近年來，隨著中國政府、學(xué)校和家長們對(duì)優(yōu)質(zhì)教育、素質(zhì)教育的日益重視，一種來自美國全新先進(jìn)的STEM教育逐漸被引入國內(nèi)。在當(dāng)今全球化和信息化時(shí)代，各種教育的新概念層出不窮，STEM教育以其先進(jìn)的教學(xué)理念和方法在發(fā)達(dá)國家興起并日益蓬勃發(fā)展，甚至被美國列入國家發(fā)展戰(zhàn)略。那么STEM教育是什么時(shí)候起源的?發(fā)展STEM教育有什么意義?中美STEM教育有什么差距?可以借鑒與合作的方面有哪些?

　　為了更深入探討關(guān)于STEM教育的這些問題，近日，中焦視線記者采訪了教育政策和績(jī)效評(píng)估專家、美國賦爾博學(xué)習(xí)研究中心(Forobot Learning Research Center)主任王建剛博士。王博士認(rèn)為，美國STEM教育起源早，發(fā)展全面，已經(jīng)形成較為完整的系統(tǒng)和教學(xué)理念，在中小學(xué)開始得到普及，有許多方法和經(jīng)驗(yàn)值得中國借鑒和吸收。

　　　STEM教育在發(fā)達(dá)國家興起，中國政府高度重視其發(fā)展

　　STEM是科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineering)、數(shù)學(xué)(Mathmatics)的縮寫，近年來也有人將藝術(shù)(Arts)加入，變成STEAM。主要目的是支持學(xué)生以學(xué)科整合的方式認(rèn)識(shí)世界，以綜合創(chuàng)新的形式改造世界，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的創(chuàng)新能力，以適應(yīng)不斷更新的專業(yè)知識(shí)和快速變化的社會(huì)。

　　STEM教育很早就在美國起步，最早可溯源于1986年，美國國家科學(xué)委員會(huì)發(fā)表了《本科的科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程教育》報(bào)告，被認(rèn)為是美國STEM教育的開端。1987年，美國成立了一個(gè)專門致力于在初中和高中提供嚴(yán)密的STEM教育課程計(jì)劃的機(jī)構(gòu)，名字為“項(xiàng)目引路”機(jī)構(gòu)(PLTW)。

　　近年來，美國政府對(duì)STEM教育重視程度不斷提高。2016年9月14日，基于對(duì)STEM未來十年的發(fā)展愿景與建議，美國研究所和教育部聯(lián)合發(fā)布了《教育中的創(chuàng)新愿景》(即《STEM2026》)。2017年《美國競(jìng)爭(zhēng)力計(jì)劃》提出知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代培養(yǎng)具有STEM素養(yǎng)的人才是具有全球競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵，并大力加強(qiáng)了對(duì)STEM教育的投入，總統(tǒng)特朗普撥款2億美元加大對(duì)科學(xué)、技術(shù)、工程以及數(shù)學(xué)(STEM)專業(yè)教育的支持，尤其注重計(jì)算機(jī)科學(xué)和編程方面的學(xué)校教育。

　　STEM教育在發(fā)達(dá)國家經(jīng)過多年理論創(chuàng)新和實(shí)踐應(yīng)用，取得了良好的效果。STEM教育在發(fā)達(dá)國家興起的同時(shí)，近幾年來，這股教育改革之風(fēng)也吹向中華大地，日漸被中國學(xué)校、教育機(jī)構(gòu)、老師、家長和學(xué)生熟知和重視，逐漸形成一股潮流。

　　王建剛博士對(duì)STEM在中國的發(fā)展有著其獨(dú)到的見解。他表示，中國目前勞動(dòng)力數(shù)量世界第一，但高端科技技術(shù)人才缺乏，要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，STEM教育變得尤為重要。同時(shí)，中國處在一個(gè)技術(shù)高度變革的時(shí)代，從互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能到智能制造，中國為了能夠在新一輪的技術(shù)革新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)中取得優(yōu)勢(shì)，也日漸重視STEM教育，對(duì)STEM教育的認(rèn)識(shí)也不斷提高。我國國家戰(zhàn)略政策中雖然沒有直接寫明STEM，但是在內(nèi)容上體現(xiàn)了STEM的內(nèi)涵(源自中國教育科學(xué)研究院發(fā)布的《中國STEM教育白皮書》)�！度�民科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)計(jì)劃綱要實(shí)施方案(2016-2020年)》、《教育信息化“十三五”規(guī)劃》中都明確了STEM教育發(fā)展任務(wù)，發(fā)展STEM教育已經(jīng)成為我國教育發(fā)展的重大戰(zhàn)略：“有條件的地區(qū)要積極探索信息技術(shù)在'眾創(chuàng)空間'、跨學(xué)科學(xué)習(xí)(STEAM教育)、創(chuàng)客教育等新的教育模式中的應(yīng)用”。2017年9月，教育部在《中小學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)課程指導(dǎo)綱要》明確綜合實(shí)踐活動(dòng)是國家義務(wù)教育和普通高中課程方案規(guī)定的必修課程，要求發(fā)展學(xué)生綜合運(yùn)用各學(xué)科知識(shí)，認(rèn)識(shí)、分析和解決現(xiàn)實(shí)問題，提升綜合素質(zhì)。

　　同時(shí)，中國有很多新興產(chǎn)業(yè)崛起，也對(duì)創(chuàng)新性的人才產(chǎn)生了巨大的需求。但總體來說，中國STEM教育由于起步晚，教學(xué)理念、師資力量、評(píng)價(jià)體系等都相對(duì)落后，現(xiàn)有的部分STEM教育也存在教育理念誤導(dǎo)、教學(xué)方式偏頗、課程設(shè)計(jì)拔苗助長等諸多問題。

　　中美STEM教育發(fā)展差距大，美國從中小學(xué)開始起步

　　STEM教育在美國已有三十年歷史，那么經(jīng)過這么多年發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入什么階段?面對(duì)中焦視線記者的提問，王建剛博士從不同的角度闡述這個(gè)問題。他表示，美國STEM教育經(jīng)過多年的不斷理論創(chuàng)新和發(fā)展，目前已經(jīng)進(jìn)入相對(duì)成熟的階段，不論是師資、課程、資金和培訓(xùn)等資源都非常豐富，已經(jīng)深入美國的教育系統(tǒng)。

　　具體到中美STEM教育的差別，王博士指出：首先，在教學(xué)方法上，美國得益于多年來倡導(dǎo)的基于項(xiàng)目的和基于問題的學(xué)習(xí)PBL(Project Based Learning or Problem Based Learning)為主的教學(xué)方式，注重從小在生活中深入地對(duì)學(xué)生進(jìn)行方法論、實(shí)操方面的培育，引導(dǎo)學(xué)生通過合作與實(shí)踐，完成課題項(xiàng)目和解決生活中遇到的難題，這與STEM教學(xué)提倡的融合各個(gè)學(xué)科、強(qiáng)調(diào)動(dòng)手實(shí)踐來學(xué)習(xí)科技和工程知識(shí)技能有很好的銜接。美國的STEM教育之所以發(fā)展迅速，也源于流行強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)是有趣的(Learning Is Fun),學(xué)生們?cè)谧鲋袑W(xué)、玩中學(xué)，整個(gè)過程充滿了豐富的趣味性和新鮮感。通過這種啟發(fā)探索式教育方法，學(xué)生們既練出了心靈手巧的能力，又培養(yǎng)了敢于想象的靈氣。

　　其次，經(jīng)過多年的發(fā)展，STEM課程資源十分豐富。各高校教育學(xué)院、非盈利組織、各出版社等提供了大量的STEM課程。比如，美國著名的電視網(wǎng)PBS的少兒頻道，經(jīng)常會(huì)播出STEM相關(guān)節(jié)目，而且提供相關(guān)的教學(xué)計(jì)劃。

　　在學(xué)生教學(xué)年齡上，美國大力推行K12(kindergarten through twelfth grade)STEM教育，讓學(xué)生從小學(xué)和中學(xué)基礎(chǔ)教育階段就開始STEM學(xué)習(xí)，而中國目前則主要把STEM教育放在高等教育階段進(jìn)行，更注重理論及概念認(rèn)知，教師按照分學(xué)科的模式培養(yǎng)。

　　在理論上，美國STEM教育已經(jīng)形成一套完善的理論系統(tǒng)，從課程、實(shí)踐到評(píng)價(jià)體系都有一套科學(xué)的方案，學(xué)校和老師對(duì)STEM教育也認(rèn)識(shí)較為充分。

　　王建剛博士向中焦視線記者闡釋，總體來說，美國STEM教育在政府重視程度、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和方法、師資力量、理論系統(tǒng)等領(lǐng)域都遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先中國，有許多方法和經(jīng)驗(yàn)值得中國借鑒和吸收。王建剛博士舉了個(gè)斯坦福教育學(xué)院給兒童設(shè)計(jì)的登月火箭課程例子。孩子們?cè)诹私饬嘶�本的火箭、登月艙、宇航員等情況后，教師讓孩子們根據(jù)5天的登月計(jì)劃來討論：總共需要多少水、食物、火箭的補(bǔ)給?孩子們學(xué)會(huì)運(yùn)用加減法以及乘法等數(shù)學(xué)知識(shí)幫助自己解決火箭的補(bǔ)給問題。老師帶著孩子們一起畫了一個(gè)空空的火箭，將火箭里面需要裝載的各種食物、水、油箱、宇航員座位、火箭頭、火箭尾等物品準(zhǔn)備在旁邊。孩子們根據(jù)之前計(jì)算和規(guī)劃的結(jié)果，把相應(yīng)的補(bǔ)給都塞到火箭里形成完整的火箭。這種教學(xué)方式不僅僅教授數(shù)學(xué)知識(shí)，更重要的是讓學(xué)生體驗(yàn)、觀察和想象，了解到火箭的具體結(jié)構(gòu)，并實(shí)際學(xué)習(xí)和運(yùn)用了科學(xué)、工程方面的知識(shí)，如此學(xué)到的知識(shí)會(huì)讓孩子受益一生。

　　中美STEM教育合作空間巨大

　　王建剛博士認(rèn)為，STEM教育美國開展多年，資源十分豐富，而中國正借人工智能和新興科技的發(fā)展，以舉國之力在努力趕超，中美這兩個(gè)世界教育大國的合作與互補(bǔ)前景十分廣闊。今年美國總統(tǒng)特朗普訪華期間，中美兩國元首達(dá)成的共識(shí)中就指出：歡迎每年在兩國舉辦“中美青年創(chuàng)客大賽”，并在兩國新設(shè)若干“中美青年創(chuàng)客交流中心”。

　　中國要加強(qiáng)STEM教育，依靠自身努力的同時(shí)，可以與美國在STEM戰(zhàn)略規(guī)劃、課程資源、教師培訓(xùn)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等各個(gè)方面加強(qiáng)借鑒與合作。

　　第一、進(jìn)行STEM的戰(zhàn)略規(guī)劃。美國的STEM教育戰(zhàn)略規(guī)劃中的所有任務(wù)都有實(shí)施路線圖，都制定了其短期、中期、長期的戰(zhàn)略目標(biāo)及相應(yīng)的實(shí)施策略。同時(shí)，美國各地也開展了相應(yīng)的STEM規(guī)劃和部署。例如，美國北卡萊羅那州就發(fā)布了STEM戰(zhàn)略規(guī)劃。

　　我國可以借鑒其規(guī)劃先行的思路和方法，在國家教育政策層面、在各地教育措施和實(shí)施層面，都出臺(tái)相應(yīng)的STEM戰(zhàn)略。甚至在每一級(jí)教育教學(xué)機(jī)構(gòu)，都應(yīng)該由自己的STEM實(shí)施方案和行動(dòng)計(jì)劃。王博士指出，我國的制度優(yōu)勢(shì)是能整合社會(huì)的總體資源來優(yōu)先發(fā)展對(duì)我們最重要的部分。一旦我們認(rèn)識(shí)到了STEM的重要性，并且配套的方針政策、戰(zhàn)略計(jì)劃能迅速跟上，則各種戰(zhàn)略資源都會(huì)集聚起來，在全社會(huì)形成教育創(chuàng)新。

　　第二、交流和豐富STEM課程資源。美國已經(jīng)形成了一個(gè)巨大的STEM教學(xué)資源庫，分布在不同的組織機(jī)構(gòu)中供學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)使用。我們可以采用拿來主義，將這些課程本土化后與我們的教學(xué)實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行使用，節(jié)省大量的課程研發(fā)時(shí)間。同時(shí)，由于STEM課程倡導(dǎo)科技文化，與我國崇尚科學(xué)的文化和價(jià)值觀十分契合，不必?fù)?dān)心文化侵入和價(jià)值觀引導(dǎo)的問題。王建剛博士認(rèn)為，這需要熟悉中美兩個(gè)文化、了解兩國教育政策和教育實(shí)踐的STEM教育從業(yè)者來幫助進(jìn)行甄別、翻譯、編撰。

　　第三、進(jìn)行STEM標(biāo)準(zhǔn)制訂和認(rèn)證。美國已經(jīng)發(fā)展出來對(duì)教師和學(xué)校的STEM教育評(píng)價(jià)體系，這些評(píng)價(jià)體系是開展STEM教育很好的指導(dǎo)，利用STEM評(píng)價(jià)給出教育政策建議、提供教學(xué)幫助等。重點(diǎn)是幫助教育行政主體進(jìn)行STEM教育規(guī)劃和設(shè)計(jì)，建立和完善本地區(qū)的STEM教育質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、自我評(píng)估工具、基于量規(guī)的STEM學(xué)校教學(xué)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等，幫助各地STEM課程教學(xué)的開展。中國的STEM雖然起步不久，但是我們的教育基數(shù)十分龐大，發(fā)展?jié)摿Σ豢上蘖�，這給評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的研制帶來大量的觀測(cè)樣本和跟蹤數(shù)據(jù)。王建剛博士也專門提出了一種STSS教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果、教師的教學(xué)能力、學(xué)校的教學(xué)體系、政府和社會(huì)上的STEM資源整合等多個(gè)方面進(jìn)行測(cè)評(píng)，形成一個(gè)總體的STEM教育生態(tài)評(píng)價(jià)體系。目前，STSS已經(jīng)在美國和中國的部分地方開展了評(píng)價(jià)試點(diǎn)。隨著評(píng)價(jià)體系的不斷完善和評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的不斷豐富，STEM教育將會(huì)有更多的依據(jù)和指導(dǎo)。

　　王建剛博士個(gè)人介紹：

　　王建剛，美國賦爾博學(xué)習(xí)研究中心(Forobot Learning Research Center)主任,ASPA(美國行政管理學(xué)會(huì))、CSTA(美國計(jì)算機(jī)科學(xué)教師學(xué)會(huì))會(huì)員，美國加州州立大學(xué)富勒頓分校訪問學(xué)者，復(fù)旦大學(xué)公共管理博士后，同濟(jì)大學(xué)管理科學(xué)與工程專業(yè)博士。曾任復(fù)旦大學(xué)公共績(jī)效與信息化研究中心副主任，多年政府績(jī)效管理和咨詢經(jīng)驗(yàn)，專注從事教育評(píng)估、組織績(jī)效和政策分析等研究和咨詢。