美国“STEM高中”启示录

魏宁

在美国，有一类专门面向对STEM领域有兴趣、有特长，并且立志成为未来STEM领域高端人才的学校，也就是人们常说的“STEM高中”。那么，这些专门培养STEM人才的学校是如何做的呢？

首先，STEM高中会在S（科学）、T（技术）、E（工程）、M（数学）四个学科为学生提供非常具有挑战性和专业难度的课程，目的就是先为学生打下坚实的科学、技术、工程和数学基础。这种难度有时候堪比大学，甚至不少学生认为，“STEM高中”毕业生的水平比大学生还要高。以技术、工程方面的课程设置为例：培养出8名诺贝尔奖得主的纽约布朗克斯科学高中大概是美国STEM高中里最富盛名的，该校对技术、工程基础的技术制图课程要求很高，学生要学习工程制图、电脑制图乃至建筑画图等。纽约另一所知名的“STEM高中”——布鲁克林科技高中则是引入了高校的专业课程，如电子工程、软件工程、工业设计、媒体传播学以及工程学等。北卡罗来纳州科学和数学学校（NCSSM）在技术、工程方面设置的课程多达21门，涵盖了计算机科学、数据库、高级编程、机器人技术以及“工程—机械”“工程—电子”方向的课程，具有相当的专业深度。

在四个学科打下坚实的基础后，“STEM高中”再采用课题研究、导师制项目，甚至参与一些学术性研究项目的方式来综合运用STEM领域知识与技能解决相关问题。

有人会说，美国的这些“STEM高中”大多属于精英学校，他们的这种“先专深、再综合”的做法有多少可借鉴性呢？在我看来，问题不在于具体的操作方式，而是这种做法背后的理念。那就是：要想有效地把科学、技术、工程、数学四门学科综合起来，让它们之间产生新的“化学反应”，就必须深入把握每一门学科的本质，掌握每一门学科的知识、原理、思想、方法，理解每一门学科是如何影响其他学科的。比如，如果缺乏工程学的基本知识和方法，就难以有效地连接数学、科学与技术三门学科。而对一个不会数学建模的人来说，数学与技术的综合又从何谈起呢？

相比之下，我们更多的是利用校本课程、研究性学习、综合实践活动、夏令营、科技竞赛等平台，在一个统一的情境下混合四门学科来实施STEM教育。场面虽然热闹，实际效果却未必理想。这样做的目的是为了让大多数学生体验STEM教育的方式，目的本身倒无可厚非，但如果是为了培养真正的STEM人才，总有点花拳绣腿的感觉。

那么，美国“STEM高中”的做法能否“拿来”呢？能！

首先，从宏观政策层面，随着国家对STEM的重视，我们自己的“STEM高中”建设会逐步提上日程——2012年深圳科学高中的建立就首开了国内“STEM高中”的先河。

其次，在现有条件下，我们同样可以从美国“STEM高中”的做法中获得启示。那就是：从中学主流课程切入开展STEM教育。我们的科学、技术、数学课程虽然在深度上可能不如美国的“STEM高中”，但毕竟进行了长时间的专业训练。我们完全可以从科学、技术、数学课程入手，从两两学科的综合开始起步。譬如尝试“科学—数学”“科学—技术”“技术—数学”的综合，这在我国课程标准的要求中也多有涉及。以此为基础，慢慢引入工程思想，实现STEM能力的综合。

当STEM教育能真正渗透进科学、技术、数学等主流课程的时候，当学生们能在坚实的学科基础之上再拥有综合能力的时候，STEM教育才能以更扎实的方式为未来社会培养出这个领域的尖端人才。或许，这样的尝试并不遥远。