寻根溯源：从STS到STEM、STEAM

(1.江苏省南京市金陵中学河西分校，江苏 南京 210019;(2.江苏省南京市金陵中学，江苏 南京 210005)

STS、STEM和STEAM共涉及5个字母：S、T、E、A和M，分别是科学(Science)、技术(Technology)、社会(Society)、工程(Engineering)、艺术(Arts)、数学(Maths)的首字母。本文旨在研究STS、STEM和STEAM的历史渊源、发展趋势以及前景展望，主要侧重于实践层面。

1 STEM教育的寻根溯源

1.1 从STS说起

STS诠释的是科学、技术与社会的相互关系，可以分为两个层面：一方面从社会学的角度考察科学和技术，另一方面从科学技术的角度研究社会，凸显了这些领域之间的渗透和交叉。其目的是要改变科学和技术的脱节以及科学、技术和社会分离的状态，从而使科学、技术更好地造福于人类。但由于“社会”的概念比较模糊，不易界定，而STEM课程对这“社会”的诠释则更加具体化。

1.2 STEM教育的兴起

从20世纪80年代开始，大众化、批量生产的产品已满足不了美国人的个性化需要，而当时美国又极度缺乏技术型与创新型的理工科人才。为了保持美国在科技创新与国际竞争力上的领先地位，培养多元复合型的人才成为美国教育发展的共识与趋势，也加速了美国STEM教育的形成。

STEM课程重点关注四个方面的素养：其一是科学素养，运用各学科科学知识(如物理、化学、生物科学和地球空间科学)，理解并影响自然；其二是技术素养，即使用、管理、理解和评价技术的能力；其三是工程素养，即对技术工程设计与开发过程的理解；其四是数学素养，即学生发现、表达、解释和解决实际情境下问题的数学能力。

美国STEM教育的快速发展期开始于2006年，美国总统布什在其国情咨文中公布了《美国竞争力计划》(American Competitiveness Initiative)，提出知识经济时代教育目标之一是培养具有STEM素养的人才，这是全球竞争力的关键。于是，美国在STEM教育方面不断增加投入，引导学生主修科学、技术、工程和数学，锤炼其科技理工素养。此后，美国教育部与政府其他部门先后发布了《学术竞争力委员会报告》《准备与激励：为了美国未来的K-12科学、技术、工程和数学教育》《2010年美国竞争再授权法》《联邦STEM教育五年战略计划》等系列文件，不仅把STEM教育提升到了国家战略的高度，还致力于解决师资培训、平台搭建、校际合作、政府职责等关键问题，使得美国的STEM教育体系日臻完善。

1.3 STEAM与STEM的并存

由于社会上对融入人文艺术要素的呼声越来越强烈，逐渐形成了STEM教育的人文转向。2006年弗吉尼亚理工大学研究生格雷特·亚克门(Georgette Yakman)将代表人文艺术的Arts融入已有的STEM教育中，创新性地提出了STEAM教育理念当下，STEAM和STEM呈并存状态，还有学者提出STREAM(融入“write”元素)，但是各国政府在这一方面的推进中，仍然是在做“回归原点”的研究，比如美国政府提出的一系列战略研究和决策，还是以“STEM”作为标题或者主题。2016年9月与美国教育部联合发布了《教育中的创新愿景》(STEM 2026：A Vision for Innovation in STEM Education)，希望在实践社区、活动设计、教育经验、学习空间、学习测量、社会文化环境等方面促进STEM教育的发展。

我国政府和科研机构也是以“STEM”作为切入点，如中国STEM研究院、江苏省STEM创新协同中心等。2015年9月我国教育部发布了《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见(征求意见稿)》，其中明确提及未来五年对教育信息化的规划，提出要“探索STEAM教育、创客教育等新教育模式”。

2 STEM教育的现实意义和国内发展

2.1 促进全球对理科和工程技术人才的重视

STEM教育的延伸意义在于能够引导全球重视理科和工程技术人才的培养。2017年2月我国教育部、人社部和工信部联合发布《制造业人才发展规划指南》，指出：至2025年新一代信息技术产业人才缺口将达950万人，高档数控机床和机器人领域人才缺口将达450万人，航天航空装备领域缺口将达47.5万人，海洋工程装备及高技术船舶领域缺口将达26.6万人等，这些数据表明，大力推进STEM教育，能够引发基础教育阶段学生的“理工兴趣”“工程意识”“动手能力”，为将来从事理科或工程奠定有效基础。

2.2 STEM教育在国内的发展

2016年教育部出台的《教育信息化“十三五”规划》中明确指出：有效利用信息技术推进“众创空间”建设，探索STEM教育、创客教育等新教育模式，使学生具有较强的信息意识与创新意识，养成数字化学习习惯，具备重视信息安全、遵守信息社会伦理道德与法律法规的素养。

国内STEM教育国家层面的启动以“STEM教育研究中心”的成立为标志，2017年6月成立的中国教科院STEM教育研究中心作为“国家队”，2018年5月“中国STEM教育2029行动计划”正式启动，该研究中心还先后颁布了《中国STEM教育白皮书》与《STEM教师能力等级标准》。中国教科院STEM教育研究中心于2017和2018年连续举办了两届“STEM教育发展大会”，对引领国内的STEM教育研究与实践具有很好的导向作用。

国内主要以江苏、浙江、上海、广东等地区较为活跃，江苏省于2017年9月召开“首届STEM教育大会”，同时成立“STEM协同创新研究中心”，并打算于2018年9月公布“江苏省基础教育STEM课程实施纲要”。江苏以STEM试点校、样本校和示范校作为推进抓手，正在全省展开课程实施、师资培育、评价指导等研究。2015年9月，江苏省青少年科技中心、江苏省科技教育协会和教育部基础教育实验室建设与南京市教育局的实验教学研究中心签订了合作框架协议，正式实施STEM课程，推进中小学教育的创新。2015年11月16日教育部基础教育实验室建设与实验教学研究中心建设工作推进会在南京举行，金陵中学、中华中学上新河初中和小营小学等30所学校被授牌为“教育部基础教育实验室建设与实验教学研究中心第一批基地学校”，96位研究人员受聘。

浙江省成立了STEM教育研究中心，并与美国印第安纳州教育厅联合主办“2018浙江—印州中小学课程平移项目”；广东举办2018年首届穗港澳STEM教育联盟年会，旨在围绕研发“STEM教育卓越课程规划”；上海着力构建STEM云中心，采用社会化合作和运行模式共同打造首家STEM教育平台。

3 STEM教育的实践与思考

3.1 STEM教育的校内实践

在现代社会，关注“匠人精神”没有错。未来一定是“整合跨界能力”效用远大于“单项突出”，高精尖的活儿机器人能胜任，而人的能力必须体现在整合、创造上。

基于这个理念，我校在积极探索以下四个领域：一是课程内部拓展，与现行国家课程对接和渗透，如与高中物理、化学、生物、地理和技术等学科的内部衔接；二是学科竞赛拓展，尤其是实验拓展，在跟大学实验课程对接上开发有效资源；三是横向拓展，设法打通和提供高中阶段与其他自然学科相联系的实验和理论研究资源，同时还提供探究性学习或课题研究的新型学习资源，如自主开发的探究性小实验以及现代技术下的实验课程，运用扫描隧道显微镜、3D扫描、3D打印机及各类专业仪器，也有虚拟仿真、知网、教学资源库等软件支撑；四是基地拓展，利用江苏省特色基地建设的有利条件，在整合中开发资源。如在学科课程基地中，学生主要采用PBL学习方式，应用PBL模式开展实验教学，能够有效培养学生发现、分析、解决问题的能力，提升学生学科学习兴趣，调动学生学习的主动性和积极性，提升课程品位，促进学生的全面发展。

3.2 关于STEM教育的思考

3.2.1 STEM教育需要更多的外部支持

(1) 外部支持的表现形式很多，首先是经费的支持。STEM教育在美国的重要性不亚于中国的素质教育，在美国大部分中小学都开列了STEM教育的经费开支，而STEM也被校长、老师们时时挂在嘴边。

(2) 政治人物和明星支持也有意想不到的效果，在STEM教育的号召下，机器人、3D打印机首当其冲地进入了学校，奥巴马也加入了全民学编程的队伍，写下了自己的第一条代码。

(3) 企业的STEM创新产品能够激发孩子学习愿望。在美国，帮助孩子们学习数学、科学的教育科技产品层出不穷，多个学科相互整合，如技术和工程结合、艺术和数学结合，打破了常规的学科界限。美国各类STEAM创业公司如雨后春笋一样冒出来，老牌机器人教育公司、科技类硬件厂商、编程教育机构也玩起了跨界，开始研发推广自己的STEAM课程。当前，国内的STEAM市场也迎来了一批新玩家，他们与创业公司相比有着资本优势，有着更好的品牌知名度，他们就是跨国公司，目前，培生、索尼、乐高、高通纷纷来华做STEAM教育。

3.2.2 STEM教育过程中应关注“方法和系统”

(1) STEM教“思考方法”而不是“知识点”，即使是“知识点和技能”学习，也一定是因为“某个明确任务的驱使”，有内驱力的学习才是有价值的。

(2) STEM注重整体思维和系统思考力建构，而不是单项突出，STEM教育中需要重点发展学生对真实问题的“整体性解决策略”的能力。

3.2.3 在STEM教育中融入人文因素是必要的

事实证明，科学与艺术结合会产生很多神奇效果，科学和艺术是相通的，科学能为艺术提供创作灵感，而艺术又能培养孩子的创造力、想象力和自信，两者相辅相成。

从STS到STEM、STEAM，从教“知识点”“基本知识和基本能力”到教“思考方法”“注重整体思维和系统思考力建构”，一方面是世界教育发展的整体态势使然，另一方面，也是教育工作者主动追求、不断研究、不断超越所致。