中階段與其他自然學(xué)科相聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)和理論研究資源，同時還提供探究性學(xué)習(xí)或課題研究的新型學(xué)習(xí)資源，如自主開發(fā)的探究性小實(shí)驗(yàn)以及現(xiàn)代技術(shù)下的實(shí)驗(yàn)課程，運(yùn)用掃描隧道顯微鏡、3D掃描、3D打印機(jī)及各類專業(yè)儀器，也有虛擬仿真、知網(wǎng)、教學(xué)資源庫等軟件支撐；四是基地拓展，利用江蘇省特色基地建設(shè)的有利條件，在整合中開發(fā)資源。如在學(xué)科課程基地中，學(xué)生主要采用PBL學(xué)習(xí)方式，應(yīng)用PBL模式開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠有效培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力，提升學(xué)生學(xué)科學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，提升課程品位，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

3.2 關(guān)于STEM教育的思考

3.2.1 STEM教育需要更多的外部支持

(1) 外部支持的表現(xiàn)形式很多，首先是經(jīng)費(fèi)的支持。STEM教育在美國的重要性不亞于中國的素質(zhì)教育，在美國大部分中小學(xué)都開列了STEM教育的經(jīng)費(fèi)開支，而STEM也被校長、老師們時時掛在嘴邊。

(2) 政治人物和明星支持也有意想不到的效果，在STEM教育的號召下，機(jī)器人、3D打印機(jī)首當(dāng)其沖地進(jìn)入了學(xué)校，奧巴馬也加入了全民學(xué)編程的隊(duì)伍，寫下了自己的第一條代碼。

(3) 企業(yè)的STEM創(chuàng)新產(chǎn)品能夠激發(fā)孩子學(xué)習(xí)愿望。在美國，幫助孩子們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、科學(xué)的教育科技產(chǎn)品層出不窮，多個學(xué)科相互整合，如技術(shù)和工程結(jié)合、藝術(shù)和數(shù)學(xué)結(jié)合，打破了常規(guī)的學(xué)科界限。美國各類STEAM創(chuàng)業(yè)公司如雨后春筍一樣冒出來，老牌機(jī)器人教育公司、科技類硬件廠商、編程教育機(jī)構(gòu)也玩起了跨界，開始研發(fā)推廣自己的STEAM課程。當(dāng)前，國內(nèi)的STEAM市場也迎來了一批新玩家，他們與創(chuàng)業(yè)公司相比有著資本優(yōu)勢，有著更好的品牌知名度，他們就是跨國公司，目前，培生、索尼、樂高、高通紛紛來華做STEAM教育。

3.2.2 STEM教育過程中應(yīng)關(guān)注“方法和系統(tǒng)”

(1) STEM教“思考方法”而不是“知識點(diǎn)”，即使是“知識點(diǎn)和技能”學(xué)習(xí)，也一定是因?yàn)椤澳硞€明確任務(wù)的驅(qū)使”，有內(nèi)驅(qū)力的學(xué)習(xí)才是有價值的。

(2) STEM注重整體思維和系統(tǒng)思考力建構(gòu)，而不是單項(xiàng)突出，STEM教育中需要重點(diǎn)發(fā)展學(xué)生對真實(shí)問題的“整體性解決策略”的能力。

3.2.3 在STEM教育中融入人文因素是必要的

事實(shí)證明，科學(xué)與藝術(shù)結(jié)合會產(chǎn)生很多神奇效果，科學(xué)和藝術(shù)是相通的，科學(xué)能為藝術(shù)提供創(chuàng)作靈感，而藝術(shù)又能培養(yǎng)孩子的創(chuàng)造力、想象力和自信，兩者相輔相成。

從STS到STEM、STEAM，從教“知識點(diǎn)”“基本知識和基本能力”到教“思考方法”“注重整體思維和系統(tǒng)思考力建構(gòu)”，一方面是世界教育發(fā)展的整體態(tài)勢使然，另一方面，也是教育工作者主動追求、不斷研究、不斷超越所致。