STEM教育的整合爭(zhēng)議與出路探索

徐則名 崔樂(lè)怡 符國(guó)鵬

【摘 要】自STEM教育引入國(guó)內(nèi)以來(lái)，教育界對(duì)其內(nèi)涵爭(zhēng)論已久。與美國(guó)旨在培養(yǎng)應(yīng)用人才與獲取科技霸權(quán)地位不同，我國(guó)大力發(fā)展STEM教育的目標(biāo)在于解決現(xiàn)有單科教學(xué)體系的弊端，以學(xué)科整合的形式推進(jìn)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。在加入藝術(shù)后，STEAM整合過(guò)程中存在的認(rèn)識(shí)論沖突、定義不明確等困難愈發(fā)難以解決，如何進(jìn)行學(xué)科整合成為開(kāi)展STEM教育的最大難題。

【關(guān)鍵詞】STEM教育;STEAM教育;學(xué)科整合

【中圖分類(lèi)號(hào)】G434 ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【論文編號(hào)】1671-7384（2022）05-049-03

STEM教育是指科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）四大教育的融合，提倡運(yùn)用跨學(xué)科思維應(yīng)對(duì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。STEAM教育則是在STEM的基礎(chǔ)上加入了藝術(shù)學(xué)科，旨在進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。以“STEAM教育”為主題的研究從2009年起逐年增加，總體數(shù)量呈上升趨勢(shì)。在實(shí)踐中，不少校本課程、校外培訓(xùn)機(jī)構(gòu)、博物館項(xiàng)目紛紛打上“STEAM教育”的旗號(hào)。然而，STEAM教育仍處在發(fā)展初期，學(xué)者對(duì)STEAM教育概念和內(nèi)涵的界定并不統(tǒng)一。梳理STEM教育的發(fā)展歷程，重新審視STEM教育的整合取向成為迫切需要。

整合之路：從STEM到STEAM教育

1.學(xué)科生冷的STEM教育

STEM教育起源于20世紀(jì)美蘇冷戰(zhàn)時(shí)期，“登月競(jìng)賽”的失利迫使美國(guó)各界對(duì)學(xué)校教育進(jìn)行反思，并掀起了一場(chǎng)以增強(qiáng)國(guó)家科技水平為目的的改革運(yùn)動(dòng)，STEM教育就此萌芽。在美國(guó)的政策倡議下，STEM教育一詞形成并投入使用。羅杰·W·拜比（Rodger W. Bybee）提出，美國(guó)之所以在全國(guó)范圍內(nèi)推廣STEM教育，是為了應(yīng)對(duì)蘇聯(lián)衛(wèi)星發(fā)射所帶來(lái)的國(guó)家安全威脅[1]。隨著《國(guó)家處于危機(jī)之中》的發(fā)布，美國(guó)STEM教育的話語(yǔ)權(quán)開(kāi)始轉(zhuǎn)向國(guó)家內(nèi)部，重點(diǎn)關(guān)注全球化市場(chǎng)背景下對(duì)于勞動(dòng)力前所未有的需求。STEM教育在一段時(shí)期內(nèi)在創(chuàng)造崗位、培養(yǎng)制造業(yè)人才等方面做出了貢獻(xiàn)，但較多的功利主義色彩及過(guò)分注重技術(shù)應(yīng)用的取向使其正在逐漸失去成效，暴露出缺乏創(chuàng)造力、學(xué)習(xí)者機(jī)械學(xué)習(xí)等“學(xué)科生冷”現(xiàn)象。調(diào)查顯示，STEM教育的吸引力十分有限，過(guò)于偏重科學(xué)技術(shù)的學(xué)習(xí)讓許多從業(yè)者失去了與創(chuàng)造力和抽象思維的聯(lián)系[2]。2014年，英國(guó)前沿研究基金會(huì)發(fā)布的《技能錯(cuò)位》報(bào)告指出，盡管總體上接受STEM教育的年輕人比以前多，但他們當(dāng)中真正能進(jìn)入勞動(dòng)力市場(chǎng)的人數(shù)并不多[3]。很快，教育界開(kāi)始重新審視STEM教育的本質(zhì)并作出相應(yīng)的調(diào)整，試圖解決愈發(fā)暴露的諸多弊端。其中，STEAM教育便是調(diào)整手段之一。

2.富有創(chuàng)造活力的STEAM教育

2006年，格雷特·亞克門(mén)（Georgette Yakman）在STEM教育的基礎(chǔ)上，以強(qiáng)化學(xué)生的藝術(shù)熏陶和人文底蘊(yùn)為目標(biāo)，首次提出將藝術(shù)融入到STEM教育中，STEAM教育由此誕生。羅德島設(shè)計(jì)學(xué)院院長(zhǎng)約翰·梅達(dá)（John Maede）指出，“藝術(shù)提供了一條不同的通道來(lái)幫助人類(lèi)了解復(fù)雜的社會(huì)問(wèn)題，唯有STEM與藝術(shù)融合才能整體提升全面素質(zhì)與競(jìng)爭(zhēng)力”，倡導(dǎo)創(chuàng)造力培養(yǎng)的STEAM教育理念逐漸引發(fā)關(guān)注，STEAM熱潮迅速席卷全球。參考美國(guó)教育戰(zhàn)略，我國(guó)提出了基于中國(guó)STEAM教育現(xiàn)狀的“學(xué)校-社區(qū)-企業(yè)”三位一體的教育體制，通過(guò)融合正式與非正式學(xué)習(xí)，真正達(dá)到“STEAM教育無(wú)處不在”的目的[4]。由于其強(qiáng)大的標(biāo)語(yǔ)效應(yīng)，STEAM教育在各種體制背景的國(guó)家?guī)缀醵枷破鹆瞬憽?/p>

3.困境重重的STEAM教育

盡管風(fēng)靡全球，但STEAM教育卻始終沒(méi)有明確的定義。亞克門(mén)團(tuán)隊(duì)提出的STEAM教育理念為“以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，通過(guò)工程和藝術(shù)解讀科學(xué)和技術(shù)”。他們認(rèn)為，在STEAM教育中，科學(xué)支持人們認(rèn)識(shí)世界的規(guī)律，工程與技術(shù)支持人們根據(jù)社會(huì)需求改造世界，藝術(shù)幫助人們以美好的形式豐富世界，數(shù)學(xué)則為人們發(fā)展與應(yīng)用科學(xué)、工程、藝術(shù)和技術(shù)提供思維方法和分析工具[5]。有關(guān)STEAM中“A”的具體內(nèi)涵，全美藝術(shù)教育學(xué)會(huì)認(rèn)為應(yīng)包含精致藝術(shù)、人文藝術(shù)、語(yǔ)言藝術(shù)、肢體藝術(shù)、手工藝術(shù)五個(gè)維度[6]。此外，洛伊斯·赫特蘭（Lois Hetland）等人提出將藝術(shù)教育中的發(fā)展技能、參與和堅(jiān)持、預(yù)想、表達(dá)、反思、冒險(xiǎn)和探索、了解藝術(shù)世界共七大技能作為開(kāi)展STEAM教育的內(nèi)涵與目標(biāo)，以工作坊的形式開(kāi)展STEAM教育[7]。隨著研究的不斷深入，STEAM教育中的“A”——藝術(shù)概念演變正愈發(fā)豐富多樣，同時(shí)也給STEAM教育帶來(lái)了更深的整合謎團(tuán)。

整合爭(zhēng)議：“應(yīng)用現(xiàn)有”與“整合更多”

“應(yīng)用現(xiàn)有”與“整合更多”是當(dāng)前STEM教育的兩大取向。前者將STEM教育的核心定義為跨學(xué)科整合，強(qiáng)調(diào)在學(xué)科整合過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的素養(yǎng)與能力并解決實(shí)際問(wèn)題[8]，該取向支持在已有基礎(chǔ)上整合更多的學(xué)科，例如，加入藝術(shù)后形成STEAM以及在STEAM的基礎(chǔ)上加入環(huán)境（Environment）等其他領(lǐng)域成為STEM+等。后者則提出學(xué)科整合應(yīng)聚焦于STEM教育本身，專(zhuān)注分析現(xiàn)有學(xué)科的有效整理路徑，找出滿(mǎn)足社會(huì)需求發(fā)展的類(lèi)型，例如，根據(jù)我國(guó)科學(xué)教育的現(xiàn)狀，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注科學(xué)與工程的整合[9]。本質(zhì)而言，兩方觀點(diǎn)圍繞如何整合五大學(xué)科，引發(fā)了有關(guān)“如何把握跨學(xué)科的度”的爭(zhēng)議。

STEM跨學(xué)科理念強(qiáng)調(diào)各學(xué)科均需貢獻(xiàn)各自的知識(shí)、方法及內(nèi)在價(jià)值來(lái)應(yīng)對(duì)復(fù)雜問(wèn)題，且學(xué)科之間通過(guò)有機(jī)整合的形式運(yùn)作，即通過(guò)與其他學(xué)科的接觸來(lái)加深對(duì)于某一學(xué)科的理解。與此同時(shí)，跨學(xué)科不僅能拓寬人們的現(xiàn)有視野，還有助于人們站在歷史角度批判地看待事物。在“應(yīng)用現(xiàn)有”取向下，整合學(xué)科的選擇范圍會(huì)受到來(lái)自學(xué)科特點(diǎn)、教育國(guó)情、人本主義等因素的影響，STEM中各學(xué)科間的關(guān)系應(yīng)被視為“基于學(xué)科本身，融合形成整體”。在充足的現(xiàn)實(shí)分析下，STEM四大學(xué)科將發(fā)揮巨大的教育價(jià)值。

盡管STEM教育的跨學(xué)科屬性帶來(lái)了諸多優(yōu)勢(shì)，但就融入學(xué)科的數(shù)量而言并非多多益善。由于學(xué)科間存在不同的特性，在進(jìn)行跨學(xué)科整合時(shí)勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生一定的異質(zhì)性沖突。以藝術(shù)為例，盡管科學(xué)與藝術(shù)被視為具有融合可能的“硬幣兩面”，且STEM跨學(xué)科理念給予了其足夠的包容性，但是我們難以去界定何種藝術(shù)是可以加入STEM教育的。一方面，藝術(shù)評(píng)價(jià)較為主觀，在科學(xué)領(lǐng)域通常有較為客觀的評(píng)價(jià)體系，而對(duì)藝術(shù)的評(píng)價(jià)多依賴(lài)于評(píng)價(jià)者的經(jīng)歷和主觀判斷。另一方面，藝術(shù)與科學(xué)的基礎(chǔ)門(mén)檻不同?？鐚W(xué)科并不意味著在STEM中注入所有學(xué)科元素，而是應(yīng)妥善尋求各學(xué)科間的平衡，以此獲得各學(xué)科之間的和諧關(guān)系。

整合出路：立足我國(guó)的三種路徑

STEM教育的跨學(xué)科爭(zhēng)議對(duì)于我國(guó)開(kāi)展STEM教育具有重要啟發(fā)。在我國(guó)STEM教育的現(xiàn)實(shí)視角下，選擇STEM整合路徑時(shí)可以通過(guò)折中的方式融合兩大爭(zhēng)議。具體表現(xiàn)為以下三種路徑。

1.基于現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，靈活選擇學(xué)科

STEM教育在我國(guó)之所以備受青睞，主要在于其能夠培育學(xué)生的跨學(xué)科思維，改善單科教學(xué)的弊端?？鐚W(xué)科思維能夠幫助學(xué)習(xí)者打破學(xué)科、生活邊界以及學(xué)科思維限制，以應(yīng)對(duì)并有效解決現(xiàn)實(shí)生活的各類(lèi)復(fù)雜問(wèn)題。教師可以根據(jù)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的需求，從而整合能夠有效幫助解決問(wèn)題的學(xué)科，而非在一堂課中體現(xiàn)全部學(xué)科元素。通常來(lái)說(shuō)，工程是STEM教育的主要應(yīng)用場(chǎng)景，教師可圍繞某一工程任務(wù)設(shè)計(jì)教學(xué)，靈活選擇數(shù)學(xué)、科學(xué)等學(xué)科作為開(kāi)展工程的方法論，最終在實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目的同時(shí)，提升學(xué)生的STEM素養(yǎng)。

2.打破學(xué)科邊界，保留學(xué)科特征

打破學(xué)科邊界并不意味著完全消解學(xué)科具備的獨(dú)有特性。在面對(duì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題時(shí)，不同學(xué)科能夠被引入，以各自的視角提供解決方案。隨著我國(guó)正朝向智能教育時(shí)代邁進(jìn)，創(chuàng)客教育、人工智能教育、新興教育技術(shù)無(wú)不與STEM教育產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，教師能夠打破現(xiàn)有STEM教育的學(xué)科邊界，積極融入人工智能等學(xué)科要素，豐富STEM教學(xué)元素。值得注意的是，教師在引入外在元素時(shí)，應(yīng)保留其原有的學(xué)科特征，即在加入人工智能等其他學(xué)科要素時(shí)，不應(yīng)為迎合STEM的需要而消解人工智能的學(xué)科屬性，更不能將人工智能與STEM統(tǒng)稱(chēng)為一種學(xué)科。

3.慎重選擇學(xué)科，整合寧缺毋濫

隨著“雙減”政策的頒布以及人工智能時(shí)代的到來(lái)，技術(shù)變革與場(chǎng)景延伸為STEM教育提供了前所未有的應(yīng)用可能，愈來(lái)愈多的學(xué)科元素被列入其中，STEM教育成為了具有無(wú)限包容空間的“愿望箱”。追根溯源，我們?cè)谠噲D征服STEM教育功利主義的航行中，也不免陷入了整合泛化的功利漩渦之中。在我國(guó)國(guó)情下，添加更多學(xué)科進(jìn)入STEM教育不僅需要考慮實(shí)施與教師教育層面的可行性，更要關(guān)注加入學(xué)科后STEM教育對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)效率及其知識(shí)掌握、能力提升等方面發(fā)揮何種作用，從而形成相互和諧、富有價(jià)值的跨學(xué)科教育，促成高質(zhì)量的STEM教育。

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