STEM教育中国本土化实践探索

宋婷袅 高佳平

摘 要 STEM教育自从在美国诞生以来，就受到全美各领域人士的关注，在近30年的发展中，其形式与内容也日益成熟和完善，吸引了全世界人士的关注。通过对STEM教育含义的解读，分析当前中国科技教育存在的问题，旨在为STEM教育的中国本土化实践探索提出建设性意见。

关键词 STEM；中国科技教育；职业教育；创新教育

中图分类号：G650 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2018）16-0009-03

1 STEM教育在美国的含义与实践

STEM教育含义解读 STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）四门学科英文首字母的缩写。STEM教育并非是四门学科的简单组合，而是摒弃了传统教学的弊端，以问题为导向，结合各学科相关知识，联系实际，形成严谨自主的学习方式，旨在培养学生解决实际问题的能力，提升学生的核心竞争力[1]。

STEM教育的重点在于培养学生STEM素养，培养学生科技创新素养，通过解决实际问题，锻炼综合设计的能力。整体而言，其综合性体现在两方面：一为形式上的学科元素的综合；一为设计方法中的能力综合。

STEM教育注重探究式的学习方法，区别于传统教育的单一式灌输教育，其通过教师的引导辅助，使得学习者可以通过自身思考，与他人合作自主建构问题答案，习得相关领域的知识以及解决问题的方法，培养问题解决能力、合作交流能力、创造力等；STEM教育注重将学习者置于真实的问题情境下，通过项目或问题的设置，将答案及解决途径开放给学习者，让学习者通过结队探索、搜集分析资料等一系列学习活动，解决在特定情境中的问题及项目[2]。

STEM教育与STEM职业的联系 教育的目的是为社会建设培养专业人才，对接社会的现代化发展。STEM教育理工科属性很强，从事社会建设的科技产业建设者需要具有此类的设计性思维，对于社会的科技产业具有很强的带动作用。

当今世界，科技革命成为各国关注的焦点，而STEM领域的专业人才对抢占第四次工业革命的先机具有关键性的作用。何为STEM职业？美国国土安全部定义了422个STEM专业，它们大多属于理工科，但是因为数学与技术同商业的融合越来越紧密，商科也渐渐被划入STEM专业范畴。而由这些专业细分出来的STEM职业，包括统计员、计算机系统分析师、软件开发人员、数学家、财务顾问、环境工程师、机械工程师、医疗健康服务管理等。可以说，贯穿美国基础教育的STEM教育，为社会、国家培养这些人才奠定了堅实的基础。

我国的劳动力总量在世界排名首位，但劳动力质量不高，综合素质仍无法与发达国家相比，很多产业人才缺口严重。据估计，到2025年，中国新一代信息技术产业人才缺口950万，高档数控机床和机器人产业人才缺口450万，新材料产业人才缺口400万[3]。专业领域人才的缺失与我国现阶段的教育是分不开的，因此，教育的改革变得迫在眉睫。

STEM教育同中国传统学科教育的区别 中国传统教育在教学方式上强调以教师为主体，以课堂为中心，课堂由教师绝对主导，单方面的知识灌输成为课堂的主流，课堂交互性较低；在教学内容上，注重科学文化知识的灌输，忽略学生能力的培养，造成大学教育同基础教育的断层，同时课堂内容强度大，记忆知识点成为多数学生的主要学习方式；在评价方式上，考核方式单一，近年来国内部分发达地区虽然将综合素质列入考核因素之中，但规模较小，改革仍停留在表面。学生在此种教育模式下缺乏自主选择的能力以及条件，主体性以及创造性的培养被忽视，无法快速适应社会生活，缺乏独立思考问题的思维，欠缺合作沟通的能力。

STEM教育从根本上想要培养适应社会、思维活跃的创新型人才，因此，在教学过程中通过实际问题及情境的设置，帮助学生更早地接触到专业性的活动，启发学生找到职业兴趣所在，进而进行职业规划。在教学活动中建构在社会中可能遇到的问题，使得学生较早地意识到自身未来的社会价值，自主探索专业知识的同时，培养创新思维，提升职业素养。

2 中国科技教育现状

中国科技教育的由来与现状 中国早在2001年就对STEM教育有了关注，并将其由国外引入。随着时间的推移，对STEM教育的研究在2016达到高潮，教育领域意识到STEM教育的重要意义，积极推动STEM教育。在一些学校中，除学科实验室之外，科创教育联盟理工实验室也已经完成建设，中小学引进并开设相关课程，一些教育研究团队致力于开发系列课程。

但同时一些中小学以及学者缩减了STEM教育的范围以及概念，一些中小学认为学校中开设的兴趣课程即为STEM教育，开设的一些小发明、小制作比赛即为STEM教育，而在正式课堂中，传统教育仍然为主流教育，多媒体设备虽有应用，但仍然是教师灌输知识的辅助品。科技产品在STEM教育过程中只能起到辅助作用，一些教育企业为了市场将发展重点放在科技产品的开发上，而不注重思考教学方式的改革。这完全脱离了STEM教育原本的内涵，其意义也无法彰显。“只有从课程设置的目的、课程本身及其教学策略三个方面，才能完整地把握和理解STEM教育内涵与要求，科学、合理地实施STEM教育。”[4]

中国科技教育存在的问题

1）在评价方式方面。学科成绩仍然是评价学生最重要的标准，大部分教师、学生、家长仍然是以成绩为导向的，学生之间的成绩竞争对课堂知识的容纳量提出较高的要求，很多中学将三年的课程缩减到两年的课堂时间内。而依照STEM教育的课堂标准，以学生为课堂主体，对学科知识进行自行探索、了解，教师辅助，这样完全不能满足现有的知识强度。

2）在形式方面。部分地区针对现状对现有高考制度进行改革，但并不完全彻底，很多地区仍将重点置于科技竞赛上；在课堂活动设计上以解决客观问题为主，缺乏真实情境的设计及代入，导致学生无法深入地进行研究性学习；在中小学，学生无法对社会、对未来职业产生清晰的认识以及规划。

3）在内容方面。课程内容专业性不足，学科教育仍停留在单一学科分立的状态，不同学科壁垒仍未打通。在创新性方面仍有待提高，现有内容仍停留在车模、航模、船模与开源硬件、机器人等工程技术领域内老旧的内容，这与当前国家科技创新快速发展，经济布局从劳动密集型向技术密集型转型的局势脱离。

同时在内容设计方面，各个学习阶段的学校是相互独立的，课程设计、活动建构多数由学校和教师完成。因此，教学内容的实施没有延续性，缺乏系统性。

4）在教师素养方面。在教师培养阶段缺乏科学以及工程素质的培训，因此，很多教师在执教期间缺少有关技术工程课程设计的思维。相关调查显示，部分教师自身已经意识到此类问题的存在，27%的教师认为教师专业能力不足是制约STEM课程教学的最大瓶颈，还有27%的教师对课程结构的设置不甚了解。因此，加强对教师的培训就成为开展新型中国科技教育面临的首要任务。这就需要建构系统性的、分级的、具有针对性的培训体制，而不是盲目从国外引进相关的培训课程及系统。

5）在整体架构方面。教育不单单是学校、教育学部所应该关心的事情，更需要社会各个阶层、各相关机构共同努力奋战，在共同体系、目标下形成社会合力。针对一些创新课程，要启发到什么程度，是以必修课还是选修课的方式呈现，都需要比较详细的规定，建立具体的标准。

3 变革规划

宏观层面

1）创新教育融入中国科技教育的必然性。创新教育很早就被提及，但在我国各个学校中的落实情况并不乐观。《国家创新驱动发展战略纲要》提出计划在2020年建成創新型国家。而在全球化趋势日渐深入的情况下，我国在很大一部分产业中仍处于价值链的较低等级，很多技术仍依靠他国，这对我国发展是十分不利的。因此，当前的政治经济形势对我国的教育提出更高的要求，应将创新教育融入我国的科技教育，形成中国科技创新教育。

2）STEM教育与中国科技教育之间的有机转化。我国现有的课程体系表现为主科教育所占课时长，评价占比大，而工程类、技术类等综合性课程较少，造成学生数学科学这类学科成绩较好，而对于技术的应用和工程方面问题的解决能力则有待提高。工科学生在接受高等教育之前，接受相关理念灌输，知识积累较少，就会形成教育断档。因此，在中小学阶段培养创新性思维，在高中阶段设置一些工程类技术的学科供学生学习，有助于学生建立完整的思维模式。这样的人才培养体系具有针对性，高效率培养不同领域的人才。

3）职业教育与拔尖创新人才的培养。改变现有大众化一体教育，不同阶段、不同学校设置针对性课程，在中小学设置选修课程，培养相关职业思维，帮助学生在较低年龄时即可进行初步职业规划；在高中课程教学中为学生进行初步的职业技能培训，与大学课程进行对接。

4）企业发挥辅助作用。除开发教育产品、举办竞赛，教育企业还可以帮助学校提升教师素养，设计课程，开设课堂辅助教学班，帮助学生确定职业规划，锻炼相关能力。企业界应发挥其对教育发展的支持作用，规划行业人才需求，发布报告。

5）高考制度的改革。改变现有“一考定终身”的评价方式，引入多种评价标准，基础学科教育引入形成性评价。考核中引入能力评定；在社会实践活动中，不单单对实践次数进行框定，更要求学生在活动过程中担当不同的职位，承担不同的任务，锻炼不同的能力；相关竞赛活动在关注学生成果的同时，也要注重学生在团队中担当的职务、解决的问题，引入团队学生互评，避免出现团队中所有学生都加分均等的情况；在工程技术课程方面，将其引入考核中，适当降低基础课程评分所占比例。

微观层面

1）建立区域课程体系。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》指出：“专业设置与经济社会发展需求相适应。”[5]不同区域经济发展不同，对领域专业人才的要求也不同。针对不同的经济体系，培养专业人才，有利于节省教育资源，提高教学效率。

2）将大学学科体系下放，建立对应的课程体系。为解决如今大学课程与初高中教育断档的问题，应针对不同年级情况，建立不同侧重点的课程体系，低年级课程学习主要以兴趣驱动，中年级课程学习以专业和能力驱动，高年级课程学习则以职业要求来驱动。

3）加强基础学校与科研机构、企业单位的对接。课堂不是学生进行学习的唯一途径，学校可以定期邀请科研人员、企业人士对学生进行培养指导；同时，学校应为对特定领域感兴趣的学生提供接触相关专业知识、器材的途径，让学生在较低年龄即可初步接触专业问题及情境。

4）教师同专业人员协作开课。在教师参与培训的同时，专业人员可以参与课程、教学活动的设计，进行指导以及过程的监督。在初期，专业人员也可以进行相关数据的收集，便于对课程实时优化。■

参考文献

[1]李慧，王全喜，张民选.美国STEM教育的探析及启示[J].上海师范大学学报：哲学社会科学版，2016（5）：144-152.

[2]王超杰，王曼华，阎一渡.WPBL教学模式的构成要素分析[J].电化教育研究，2007（1）：54-58.

[3]《中国制造2025》[DB/OL].https：//wenku.baidu.com/view/5a9dc25384254b35effd3410.html？from=search.

[4]吕延会.STEM教育的核心精神[J].当代教育科学，2017（5）：16-19.

[5]中华人民共和国教育部.《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020）》[DB/OL].[2010-07-9].http：//old.moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/info_list/201407/xxgk_171904.html.