STEM教育在中国如何落地

STEM教育到底是什么概念?它对于我国科学教育的发展会起到什么样的作用?中国科学报为此采访了美国STEM教育专家Martina Nieswandt博士和Elizabeth McEneaney博士。

Martina Nieswandt

Elizabeth McEneaney

　　编者按

　　在全球化和信息化时代，教育的新概念不断出现。近两年，来自美国科学教育领域的STEM教育，不仅在各种校外教育机构中蓬勃发展，也进入了正规学校教育，甚至被写进了国家科学课程标准。那么，STEM教育到底是什么概念?它对于我国科学教育的发展会起到什么样的作用?中国科学报为此采访了美国STEM教育专家Martina Nieswandt博士(美国马萨诸塞大学安姆斯特分校教育学院副院长)和Elizabeth McEneaney博士(美国马萨诸塞大学安姆斯特分校教育学院教师教育与课程研究系科学与数学教育学副教授)。

　　何为STEM教育

　　《中国科学报》: STEM教育在中国和包括美国在内的其他很多地方都已经成为科学教育改革的热点。您能否介绍一下它的含义是什么？

　　Elizabeth McEneaney ：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。简单地说，STEM教育是这四个领域中教学与学习的结合体。不管在中国、美国，还是学术界和工业界，有些人认为STEM是一门独立的课程，甚至有些地方开设了专门的STEM学校。但在更多的学校，体现为四个学科的教师互相协作，每个单科都融入一些其他科目的内容，这也是STEM教育的一种形式。还有一种非常重要的角度看待STEM，即在幼儿园到12年级的阶段，STEM也应被当做一种教学法，特点是：首先要在社会生活或其他学科中有实际应用。第二是开放式的问题，不是传统的老师提出明确的问题由学生解答，而是老师给出未明确定义的开放式问题，由学生自己来研究要解决的问题到底是什么。第三是有利于促进社会进步，让学生真切看到其对改善生活、推动社会发展的价值。第四是突破学科界限，融入一门或几门其他不同学科的内容、技能和思维方式。第五是要求学生通过合作学习或协作学习方式解决问题。最后是其有多点切入和包容性强的特征，不同学习程度的学生都能发现他们要解决的问题很有趣，而且对他们来说是有挑战性的，都能进入其中。

　　Martina Nieswandt ：有趣的是，STEM教育也是一种 “运动口号”(advocacy tool)，即这个圈子中的教育工作者、研究人员和其他人员可以通过强调STEM教育的重要价值，向政府或其他机构申请更多的政策和资金支持。现在在美国学数学、科学和工程学的人不够多，特别是女性比例仍然较低，这就需要引起全社会的重视。此外，STEM教育还可以整合不同的学科领域，让学生在拥有自身所学专业的同时在一定程度上掌握其他STEM领域内的知识和技能，这样当他们进入人才市场找工作时就会更有竞争力。

　　STEM教育未来会有更丰富内容

　　《中国科学报》：STEM教育将来会怎样发展？

　　Martina Nieswandt ：科学终归要运用到社会中，推动社会的进步才能体现其意义。所以STEM必然与社会有紧密的联系。STEM未来可能会有更加丰富的内容，比如将某些社会科学的内容整合进来，让这四个领域的人，也让全社会看到它和社会科学的相关性及它的社会价值是如何体现出来的。

　　Elizabeth McEneaney ：社会上永远会需要这四个领域的人才，所以STEM教育一定会存在下去。比如无人驾驶汽车技术的研发投入了巨大的金钱，这项技术如果被研发出来，又会催生许多与此配套的新技术的发展。再比如说可能需要建设新型道路、新型路灯，还有可能设计出新的汽车形态。一个技术领域的发展总是会引领相关领域的一系列新技术的发展。

　　在STEM的四个学科领域中，相比于科学、技术和工程学，数学处于相对弱势的地位。未来，STEM的一个发展方向是数学需要加强，让科学、技术和工程学方面的教师帮助数学教师加强数学教育。

　　我还想强调一下，作为STEM教育的补充形式，后来又出现了STEAM教育，其中的“A”代表艺术。很多人是从一个宽泛的角度来看待此处所指的“艺术”的，比如音乐、美术、建筑、设计等等，这个概念现在越来越流行。史蒂夫·乔布斯设计的苹果系列产品就是一个很好的把艺术融入科技的例子。所以STEAM教育真的可以为我们创造更好的生活。

　　Martina Nieswandt ：STEAM现在还处于初步阶段，在一定程度上，它采取的是一种市场营销策略。一些STEAM学校把在STEM方面不是很强，但在艺术方面很强的学生招进来以扩大招生规模。

　　STEM教育的中国之路

　　《中国科学报》：在中国的STEM教育方面，您能否提供一些对中国学校和教师有用的建议？

　　Martina Nieswandt ：STEM作为一门单独的学科还是很难想象的，更重要的是把它作为一种教学方法。STEM教学所创设的课堂活动和教学要有开放性，要整合其他学科的内容和思维方式。

　　Elizabeth McEneaney ：从教师的角度说，大家在思考什么时候才能用到这样的教学法。希望中国的老师们理解，可以通过多种不同的方式进行STEM教学。比如在合适的时候给学生一些问题，让学生从不同学科的角度，利用不同学科的知识和技能去解决开放式问题。

　　从事STEM教学并不需要教师去掌握所有的知识，当然他们需要去不断地学习本学科内和其他学科内的知识。对学生来说，他们乐于看到教师自己也是学习者。除了个人的学习提高之外，我们非常鼓励不同学科的教师形成STEM教学团队。两个不同学科的老师可以找机会经常交流怎样用两个学科的知识教一个共同的话题。比如科学老师可以讲数学在科学中的应用，计算机老师可以在数学老师处寻求帮助将公式教得更好。但是任何时候都要记住STEM教学法的重要特征。

　　《中国科学报》：中国目前还是一个应试教育的大环境，在这样的环境下如何开展STEM教育？

　　Martina Nieswandt ：我的建议是从点滴开始。一个办法是在采用STEM教学法的同时把考试的内容巧妙地融合进来。

　　STEM教学法最终会得到教育研究的检验和支持，同样的教学内容用STEM教学法能加深学生的理解、记忆和应用。

　　如果教师能够通过测评向上级展示STEM教学法，能够让学生更深入地掌握知识和应用知识，那么更高的管理层就有望说服政府相关部门给教师更多时间来进行STEM教学的探索和实践。