STEM课程：现象、关系与策略

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　　 【摘 要】在当前的STEM课程中存在三种需要警惕的现象：一是在泛化中迷失自我，二是在窄化中沦为奢侈品，三是在单向实施中南辕北辙。开发与实施STEM课程，必须弄清STEM课程与S、T、E、M的关系，必须搞清STEM课程与现行学校课程的关系。在推进STEM课程中国化的过程中，可执行四种策略：一是将学科课程STEM化，二是用好综合实践活动课程，三是建设STEM“课程超市”，四是开展跨学科教研。
　　 【关键词】STEM课程;现象;关系;策略
　　 【中图分类号】G521 【文献标志码】A 【文章编号】1005-6009（2020）01-0019-05
　　 【作者简介】陈有志，江苏省南通市教育科学研究院（江苏南通，226000）综合实践活动教研员、科学教研员，高级教师，全国STEM种子教师。
　　 当下，我国的STEM课程正呈现出蓬勃发展的态势，无论是一线教师的教育实践，还是在理论研究和教育政策层面，都进展明显，权重渐增。不少学校纷纷投入资金和人力，开发实施各种STEM课程，以STEM为主要业务的教育机构也如雨后春笋般涌现。虽然STEM课程的发展势头很猛，但这样的事实同样不能忽视：中国的STEM教育目前仍未能常态化开展，未能成为教育的主流。同时，在STEM课程的发展过程中，鱼龙混杂，泥沙俱下，一些粗放狂乱、浅薄谵妄的现象也令人忧虑。所有这些，都亟待我们在热潮之中保持澄明，于动态之中厘清关系，从实证之中寻找对策。
　　 一、当前STEM课程中须警惕的三种现象
　　 课程的基本要素是目标、内容、实施、评价，是教师教、学生学、课时、工具、环境，其核心是为何学、学什么、学多少、学多深。“为何学”确定课程的目标与价值，“学什么”明晰课程的内容结构与活动项目;“学多少”厘清课程的学习容量与认知序列，“学多深”关乎课程的学习难度与评价监测。这些问题如不澄清，必将言者不信、听者茫然。但现行的许多STEM课程基本未对上述课程核心要求给出回应，却以“STEM课程”之名推广实施，这就生出了许多乱象。
　　 1.在泛化中迷失自我。
　　 近年来，STEM教育在全国各地受到了多方关注，各级政府先后出台诸多文件，教科商技各界纷纷成立联盟，STEM教育公司更是层出不穷。很多学校接到上级文件，参加各级会议，阅读相关文献，能够意识到实施STEM课程的重要性，但大多缺乏STEM领域专家和权威机构的指导，更缺少开发、实施STEM课程的人才与技术储备。于是，许多学校开始了冠以“STEM”之名的课程动作，凡组织趣味编程、带学生做乐高搭建、开展机器人教学活动、观摩和尝试3D打印，甚至连怎么吃饭等都自称为STEM课程。一时之间，STEM课程成了一顶时髦的帽子，谁都乐意谁也都可以拿来戴一戴，而其本身也从泛化走向了伪化。泛化的STEM课程，如野马脱缰，让教育决策者与执行者迷失了自我，无所适从。
　　 2.在窄化中沦为奢侈品。
　　 当下的STEM课程正日益成为大量学校硬件投入的赛场、少数学校炫耀资源的展台。学校没有钱、没有人就无法开设STEM课程，但不少学校花了大钱，出了大力，建设了造价不菲的STEM教室和创客空间，却使用率过低;而很多有愿望、资源少的学校却只能作为看客，无奈退场。究其原因，是STEM课程的窄化，用标准设置门槛，用资源区分对象。STEM课程一旦窄化，必然落入精英主义的陷阱，薄弱学校的学生根本无法经常获得科学、数学等核心科目有经验教师的指导，许多学生甚至没有机会接触可以使他们发展高阶思维，获得更多更好学习机会的STEM课程。于是，STEM课程的路越走越窄，成为中小学教育的奢侈品。
　　 3.在单向实施中南辕北辙。
　　 STEM课程之所以受到国内外教育界的热捧，关键在于其追求基于问题的探究性学习，强调实践探究与工程设计。然而，广大的一线教师、大量的普通学校对STEM课程往往缺少最基本的认知，既不够了解STEM课程内在的核心价值，也缺少独立、长期开发实施STEM课程的必要条件，他们还没有做好足够的理论准备和资源准备，就莫名其妙地被裹挟了进来，又稀里糊涂地被剔除出去或边缘化。我们可以清晰地看到，STEM课程的开发与实施是单向的、被动的。相当多的教育部门、学校和教师都有一定的热情，但其理念与行动却南辕北辙，教育部门“以我为尊”，选择性行权;学校“以我为主”，盲目性建设;专家“以我为准”，习惯性思维;都没有心往一处想。这使得有关部门与专家学者在推动过程中感觉阻力很大，学校与教师则感觉实施起来难度很大。
　　 以上三种现象产生的原因主要有二：
　　 第一，STEM课程复杂性过高。STEM教育与传统学科教育不同，对于教师而言，挑战与困难远远大于机遇。一些教师在实施STEM课程时，会局限于自身的学科经验，如信息技术、科学，而非跨学科联系与生成;还有一些教师不能熟练操作计算机，面对设计制作任务畏缩不前，对学生而言，尤其如此。当下，部分STEM课程的选题过于超前，大大超出了学生的认知水平与操作能力，学生学习和参加STEM项目需要弥补的知识技能过多，不知从何补起，更不知如何补。很多STEM课程的内容结构偏重综合，连一些小环节、小问题都涉及多个学科，而绝大多数教師仅有单一学科背景，教师准备不足，常常不知从何入手，难以有效开展STEM课程的跨学科活动，学生缺少必要的引领，就更为艰难。当然，我们也逐步认识到STEM课程的复杂程度，无法将其适用于所有学生，于是将主要的资源投注到少数优秀学生身上，而非面向全体学生。
　　 第二，对STEM课程的期望值过高。《基础教育课程改革纲要（试行）》指出，“小学阶段以综合课程为主，初中阶段综合与分科并行”。一些专家据此认为，打破学科壁垒、开展跨学科学习的STEM课程正当其时，于是将STEM课程从美国和其他国家引入中国，大力推广。但是，我国大部分中小学校的主要精力与资源都用在了实施国家课程上，他们只能看着STEM课程的“好”，却腾不出精力与资源来开展这样的课程，更难以如上级所期待的那样，让一线教师加入STEM课程开发与实施的行列中去。 　　 二、开发与实施STEM课程必须厘清的两个关系
　　 如果将“知道”作为学生学习的第一个阶段，那么“想到”和“做到”就是学生学习的第二、第三个阶段。在“知道”阶段，学生掌握的知识是整个学习过程中的种子，一切从此萌芽;在“想到”阶段，学生掌握的是方法策略，知識或许可以通过高效的模式灌输给学生，但策略却难以通过简单的“教”来传授，它需要教师引导，需要激活学生的已有知识，需要针对现象及问题作出专门的应对，形成解决问题的备选方案;在“做到”阶段，需要让学生亲历实践过程，即在游泳中学会游泳。
　　 STEM课程强调在真实的问题情境中融合多学科知识，打通从“知道”到“想到”“做到”的一系列障碍，进而让学生的学习与实践紧密结合。也正因此，开发与实施STEM课程，有两个关系必须厘清。
　　 1.STEM课程与S、T、E、M的关系。
　　 许多关于STEM课程的书中都罗列了科学小实验、小制作、计算机编程、物联网、机器人等项目，认为这些就是STEM课程。许多学校依照这样的指引，开展了相关的课程活动。
　　 但一堂数学课能称为STEM课吗？科学课呢？图形化编程的计算机课算不算？在笔者看来，这些都属于学科课程，而非STEM课程。
　　 STEM是一种综合性课程。关于STEM课程与分科课程的关系，一般有两种认识：一种是充分整合数学、物理、化学、生物等分科课程的内容，组成一门新的STEM课程;另一种是把STEM课程作为后设课程，即在分科课程之后设置的课程，学习者在学习分科课程之后再学习STEM课程。这两种观点，前者以STEM课程取代与科学、技术等相关的分科课程;后者则是在分科课程的基础上，综合运用各学科知识，研究和解决工程问题。笔者倾向于把STEM课程作为分科课程的后设课程，对分科课程知识进行综合运用，开展科技创新，解决实践中的问题。
　　 S、M、T三类课程是存在彼此重合叠加部分的，但重叠部分不能称为STEM课程，只有在工程项目，即E的统领下融合在一起，才是STEM课程。中学、小学、幼儿园虽然都实施STEM课程，但课程的内容和要求是不一样的，其下限由学生掌握的学科知识决定。笔者向来不主张用STEM课程取代分科课程，原因在于分科课程依靠学科知识本身的逻辑来组织，能让学生集中、快速、有效地获取系统的基础知识，这比通过分解STEM课程来获取某一学科的基础知识，效率要高得多。将STEM作为分科课程的后设课程不仅是学习、课程的问题，还是心理、环境、系统与整体的问题，因为没有任何一个现实问题是仅仅运用一门学科知识就能解决的，在主要运用一门学科知识解决问题的背后，必然存在着多门学科的知识背景，并协同作用于此问题的解决过程。
　　 2.STEM课程与现行学校课程的关系。
　　 在我国现行的课程体系之下，学生每天从进入校门到走出校门的时间是固定的，需要在学校完成的课程也是统一规定的。在此情况下，STEM课程的时间和空间在哪里？
　　 STEM课程与现行学校课程，绝非并列关系。只有在现行的课程里找到工程项目统领下的融合点，STEM课程才能落地生根、发芽壮大;否则，STEM课程就只能作为少数人的选修科目，无法面向全体学生，最终只能沦为精英课程。
　　 三、推进STEM课程中国化的策略
　　 STEM课程直指学生创造能力的培养，这样的课程应该面向全体学生。要实施义务教育阶段的STEM课程，就必须将STEM课程中国化，以适用于中国师生。在推进STEM课程中国化的过程中，有四种基本策略值得采用。
　　 1.将学科课程STEM化。
　　 在当前的课程体系中，进行STEM教学有两种选择：一是作为一门独立的课程存在于中小学课程体系中，称为STEM课程。不过，就目前的实际情况看，STEM课程要想从学生固定的在校时间总量里再挤出时间，困难重重。二是在现行的各学科课程中渗透STEM理念，即课程教学的“STEM化”。在现有的条件下，实施课程教学的“STEM化”应该更加可行。
　　 美国《STEM2026：STEM教育创新愿景》报告指出：要打破STEM学科间以及与其他非STEM学科之间的分界线，将跨学科的学习方式整合到P-12（学前教育阶段到高中阶段）课程中。2017年，教育部颁布了一批学科课程标准，其中，高中化学、高中通用技术、高中信息技术、高中生物、小学科学的课程标准中都提到了STEM。如：《义务教育小学科学课程标准》就指出：“倡导跨学科学习方式，科学、技术、工程与数学，即STEM，是一种以项目学习、问题解决为导向的课程组织方式，它将科学、技术、工程、数学有机地融为一体，有利于学生创新能力的培养，科学教师可以尝试运用于自己的教学实践中。”
　　 将STEM理念渗透到学科课程之中，势在必行。但这并非STEM教育中国化的最优方案，因为其尺度不易把握，如果用力过猛，必将加剧STEM课程的泛化;如果束手束脚，又会导致STEM课程的弱化。
　　 2.用好综合实践活动课程。
　　 综合实践活动课程是一门跨学科的综合性、实践性、活动化课程，是国家规定的必修课程，从小学到高中全面实施。设置综合实践活动课程是为了改变基础教育课程结构过于偏向学科课程的倾向，是为了增加学生体验、操作、探究的机会，让学生能够综合运用各学科知识分析和解决现实问题，进而养成创新精神、实践能力和社会责任感。
　　 综合实践活动课程主要包括考察探究、社会服务、设计制作、职业体验四种活动类型，四种活动的英文单词Service（社会服务）、Thorough（考察探究）、Experience（职业体验）、Make（设计制作）的首字母组合在一起，也是STEM。
　　 美式STEM课程与中式STEM课程（综合实践活动）具有相似的人文价值，且都注重学生创新思维的培养，都具有开放性，都关注学生发展的表现性评价，都充分体现了基于人本需求和儿童立场的终身教育理念。 　　 在STEM活动中，学生能获得关于个体生活、社会生活及与大自然接触的丰富的实践经验，并能逐步提升对自然、社会和自我之内在联系的整体性认识，同时能发展价值体认、责任担当、问题解决、创意物化等方面的意识和能力。
　　 综合实践活动课程面向全体学生，打破学科壁垒，且并不局限于科学、技术、工程、数学四门学科，为教育实践领域的进步提供了巨大的可能性。这样的STEM课程，为广大师生与社会各界所期待。南京市光华东街小学“我们的节日”校本活动是一线教师对传统节日活动进行STEM化改进的好案例。这样的活动项目从真实的情境中来，以任务驱动的方式带领学生进行积极探索，学生的主体地位得到凸显，并与多学科教师、家长及场域有机融合，有利于学生跨学科能力的培养和创新思维的形成。
　　 3.建设STEM“课程超市”。
　　 “课程超市”是指根据不同学生的学习需求和个性发展需要，由学校设置、由师生选择的课程集散地。“课程超市”着力营造开放的、受教育者主动参与学习的课程环境，以课程组合的多样性来适应学生个性发展的多元化。
　　 教师首先是课程的执行者，而非课程的开发者。科研机构及专业的教育培训机构是STEM“课程超市”的主要供货商，这是由课程性质、中国国情与教育实际所决定的。学校与教师只有摆正自身的位置，才能更加充分地利用上游与外部资源，极大地丰富STEM课程。上级部门与专家学者只有弄清学校、教师与STEM课程之间的关系，才能解开束缚教师的绳索，使其更为专心地实施STEM课程。部分具备相关能力的教师还可以加入课程开发团队，在参与课程开发的过程中加深对课程的理解，加大与其他教师、学生的合作，从而促进后续教育教学与研究开发工作的展开。
　　 4.开展跨学科教研。
　　 为了实现STEM课程对各学科的整合，我们需要加强跨学科师资的培养。教学研讨活动是推进课程、培养师资的常用手段，传统方式是各学科独立开展，跨学科教研则将不同学科背景的教师组织在一起开展教研活动。跨学科教研主要有以下两种方式：
　　 一是跨学科研课。STEM课程涉及多个学科，需要将各学科的知识整合为一个新的领域，这需要各学科教师一起备课，一起开展同一主题的教学。在南通市的一次小学STEM课程专题研讨活动中，来自4所学校、不同学科的教師一起备课、一同教学，设计了STEM课《鲁滨孙的小木屋》，围绕鲁滨孙在荒岛上用木料、树叶等简单材料和简陋工具建造一个供自己居住的小木屋的情境，开展学习活动。整个学习活动分为四个板块（第一板块：设计小木屋模型——思维引向深入;第二板块：小木屋框架的搭建——技术支撑工程;第三板块：防雨屋顶的铺设——科学助力施工;第四板块：交流、检验小木屋的防雨效果——分享提升素养），每个板块的学习均以任务为驱动，引领学生尝试综合运用已有的知识解决实际问题，并在解决问题的过程中深化思维，掌握基本的技能。
　　 二是参与式实践。STEM课程需要既能上得了三尺讲台，又能玩得转各种实践活动的“双面手”甚至“多面手”。对于入职3～5年的教师，尤其是那些已经跨越生存和教学情境关注阶段，成为STEM教学骨干的青年教师来说，仅靠自学和校本研修，专业发展提升的幅度有限，他们需要更多具有针对性的STEM教师培训项目来提供强劲动力。除了组织STEM教育前沿理论学习与跟岗学习外，最为实际和有效的就是“基于真实学习实践的工作坊学习”，这是开展STEM教育的最佳实践路径。 [1 ]在榜样示范、案例剖析、互动交流、跟岗实训中，广大教师展开参与式实践，可以培养综合创新的知识技能，修炼随机应变的教学技艺。
　　 【参考文献】
　　 [1]曾丽颖，任平，曾本友.STEAM教师跨学科集成培养策略与螺旋式发展之路[J].电化教育研究，2019（3）：42-47.
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