STEM教育何以落地中國

【摘要】STEM教育已經(jīng)發(fā)展成為全球教育改革中各國的戰(zhàn)略選擇。本文通過多個(gè)國家及地區(qū)的STEM教育發(fā)展戰(zhàn)略分析和對(duì)比，以美國新發(fā)布的美國STEM教育2019-2023年五年戰(zhàn)略“北極星”計(jì)劃《制勝之道：美國的STEM教育戰(zhàn)略》為例，分析我國STEM教育的現(xiàn)狀和重要關(guān)注點(diǎn)，從中提取我國STEM教育發(fā)展需要的有益經(jīng)驗(yàn)?！娟P(guān)鍵詞】STEM教育;國際對(duì)比;跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)STEM教育已經(jīng)發(fā)展成為全球教育改革中各國的戰(zhàn)略選擇。目前，我國已經(jīng)有一些STEM教育落地的政策。中國教育科學(xué)研究院STEM教育研究中心已于2017年發(fā)布《中國STEM教育白皮書》和《STEM教師能力等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》。在2015年教育部發(fā)布的《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）》和2016年國務(wù)院發(fā)布的《全民科學(xué)素養(yǎng)行動(dòng)計(jì)劃綱要實(shí)施方案（2016-2020年）》中均提出要探索STE（A）M教育、創(chuàng)客教育等新教育模式，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的發(fā)展。2022年教育部印發(fā)的《義務(wù)教育課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》特別強(qiáng)調(diào)了各學(xué)科要開展10%“跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)”，也與STEM教育的理念有異曲同工之意。各國STEM發(fā)展戰(zhàn)略及相關(guān)政策世界經(jīng)濟(jì)合作發(fā)展組織（OECD）在2011年的報(bào)告中指出，歐洲STEM教育政策的關(guān)注點(diǎn)是STEM人才培養(yǎng)和技能提高，認(rèn)為STEM相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展是歐洲能夠持續(xù)創(chuàng)新、發(fā)展經(jīng)濟(jì)和提高國際競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。芬蘭政府開展校企和社區(qū)—家庭等多方機(jī)構(gòu)的共同合作，積極推動(dòng)STEM教育發(fā)展，以重大項(xiàng)目為載體構(gòu)建全國范圍的STEM教育網(wǎng)絡(luò)。在歷來重視“做中學(xué)”的基礎(chǔ)上，芬蘭教育部在上個(gè)世紀(jì)90年代就推出了LUMA項(xiàng)目（芬蘭語自然學(xué)科“LUonnontietee”和數(shù)學(xué)“Mathematics”兩詞的縮寫）。國家LUMA中心鼓勵(lì)所有的合作機(jī)構(gòu)和個(gè)體自由開放地分享他們的創(chuàng)意、優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐做法，促進(jìn)和支持兒童、青年和教師形成一定的社群組織。LUMA項(xiàng)目作為芬蘭的STEM教育實(shí)踐的基礎(chǔ)，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)STEM教育的興趣。英國在2002年就已經(jīng)把STEM教育正式寫入政府文件，從國家戰(zhàn)略的層面上推進(jìn)STEM教育。2017年，英國出臺(tái)了《建立我們的工業(yè)戰(zhàn)略綠皮書》，提出技術(shù)教育是英國在現(xiàn)代工業(yè)戰(zhàn)略中的核心。英國就業(yè)和技能委員會(huì)的數(shù)據(jù)反映，由于缺乏具備所需技能和經(jīng)驗(yàn)的人，英國的STEM領(lǐng)域有43%的“技能缺口”難以填補(bǔ)。政府為應(yīng)對(duì)這一情況加大投入并建立專門機(jī)構(gòu)，設(shè)立國家項(xiàng)目促進(jìn)STEM教育的發(fā)展，解決技能人才短缺的問題。近年來，英國廣泛開展STEM教師培訓(xùn)，建立了國家科學(xué)學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，確立了國家級(jí)STEM示范活動(dòng)，并啟動(dòng)了國家科學(xué)技術(shù)大賽和高等教育STEM計(jì)劃。澳大利亞的STEM教育可以用“全方位、全領(lǐng)域、全民性”來概括，2001年，澳大利亞教育部制定了一個(gè)為期五年的促進(jìn)科學(xué)創(chuàng)新能力的計(jì)劃——提高澳大利亞人的能力（BBA）。2004年澳大利亞教育部又推出“創(chuàng)新、科學(xué)、技術(shù)、數(shù)學(xué)教學(xué)推進(jìn)計(jì)劃”（BISTMT），其主要目標(biāo)包括鼓勵(lì)澳大利亞學(xué)校的創(chuàng)新意識(shí)。2012年澳大利亞政府啟動(dòng)一項(xiàng)名為“守護(hù)澳大利亞的未來”（SAF）項(xiàng)目，提供1000萬澳元進(jìn)行系列戰(zhàn)略課題研究。2015年12月7日，澳大利亞政府發(fā)布“國家創(chuàng)新與科學(xué)議程”（NISA），提出24項(xiàng)計(jì)劃，其中之一便是“提高所有澳大利亞人數(shù)字素養(yǎng)與STEM素養(yǎng)”。在2015年12月11日，澳大利亞聯(lián)邦及各州和地區(qū)教育部長(zhǎng)簽署了《STEM學(xué)校教育國家戰(zhàn)略2016-2026年》，提出五個(gè)國家行動(dòng)領(lǐng)域，包括提高學(xué)生和教師STEM能力、支持學(xué)校STEM教育機(jī)會(huì)、促進(jìn)與高校和企業(yè)的合作、建立數(shù)據(jù)庫與證據(jù)庫等。為了加強(qiáng)STEM領(lǐng)域后備人才的培養(yǎng)和儲(chǔ)備，2013年5月，美國國家科學(xué)與技術(shù)顧問委員會(huì)向國會(huì)提交了《聯(lián)邦政府關(guān)于科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)（STEM）教育戰(zhàn)略規(guī)劃（2013-2018年）》;2018年，為進(jìn)一步鞏固美國的STEM教育在國際競(jìng)爭(zhēng)中的領(lǐng)先地位，美國發(fā)布了新的“北極星”五年戰(zhàn)略計(jì)劃《制勝之道：美國的STEM教育戰(zhàn)略》，對(duì)美國2019-2023年五年間STEM教育未來發(fā)展戰(zhàn)略進(jìn)行了規(guī)劃和部署。我們可以看到，STEM教育已經(jīng)不僅僅是教育的改革，也已經(jīng)出現(xiàn)在國家戰(zhàn)略層面上的各種政策和文件中，如表1所示。STEM教育何以落地中國，從國際政策比較的視角，我們也能夠得到對(duì)我國STEM教育的發(fā)展和STEM課程實(shí)踐落地的有益方法和路徑。我國STEM教育發(fā)展啟示STEM教育本身是綜合課程的一種表現(xiàn)形式，體現(xiàn)的是分門別類的學(xué)科知識(shí)走向統(tǒng)整的趨勢(shì)。與其相對(duì)的概念是單學(xué)科教育，這與我國基礎(chǔ)教育課程改革的方向具有內(nèi)在的一致性，如何加強(qiáng)各學(xué)科間的關(guān)聯(lián)和實(shí)現(xiàn)課程“統(tǒng)整”也是我國自新世紀(jì)基礎(chǔ)教育課程改革以來的重要議題。具體來說，1999年頒布的《中共中央國務(wù)院關(guān)于深化教育改革，全面推進(jìn)素質(zhì)教育的決定》，要改變課程過分強(qiáng)調(diào)學(xué)科體系、脫離時(shí)代和社會(huì)發(fā)展以及學(xué)生實(shí)際的狀況，加強(qiáng)課程的綜合性和實(shí)踐性，重視實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操作能力。2001年我國啟動(dòng)第八次課程改革，強(qiáng)調(diào)“自主合作探究”的學(xué)習(xí)方式。2017年教育部印發(fā)《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》，小學(xué)科學(xué)課程的內(nèi)容主要包括物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)、技術(shù)與工程四個(gè)領(lǐng)域。還單獨(dú)印發(fā)了《中小學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)課程指導(dǎo)綱要》，規(guī)定了綜合實(shí)踐活動(dòng)課的基本要求。2022年4月教育部頒布的《義務(wù)教育課程方案》單獨(dú)提出了各學(xué)科10%“跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)”概念，并且規(guī)定了各個(gè)學(xué)科如何選擇“主題、項(xiàng)目、任務(wù)群”開展實(shí)踐活動(dòng)，這也是強(qiáng)調(diào)課程的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生知行合一、學(xué)以致用。STEM課程的落地存在諸多挑戰(zhàn)。一方面，跨學(xué)科知識(shí)教授和學(xué)習(xí)與原有的學(xué)科化知識(shí)教學(xué)的慣性相悖，在實(shí)施層面帶來巨大的困難和挑戰(zhàn);另一方面，STEM課程的知識(shí)體系本身存在科學(xué)性，它是情境化的、易整合理解的。很多STEM課程的知識(shí)在生活中本來就是一體的。STEM課程的這種特點(diǎn)也讓其能夠成為一個(gè)可開展的、受喜愛的課程模式。通過項(xiàng)目式學(xué)習(xí)等學(xué)習(xí)方法了解這些知識(shí)符合人的認(rèn)知規(guī)律，通過在現(xiàn)實(shí)問題情境中綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)解決問題的學(xué)習(xí)方法又能豐富學(xué)習(xí)的趣味性。STEM課程在課程實(shí)施中為教與學(xué)帶來新的活力。教師如何能既飽有本學(xué)科意識(shí)與素養(yǎng)，同時(shí)又能跳出原有單一的“學(xué)科本位”立場(chǎng)，做到“眼中有人”，引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用學(xué)科知識(shí)解決生活問題，主動(dòng)培育有理想、有本領(lǐng)、有擔(dān)當(dāng)?shù)臅r(shí)代“大先生”，這是當(dāng)前教師面臨的新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。從我國STEM教育落地的角度上講，如何研讀新課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)“跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)”的要求，結(jié)合STEM、項(xiàng)目學(xué)習(xí)等要求為教師提供課程實(shí)施過程中多學(xué)科教師協(xié)作的機(jī)會(huì)，如引導(dǎo)教師能夠有效利用科技館或者博物館資源具有現(xiàn)實(shí)意義和豐富的生成性知識(shí)的內(nèi)容開展主題學(xué)習(xí)、鼓勵(lì)教師在教學(xué)設(shè)計(jì)中始終把握以學(xué)生為主體的思想開展STEM教育，讓學(xué)生融入地方文化的特色研學(xué)旅行等，這些都需要從宏觀政策層面和學(xué)校課程管理建設(shè)層面給予更多的空間。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，英美存在的STEM人才缺口，在我國也是STEM教育發(fā)展的瓶頸，不管是專業(yè)技能方面的人才還是STEM教師都很缺乏，因此在政策和發(fā)展戰(zhàn)略上需要站在增強(qiáng)STEM人才隊(duì)伍建設(shè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)。另外，從芬蘭、日本、德國、澳大利亞等國的STEM課程設(shè)置可以看出，STEM教育的教學(xué)內(nèi)容及覆蓋學(xué)科應(yīng)該是以社會(huì)需求為導(dǎo)向、以發(fā)展學(xué)生能力為主要和終極目標(biāo)，真正做到培養(yǎng)有社會(huì)性的STEM人才，為國家建設(shè)做好人才儲(chǔ)備。從各國的戰(zhàn)略細(xì)節(jié)上可以看出，STEM教育的具體開展方式對(duì)成效會(huì)產(chǎn)生直接的影響。我國已經(jīng)有一些有益的STEM教育政策，也對(duì)STEM教育的發(fā)展提出了相關(guān)的要求和規(guī)劃。應(yīng)正確認(rèn)識(shí)當(dāng)前提倡的10%“跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)”與STEM教育之間的內(nèi)在聯(lián)系。他們不是毫無關(guān)聯(lián)，其共同點(diǎn)在于“融合”二字。都是強(qiáng)調(diào)要從學(xué)科課程內(nèi)部發(fā)力，以學(xué)科課程為“根”接研究性學(xué)習(xí)、項(xiàng)目學(xué)習(xí)之“枝”，充分發(fā)揮研究性學(xué)習(xí)方式對(duì)于育人方式轉(zhuǎn)變的作用，凸顯學(xué)科課程的實(shí)踐取向、綜合取向，促成學(xué)科知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活的鏈接，實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用、知行相須。通過分析其他國家和地區(qū)發(fā)展的戰(zhàn)略特點(diǎn)，也提示我們?cè)赟TEM教育實(shí)踐方面應(yīng)以學(xué)生為本，注重增強(qiáng)STEM教師培訓(xùn)、發(fā)展STEM教