论STEM教育何以特殊

杨开城 公平

【摘 要】

STEM教育是过几年就冷下去的教改运动吗？不是。但是，作为聚焦国民科技创新素养培养的STEM教育，如果离开了自身的专业化和现代化，将无法生存和成熟。成熟的STEM教育需要具备四个外部特征——问题解决、创中学、设计制造和协作探究，以及两个内部特征——S.T.E.M.知识真实的整合性的应用和科学精神的熏陶与强化。这种STEM教育会是一种全新的教育实践，它需要零起点开发的，数字化、标准化和结构化的，包含教学详案的课程产品，需要“用教学过程说明自身”的教学评价方式，需要专业化的人力资源配置，需要全新的教育产业链。在理论上，STEM教育并不需要旧教育学（Pedagogy），它需要的是新教育学（Educology）。在新教育学的引領下，当下的STEM教育运动是一场教育现代升级转型的机会。

【关键词】  STEM教育;教育专业化;新教育学;课程开发;教学评价;教育产业链;教育现代化;科技创新素养

【中图分类号】   G511         【文献标识码】  A       【文章编号】  1009-458x（2022）4-0048-07

早在20世纪80年代，美国就已经意识到STEM教育对于经济发展和国家竞争的重要意义（National Science Board， 1986）。在21世纪第二个十年，西方发达国家开始将STEM教育置于国家发展的战略地位（宿庆， 等， 2020）。人们普遍认识到，在信息社会科技创新（而非超时劳动）是财富增值的核心所在，科技创新能力是一种国家实力的表现。而一个国家科技创新能力的提升，离不开具有相应功能的教育，即离不开STEM教育。

可是，我们能真正实现STEM教育吗？毕竟历史上雷声大雨点小的教改运动比比皆是。即使美国STEM教育已经坚持三十多年，人们仍有理由怀疑，我国STEM教育是否仍会在一阵火热的讨论和尝试后，只留下文献意义上的遗产？我们认为，STEM教育可以拥有与以往不同的命运，STEM教育有其特殊性。

一、STEM教育的基本特征

STEM教育不是“科学教育+技术教育+工程教育+数学教育”的总和，也就是说，不是S.T.E.M.教育，而是一个全新的教育领域，这个教育领域的核心任务是培养和提升学生综合运用S.T.E.M.知识从事创新发明的能力。由此我们认为，STEM教育需要具备四个外部特征：①问题解决，即运用知识感知问题、制订解决策略、评估解决效果、改进解决方案。②创中学。STEM教育中的问题解决不是解决纸面问题，而是解决开放性的具有现实意义的真实问题，更重要的是通过创新发明来解决问题。但从教育角度看，创新发明只是解决问题的外部形式，最终的目的仍是通过创新发明深化和整合所学知识。③设计制造。在中小学阶段，STEM教育的“创中学”最常见的表现形式是创制工程作品。它不是单纯的手工制作，而是更加专业化的设计与制造过程，包含特定的设计过程以及这个设计过程所带来的推敲、取舍等蕴含知识运用的机会。④协作探究。STEM教育中通过正规设计、规划和创建作品来解决问题的过程，不是简单机械重复已知操作的过程，而是一个真实的创新发明的过程，其中蕴含着事先无法预知的挫折和挑战，因此需要比较高的动力水平以及多主体的智力交流和贡献，所以需要按照协作探究的方式展开。同时，如果仅仅限于这四个外部特征的约束，STEM教育极可能退化为简单的手工制作而与创新发明能力的培养无关。因此我们还必须强调STEM教育的两个內部特征：①S.T.E.M.知识真实的整合性的应用，在STEM活动中让不同领域知识发挥其功能：科学知识的解释与预测、技术知识的物质能量信息变换、工程知识的过程管理、数学知识的基于数形规律等知识的长程推理;②科学精神的熏陶与强化，如基于事实、定量测量、精确判断、理性证伪、勇于质疑、平等沟通等。前者事关STEM教育能力培养的功能，后者事关STEM教育价值观培养的功能以及STEM教育的动力系统。只有同时满足上述内外特征的STEM教育实践，才能将“21世纪核心素养”“计算思维”“设计思维”“创造力培养”等从理念的天堂拉到现实的行动中。

STEM教育的多项内外部特征决定了其在性质上就不是一阵教改运动——试图修正某些教育观念、采用某种新的教学方法，而是一种新型的教育生活，它需要相当的持久性才能实现STEM教育的价值，而且这种教育生活面向所有的学生而非只朝向具有一定特长或兴趣的少数学生，因为它试图提升的是整个民族的科技创新素养。STEM教育不关注纸笔应试能力，而是关注创新地解决具有现实背景的真实问题的能力，其必然包含动手活动，但不追求肤浅的“寓教于乐”，而是强调对真理的“艰辛”求索。因此，在原来的科目教学中点缀几个貌似体现STEM教育理念的环节，不是我们所说的STEM教育。依赖这类属于教师私人的、而且是时下偶发的行为，不足以实现STEM教育的功能。STEM教育需要的不是零星的教育革新行动，而是在成熟的STEM课程体系保障下的普遍教育行动。

二、STEM教育是一种全新的教育实践

从国家竞争的角度看，我们需要成熟的STEM教育。与当下的教育相比，成熟的STEM教育是一种全新的教育实践。可以说，STEM教育如果不成为一种全新的教育实践将无法生存与成熟。可是面对STEM教育的价值诉求，国内当下教育实践中可利用的资源便是各种综合实践课或手工课。这些课“动手”“活动”的特点，让人产生一种误解：这些课程天然就是STEM课程（只是名字不同），或者将它们经过简单改造，强调一下“实验”“探究”“设计”，便是STEM课程，由此展开的便是STEM教育。为了提高辨识能力，我们提出了三代STEM课程的观点（杨开城， 等， 2020），并且将只动手无知识含量的活动课称为大孩子的手工课，简称“大手工课”。大手工课不是STEM课。如果将大手工课整合了工程知识，按照系统工程过程管理手工制作过程，这便是第一代STEM课程。这是国内最容易生成的STEM课程，很多情况下这类课程中的手工制品没有知识含量，教学很容易退化为大手工课。如果我们将科学知识作为背景知识整合进第一代STEM课程，再将各种材料也归入技术范畴，设定材料选择探索的机会，这便生成了第二代STEM课程。如果我们在第二代STEM课程基础上，整合技术知识和数学知识，并且在某些环节形成基于知识的推理，那么就形成了第三代STEM课程。由于第三代STEM课程所包含的知识需要精确鉴别且分属不同领域，因而课程开发工作具有一定的难度。

划分三代STEM课程的目的是便于识别现实中STEM课程的发展水平。现实中的STEM课程也可能处于代际之间，比如2.5代STEM课程。成熟的STEM教育需要的是第三代STEM课程，只有第三代STEM课程才能将学科知识的整合应用、科学探究与工程设计以及沟通、协作、创新和批判性思维等21世纪核心素养的培养融为一体。本文所探讨的STEM教育是以第三代STEM课程为基础的。

1. STEM教育需要全新的课程产品及其生成方式

（1）STEM课程只能是零起点自主开发的且包含教学详案的产品

STEM课程的焦点不是系统化的知识传递，而是整合创新，因此它无法基于某个或某几个已有的分科课程，通过局部调整而获得。同时，STEM课程培养的是真实问题解决能力，而不是纸笔上的演算思考能力，因此它必然与现实生活深度关联，故而异域文化的STEM课程也很难引进和移植，最多只能借鉴其STEM主题思路。因此说，STEM教育需要我们从零开始开发STEM课程。开发一门STEM课程需要完成以下工作：

①设计STEM主题

STEM主题是指STEM课程所规定的学生需要通过整合特定S.T.E.M.知识去理解和解决的问题、去创制的作品、去克服的挑战、去完成的发明。STEM课程开发的零起点特征与STEM主题有关。课程开发的核心工作之一是知识择宜，即确定该课程所包含的知识内容。但我们无法仅从STEM理念和价值出发确立可传递的S.T.E.M.知识。STEM课程旨在整合创新，但并非所有的S.T.E.M.知识都可以用于特定条件的整合创新。具体什么S.T.E.M.知识用于什么情境、什么问题的整合创新，取决于STEM主题。也就是说，STEM课程选择S.T.E.M.知识的标准不仅仅是它的难度和系统性，更重要的是它能否被用于整合创新中的问题解决。STEM主题中的工程作品及其对学生的挑战是选择S.T.E.M.知识的第一层约束。STEM主题的确立本身就是一个创造发明的过程，虽然TRIZ理论可以助力解决这个问题（邓玉红， 2021），但对课程开发者来说它的确是一种前所未有的挑战。

②精确配置S.T.E.M.知识

STEM主题只能粗线条地确定STEM课程所需要包含的S.T.E.M.知识。STEM课程开发还需要回应这些问题：这些知识的学习需要哪些先决知识？所有这些知识需要以何种方式进行学习？这种学习方式又需要额外学习哪些先决知识？所有这些知识之间具有哪些关联？要准确完整地回答这些问题，我们需要完成知识建模分析、学习活动中的交互设计、媒体资源制作等工作。只有完成了这些细节设计，我们才能够完全确定该STEM课程所需要包含的全部知识点。所以说，完成形态的STEM课程必须提供包括交互设计的教学详案，供教师在实施课程时参考和调适。

③支架设计

STEM课程中的整合创新是学生们的整合创新，而且多是采用小组协作方式展开的探究过程。这是一种自主学习的过程。这种自主学习过程要比教师主控的教学过程具有更大的不确定性。为了降低这种不确定性，通常的做法是为它提供学习支架。这种学习支架主要解决小组学习遭遇认知上的障碍而又无法及时得到教师辅导时启动的自助手段。这种支架设计并非泛泛的启发或鼓励，而是特定问题情境下的启发、引导和信息补充等。

由以上讨论可知，STEM课程开发的这三个方面的工作是紧密相连的。没有最初的STEM主题设计和知识建模，也就无法确定STEM课程所包含的S.T.E.M.知识，不知晓这些知识和STEM主题也就很难有针对性地为特定自主学习环节设计学习支架。反过来，学习支架、教学交互等设计上的困难也会影响STEM主题和S.T.E.M.知识的调整。其中，除了STEM主题具有一定的创造发明特征外，另两项工作还需要满足STEM课程产品“目标—手段一致性”“学生参与度”“媒体多元性”“教师自由度”“S.T.E.M.整合度”5个质量指标（杨开城， 等， 2020）的要求。为了评估上述指标，STEM课程必须提供教学详案，否则这些指标无法计算。此外，对于新启动的教育实践领域，我们只能选择在岗教师实施STEM课程，这就需要STEM课程必须具有低成本上手的特征：STEM教师经过简单培训就可以理解该课程，并且能够初步把握该课程，以避免过度的抵触情绪或者敷衍的做法。提供教学详案的STEM课程便具有这个优点，它能帮助教师理解课程、降低备课成本，从而有助于将STEM教育价值转化为具体行动。这倒不是说STEM教师必须机械执行STEM课程中的交互过程，教师有权去修订这个交互过程及其所需的媒体资源，这体现在“教师自由度”这个指标上。总之，STEM课程只能是自主开发的包含教学详案的产品。

（2）STEM课程必须是结构化、标准化和數字化的

STEM教育不是STEM课程的机械实施，它需要STEM教师根据实情做微观调适。这就需要STEM教师完全理解STEM课程。虽然说STEM课程中的教学详案能帮助教师从微观处理解和把握课程，但这还远远不够。STEM教师要获得更加宏观的课程理解和把握，就需要课程结构的帮助。课程结构能够说明具体的课程目标（能力和价值观）是如何经过课、学习活动、活动任务、师生交互、学习支架、媒体资源等逐层转化和落实的，能够为STEM教师提供微观调适的方向感和分寸感。对于STEM教育来说，清晰的STEM课程结构还能够提高STEM课程在不同学科背景教师那里的接受度，让单科学科出身的教师容易理解包含其他陌生学科信息的STEM课程的总体意图和设计思路。

结构化的STEM课程必然需要标准化。这种标准化不但是指课程开发过程的标准化，也是指课程产品的标准化。因为结构化课程需要的是课程开发的技术化，而技术化必然需要标准化。课程开发和产品的标准化是提高确定性、降低实践成本的必由之路。课程开发的标准化规定了课程开发过程各个环节的操作规范和各环节之间的接口信息，课程产品的标准化规避了教师在课程实施过程中的混乱和随意。比如，知识分析必须采用知识建模图而不能采用知识语义图，因为后者不具有数据层次上的一致性（杨开城， 等， 2019）;STEM课程提供标准化的材料工具箱配置，可以避免教师或学生自备树叶、果皮、纸筒、废纸盒等生活废品垃圾作为实验材料的混乱和实施障碍。

结构化、标准化的STEM课程，其起始形态只能是数字化的，其终极形态也最好是数字化的。与以往其他课程（特别是分科课程）不同，STEM课程的维护周期更短。由于知识具有很强的客观性和系统性，因此以传递知识为主要功能的分科课程一旦生成便具有很强的稳定性，修改需求比较小。但STEM课程的核心是STEM主题，而STEM主题生命周期短，高度曝光的STEM主题很容易被淘汰。人们会很快升级STEM主题，或者设计出更优秀、更高明的STEM主题。STEM主题的修改牵一发而动全身，会带来STEM课程的全方位调整。即使STEM主题不变，STEM课程也需要根据实施的反馈进行局部甚至全局的调整。这就要求STEM课程必须处于易维护升级的状态，即STEM课程在起始阶段应是数字化课程。数字化STEM课程不会受印刷教材出版周期的限制，随时可以修改升级，新版课程也会迅速进入课程实施。当然，数字化STEM课程在成熟之后可以出版成印刷教材，让无法实施数字化课程的地方受益。

2. STEM教育需要全新的教学评价方式

任何教育都需要将课程通过教学转化为学生的成长，因此教学质量是教育实践关注的焦点之一。那么如何评估教学质量呢？现实中习惯的做法是，从学生的学业成绩出发，通过纸笔考试等方式给学生打分，如果分数令人不满意，则认为教学存在质量问题，如果教学质量问题被归因为教师的素养问题，则会通过师资培训、教学改革的方式来解决。这种做法具有一定的合理性，而且具有管理成本相对较低的优点，但它完全不适合STEM教育。

STEM教育聚焦的是协作创新能力、真实问题解决能力，属于高阶能力，是那种极为珍贵、需要重点培养却无法随时测量的东西。能通过纸笔考试等方式进行测试且具有高重测信度的绝大部分是知识和技能，而非高阶能力。因为能力表现为头脑中特定经验与知识的临场组合效应（杨开城， 2018， p.108），知识和技能可以存储于头脑中，但是能力无法被存储。能力高低取决于头脑中的信息网络质量，且能力的表现会受到任务情境的严重影响。常识告诉我们，对于大多数普通人来说，随时都可以被唤醒、被操控的“能力”绝不是了不起的高阶能力。高阶能力是生命中的火花。如果条件具备，它一定会点亮世界，但何时点亮是无法预测的。高阶能力属于涌现现象，难以稳定重现。稳定重现的“能力表现”是以能力命名的“套路化”技能。与技能再现相比，能力表现会包含更多因为意外而引发的反思，甚至自我怀疑。但高阶能力的这种性质并不会妨碍教育的展开，因为高阶能力一旦表现出来便具有自我激励的性质，它与人的心理高峰体验有关，属于人的高级需要。教育只需要提供表现机会即可。对高阶能力的客观测评在很大程度上对于教育来说是多余的。我们能感受到它们的变化，却无法将它们客观化为分数进行排名比较。将高阶能力转化为分数，是管理者的监管癖好，与教育无关。

可是，教育的确需要管理。既然无法测评学生的STEM能力，那又如何达到管理性目的呢？也就是说，没有了学生学业成绩做参照，我们如何评价教学、评价教师的工作呢？有一点需要明确，教学不是一个完全确定的过程。教学目标与学习结果常常不一致。而且，学生的成长最终是自我建构的结果，最优的外部条件也只能提供成长所需要的资源、机会、支持和引导。所以教育管理对于教学而言，的确不需要从学生成长出发。教育管理的功能实质上是确保课程得到恰当的实施。如何理解“恰当的实施”呢？这里需要一个概念，即教学方案与行动的一致性（郑兰琴， 等， 2014）。假定教师在理解课程之后和进行教学行动之前会进行教学设计，得到一份教学方案，然后再按照教学方案进行教学。如果假定课程本身没有问题（这是学校教育管理工作的重要前提之一），教师的设计素养也是令人满意的，那么我们也就相信那份教学方案的质量，接下来如果教学行动与那份教学方案是相符的，也就是说具有令人满意的一致性，那么这个教学便是令人满意的。如果课程实施中的教学都是令人满意的，那么课程便得到了“恰当的实施”。如果上述过程任何一处出现问题，教育管理者就应该采取行动进行干预。假设发现教学方案与教学行动之间存在严重不一致，如果这种不一致被归因为教师行动力问题，那么就着手提升教师的行动力;如果这种不一致被归因为教学方案的质量问题，那么就着手提升教师的设计力以改进教学方案。这样循环往复（本文不讨论常规管理意义上的激励问题），直至课程得到“恰当的实施”。只要我们精心设计教学方案的质量指标、教学方案-行动一致性指标体系，上述“用教学过程说明自身”（杨开城， 等， 2021）的管理思路便具有明显的合理性和可行性。即便遇到当事人对学生学业表现不满意的情况时，按照这种思路，我们也需要根据学生的学业表现，从改进课程以及教学方案的设计入手进行处理。这里唯一的问题是，这种管理思路需要专业技术、专业工具和专业团队的支持。以往教育管理之所以无法执行上述过程，是因为上述过程需要数据驱动的专业分析，而在以往教育實践中，在课程开发阶段并没有为这种教育管理工作储备好数据、平台和算法，如果非要如此操作，从成本—收益角度看是得不偿失的。但是在当下展开的STEM教育，完全可以在数字化、标准化的课程开发阶段就为后续课程实施中的教育管理做好数据、平台和算法的储备。

3. STEM教育需要全新的人力资源配置

很明显，STEM课程的开发、实施、维护升级不仅需要特定的技术工具支撑，更需要专门针对课程的设计开发以及生存期管理的技术支撑。没有这些专业技术，STEM教育难以走向成熟。这种态势是目前其他教育领域难以看到的。

STEM教育中的专业技术需要专业人员来驾驭，而且需要不同分工的专业人员高密度交互和深度耦合。STEM教育需要专业的课程开发人员，运用课程开发技术、教学设计技术开发STEM课程，并根据STEM专业教师和管理者的反馈来升级改造STEM课程;STEM教育需要专业的STEM教师，运用教学设计技术对STEM课程中的教学详案进行微观调适，将其转化为个性化的教学行动，同时生成专业教师必备的基本专业能力——基于设计的行动力（杨开城， 等， 2020）;STEM教育需要专业的课程分析人员，运用教育系统分析技术提供基于一致性的教育系统分析，为管理者、教师和开发者提供各自需要的专业信息;STEM教育需要专业的教育管理者，基于教育工程学知识，理解真实发生的课程实施过程，调配课程实施的各类资源，激励STEM教师的专业成长。也就是说，STEM教育需要全新的专业人力资源配置。

这里需要破除一个误解——教育已经实现了专业化，PACK就是教育实践的专业知识。真相是， PACK在性质上不属于知识论意义上（真伪意义上）的知识，更遑论专业知识了（杨开城， 等， 2021）。因此以PACK为基础的教育专业化是一条歧路。教育实践的核心过程，即消耗成本最高的过程，不是课堂教学过程，而是课堂教学之前的课程开发、教学设计过程，以及课堂教学之后的教育系统分析过程（杨开城， 等， 2019）。一个行业的核心过程技术化才能实现该行业的专业化。因此，教育专业化的知识基础并不是面向课堂教学的PACK，而是上述面向课程开发、教学设计、教育系统分析的技术知识。这些专业技术的用武之地历史性地选择了STEM教育。这也意味着STEM教育将是首个实现专业化的教育领域。当然，STEM教育专业化必然真正开启教育专业化之路。

4. STEM教育需要全新的产业链支持

STEM教育所需要的人力资源绝非学校和教研组织所能满足的。也就是说，仅仅依赖教师、校长、教研员是无法让STEM教育走向成熟的。按照现有的人力资源配置，STEM课程的自主开发工作一定会交给一线教师，由教师去开发校本STEM课程，或者将课程开发工作交给教研员。无论哪种情况，这类STEM课程开发必然面临诸多难以克服的障碍。首先，课程开发者的知识背景不完整，常常是分科背景，缺乏跨学科思维的经验，一种学科背景的教师或教研员很难具备另一个学科的教学经验（常常无法理解那个学科学生的学习困惑），并且也没有足够的机会和时间生成所需要的经验，没有哪位老师或教研员是全面能手;其次，他们普遍不具备专业的课程开发能力，几乎只能经验主义地工作，甚至不清楚什么样的课程是合格的STEM课程;最后，从STEM主题设计，到做各种实验、制作工程作品，再到鉴别其中所蕴含的S.T.E.M.知识并将其整合到教学过程中，这是一个相当耗时间、耗精力的高成本过程，他们一般难以承担。这些障碍注定会使这种STEM课程开发路径既不可持续，也难以确保课程质量，极易生成伪STEM课程。

现有经验表明，STEM教育需要新的劳动分工方案，即需要建立全新的教育产业链。由专门的公司组建的专业团队，负责开发STEM课程、为相应的课程提供师资培训服务、对课程实施数据进行专业分析，由学校组织单独购买STEM课程、享受师资培训服务、为相应的公司提供产品缺陷反馈，由专门的企业根据STEM课程需求生产安全、适用的课程材料，由专门的企业回收处理旧的或废弃的STEM课程材料。这种新的产业链格局，由于市场主体的存在将会生成STEM教育发展的持久动力，使得整个教育实践活动充满活力。这种充满活力的教育实践，在课程开发的环节中，需要采用教育众筹（杨开城， 等， 2017）的方式将一线教师能手的设计智慧纳入STEM课程中。

三、STEM教育需要新教育学

STEM教育的零起点、专业化等特征彻底暴露出旧教育学（Pedagogy）的理论失能。“理念+知识传递型教材+教学方法模式+教育智慧”的套路远不能解决STEM教育遭遇的困境。特别是，STEM教育的核心环节是自主探索学习，面对这种学习方式，旧教育学最具操作性的核心武器教学模式完全派不上用场。

由于缺乏课程开发技术、教学设计技术的支撑，旧教育学支配下的STEM课程设计粗糙含混、进化缓慢。这类粗糙的STEM课程交由早期起点偏低、能力参差不齐的STEM教师来实施，让他们承担由抽象的STEM教育价值到具体的行动细节之间的实践成本，成了STEM教师不可承受之重，直接导致STEM教育高开低走。很多STEM教师要么将其简化为手工课，要么付出巨大设计成本也只能使本班、本校等局部少数人受益。这直接导致大量一线教育工作者的迟疑观望和不知所措，给STEM教育带来巨大的不确定。

好在STEM教育并不需要旧教育学，它需要的是新教育学（Educology）。新教育学这个词语是相对于旧教育学来说的。其实旧教育学不是学科理论（杨开城， 2014a），在学科意义上新教育学就是教育学，新教育学以教育系统为研究对象（见图1）。直观地说，教育系统即课程体系，它由门类课程组成，门类课程由教学系统组成，教学系统将转化为教学活动。新教育学研究的是如何构建教育系统以及这个教育系统的基本特征和机制性规律——系统中的信息流动是如何达成和偏离目标的。新教育学由教育技术学和教育科学构成，前者包含教学设计技术、课程开发技术和教育工程技术，后者包含教育现象学和教育价值学。其中，课程开发技术、教学设计技术为课程开发、教学设计实践提供理论支持，IIS图分析法、教学过程机制图分析技术等教育工程技术，以及教育科学所揭示出的教育系统整体特征指标、机制性规律，为教育系统的分析、教育评价、系统缺陷分析反馈和教师专业发展的反思性实践提供理论支持。与旧教育学不同，新教育学不宣布一般的教育目的是什么，而是关注如何制定清晰合理的教育目标;新教育学不关注教学方法模式，而关注如何设计课程和教学系统以达到确立的具体目标;新教育学不关注教学实践中各种误导性的有效性，而关注教育实践中的各种一致性;新教育学不关注实践的成功，而关注课程和教学的缺陷和改进（杨开城， 2014b）。新教育学不但为我们提供了一种完整的教育实践的理论视图（杨开城， 2016），构成了对STEM教育实践的完整支持，而且更为重要的是，它提供了专业性的交流话语体系，这种话语体系在STEM教育中显得尤其重要。分科课程的教师之间共享相同的学科背景，交流起来并不存在特殊困难。但在STEM教育起步阶段，STEM教师之间却缺乏共同的学科背景和STEM教学经验，在这种情况下新教育学提供的交流话语体系就显得尤为重要。这种话语体系能够跨越学科教学经验，在知识点类型、任务类型、活动类型的层次上详细解释STEM课程的设计意图和细节，使得不同学科背景的教师能够针对其他学科知识背景的主题设计、教学详案设计进行交流。

新教育学在STEM教育领域引入的并非什么新原则、新理念，而是全新的教育实践方式，是一种现代教育的实践方式。在新教育学引领下，STEM教育领域试图将教育核心过程技术化，而任何行业的核心过程技术化也就是该行业的现代化（杨开城， 等， 2019）。相比较而言，即使采用了现代媒体装备，在旧教育学引领下教育实践也是经验主义的前现代方式。教育实践的核心过程并不是课堂教學过程，而是教学之前的教育系统设计以及教学之后的教育系统分析过程。这个过程所消耗的成本更高，它的技术化才是实现教育现代化的关键。从这个角度看，STEM教育并不仅仅是新出现的教育实践领域，在新教育学的引领下它还将是一次教育现代升级的机会。目前的机会是，STEM教育有可能成为首个实现教育现代化的领域。可以这样说，不成为现代教育，STEM教育永远也无法成熟。随着STEM教育的现代化，这种事态最终会扩散到整个教育领域，进而全面实现教育现代化。

四、小结

STEM教育是否会昙花一现？从不实现现代化就无法成熟的格局来看，不会！STEM教育不是一次过几年就冷下来的教改运动。它开启的是教育现代化和教育专业化之路。世上本无路，走的人多了，便成了路。我们希望越来越多的人踏上STEM教育之路。有趣的是，与以往任何一次教育改革不同，STEM教育虽然完全与纸笔应试脱钩，但它与受高利害考试制约的应试训练（目前仍是刚需）不完全构成尖锐的对立和竞争关系。STEM教育极有利于概念的深入理解、感性理解，有利于消除因误解而答错题的现象。因此它有可能成为所谓应试教育的“解毒剂”。

[参考文献]

邓玉红. 2021. 基于TRIZ理论的STEM主题设计研究——以小学STEM课程为例[D]. 北京师范大学：5.

宿庆，张文兰，夏小刚，李莉. 2020. 服务于人才培养的STEM教育——《制定成功路线：美国STEM教育战略》的解读与启示[J]. 现代教育技术（01）：114-120.

杨开城. 2014a. 教育学的坏理论研究之四：教育学的理论品性[J]. 现代远程教育研究（4）：29-38.

杨开城. 2014b. 教育学的出路何在：创建新教育学[J]. 现代远程教育研究（6）：26-33.

杨开城. 2016. 论教育学眼中的教育实践[J]. 现代远程教育研究（4）：11-20.

杨开城. 2018. 课程开发——一种技术学的视角[M]. 北京：北京师范大学出版社：108.

杨开城，陈宝军. 2019. 论信息化教育的数据基础[J]. 现代远程教育研究（4）：19-25.

杨开城，邓钰红. 2019. 教育现代化何以可能[J]. 中国电化教育（9）：7-12，21.

杨开城，窦玲玉，李波，公平. 2020. STEM教育的困境及出路[J]. 现代远程教育研究（2）：20-28.

杨开城，窦玲玉，公平. 2021. 论STEM教师的专业素養[J]. 电化教育研究（4）：115-121.

杨开城，李波，窦玲玉，公平. 2020. 应用LACID理论进行STEM课程开发初探[J]. 中国电化教育（1）：99-108.

杨开城，李通德，惠治儒，田浩. 2017. 在线教育众筹的技术机制与学习神经元[J]. 现代远程教育研究（1）：51-58.

杨开城，卢韵. 2021. 一种教学评价新思路：用教学过程证明教学自身[J]. 现代远程教育研究（6）：49-54.

杨开城，张慧慧. 2020. 教师教研在何种意义上是必要的[J]. 电化教育研究（8）：11-18.

郑兰琴，杨开城. 2014. 为什么要研究一致性而不是有效性？[J]. 中国电化教育（9）：20-23.

National Science Board. 1986. Undergraduate Science， Mathematics and Engineering Education[EB/OL]. （1986-03-20）. [2021-05-11].https：//files.eric.ed.gov/fulltext/ED272398.pdf

收稿日期：2021-12-07

定稿日期：2021-12-17

作者简介：杨开城，博士，教授，博士生导师，北京师范大学教育学部（100875）。

公平，硕士，培识（北京）技术有限公司（100081）。

责任编辑 刘 莉