STEM教育之来龙去脉（四）

向世清，博士，中国科学院上海光学精密机械研究所研究员。长期从事激光物理与工程技术的前沿研发，是参与产业经济战略与决策咨询、基础教育改革咨询、科技创新中心发展战略设计等多领域战略专家，也是上海市最为活跃的科技创新教育专家之一。

前一讲讲到，在NASA的持续努力下，STEM教学开始呈现为一种人类历史上从未有过的新型教学范式和方法。这种新型的科学教育理念和范式也逐渐被NASA之外的美国教育界所知晓，因为这样一种新型的科学教育给出了合平时代发展要求、基本满足科技高速发展下培养有用科技人才的希望，也正好吻合了美国科技和经济竞争、顺应时代发展的新要求。所以，美国在接下来的时间中，经历了一个将这种教育模式蔓延至NASA之外，形成大面积教育推进的时段，这一时段大致在1980-1990年代之间，最晚可推至2000年之前。这一讲就分析美国的这一更多蔓延演变和艰难探索过程。

5.STEM教育在NASA之外的美国各地得到进一步探索和演化

NASA的STEM教育模式，因其良好的科学教育提升，逐渐传播并引发了美国各地很多学校“依葫芦画瓢”，这虽是美国科技发展和经济竞争国家战略的要求，但更是一种先进的新型教学模式自身广泛传播的必然结果。

然而， “依葫芦画瓢”形成准确的传播却不是一件容易的事情（正如“拷贝不走样”节目中所展现的那样）。教学乃至教育的事情涉及多个因素，十分复杂，就算目标一致，就算有着清晰的范本，就算有着共同的心愿，各种因素的影响也会使得这种传播必然经历一个更为复杂的演变过程。事实上，美国这一更大范围的STEM教育探索过程格外复杂和纷乱，总体风气和多种STEM教育的分支与走向令人眼花缭乱。

回顾历史，美国这一段STEM教育探索发展实践过程主要受到3大类因素的重大影响。

（l）不同认识和理解造成的传播与实践差异。不得不承认，人类对事物的理解实在受太多因素的影响。在STEM教育的传播中，理解和认识是核心的关键。因为各种原因，加入到这一探索者行列的人具有非常多的种类，各自原有教育和教学背景差异很大，对科技发展和研究规律的知晓与了解的差异更大，所以认识和理解差异所导致的实践差异是非常明显的，包括：

·原本从事教育、科技、管理的人认识和理解的差异最为明显。尤其是原本从事教育的人与从事科技的人造就了最大的认识差异，并走向了不同的实践路径。这其中，是否应该遵循科技思维方法论、科技研究方法论和问题解决逻辑展开STEM教育是争议最大的地方。因为按照NASA的经验，STEM教育应基于项目式或问题式探究而展开，教学过程遵循问题的解决步骤而进行。但是，原本从事教育的人不这么认为，他们多数一开始就觉得这样和传统的教学法完全不同，况且他们中的绝大多数并不熟悉甚至不了解科技研究方法论与过程，因此认为这样不能达成教学应有的效果，反之他们认为应大幅度地让STEM教育回归传统导教的教学法，否则就不能称其为教育（这种争议到现在仍然存在，不过大多数人已认可）。如此，STEM教育实践就演化出现了分别为更为遵循科研方法过程、更为遵循传统教学过程和二者混杂的“STEM教学实践模式”，其中少数案例有些接近NASA的成功方式和效果，其余大多数都出现了异化。而且，因为主要是为了推进教育，所以基于教育者的认识和实践占据了主导地位，他们绝大多数又不了解科技方法论，更使得STEM教育走向正确的蔓延过程格外漫长，所经历的阻碍和异化格外繁杂而艰难。

·原本是科技教师的人和原本是学科教师的人形成的差异也不小。由于STEM教育与科学教育的演化关系，科技教师较为容易理解相关目的和要求，因此更易靠近NASA的教学方式和过程。而学科教师则一般基于自身学科的教学目标和方式理解，很多时候就难以理解认识这种新型方式。所以不仅科技教师后面所形成的演化结果有所异化，学科教师所产生的异化更加明显，有些甚至是原有学科教学的翻版，只不过戴了个STEM教育的帽子罢了。而且这批教师的理由很充分，他们认为他们的方式才是真正正确的教学方式（这一点很是遗憾）。

·不同学科尤其是偏文科或偏理科的差异也是很大的。事實上，文科出身的教师基本上是缺乏科学教育思想和科技教育方法的，他们更难理解STEM教育的方式方法，因此在后续的演化中给出了不同的实践方式，有些甚至将STEAM教育（如图1）作为正确的方式，并错误地理解了STEAM，将其视为有了ART的表现形式和结果就够了，有没有T和E是不重要的（这一点后续还会论及）。

·原本有多学科思维和原本只有单学科思维的人的认识和理解不同而导致实践中的差异。在这里，具有多学科思维的人一般具有更多了解各学科作用和整合作用的能力，在STEM各学科整合时会具有较宽的视角和思考空间。而单学科思维的人总是局限在自身学科范畴内，其最终形成的大多数是带有STEM化的单学科教学改良，而且还有相当一部分只不过是原有学科教学的变相方式罢了。总体上，单学科认识使得STEM教育的偏离程度也较高。

·原本不是教育者或者不是教师的人，也因某些原因进入了STEM教育探索的行列。比如有些学校缺乏STEM教师，会从社会上招入有兴趣但却无教育经历的人员。这些人员使得STEM教育的实践形式产生了更多的偏差，但被认为“有胜于无”。他们既不太懂科技又不真懂教育，只是学着NASA的样子开展（有些甚至只是跟风），其结果当然可想而知。

（2）资源条件的相对不足造成的差异。当STEM教育走出NASA，一个最基本的问题就已经摆在大家面前，即：既缺乏NASA所具有的科技教育平台和相关基础设施条件，又缺乏懂得科技的科技人员甚至是各学科高级专家作为教师。这样一种现实使得很多地方即便想模仿，实际上也是做不到的，至少是不够的。于是，各地的机构和学校只好从自己现有的资源条件基础出发（如图2），想方设法尽量缩小资源条件差距，最终绝大多数做到的只是一种欠缺或不足性STEM教育，实际上是不合格的STEM教育。简单地说，即便他们拿着NASA的STEM教案，也是做不到NASA那样的效果的。这样，最后的实践效果也就大打折扣，更使得许多不够赞同STEM教育的人有了托词，使得相关有效推广受到了更多的人为阻碍。客观上讲，这种资源条件的缺乏一定是必然的，本来开展科技教育的条件在绝大多数学校就是不足的，何况开展STEM教育的要求会更高些，尤其是对教师的要求。当时美国各地基本是没有STEM教师的，也没有培养STEM教师的机制和系统。

（3）探索过程中美国的科学教育逐渐随时代进步，以及STEM教育自身逐渐拓展至不仅仅限于科学教育所造成的差异。此时段中，国际上科技进步发展更为明显，美国的技术教育、工程教育的重要性因此逐渐被认识到，使得科学教育中又逐渐增加了技术、工程教育等内容和要求，NASA的经验因此受到更多冲击。同时，STEM教育自身也慢慢被尝试用于某些非科技类的学科教学，这大大拓展了其教育内涵，并使其进一步上升为一种教学法新模式。这种态势更使得STEM的探索变得复杂。

归纳起来，STEM教育在蔓延中遇到了多种不同的因素影响，造成异化是客观的和势所必然的，其为了克服困难和障碍而不得不采用一些其他的措施弥补，实际出现许多“退而求其次”的结果（甚至有的退回到只在传统的科学教育形式上加上一点动手做。但仍美其名日STEM），现在看来倒是可以理解的。

要知道，在当时美国的绝大多数学校，即便科学教育所遵从的模式也已经从约1800年延续到当时基本一直未变过，如此长的时间像其他学科一样使用自身的授导模式教学，且教学内容主要依从概念逐级递进的教学方式。那么，就算NASA的探索再成功，社会上要复制成功也是十分不易的。变革，特别是理念上的转型是极为困难的。