STEM教育何以落地中国

【摘要】STEM教育已经发展成为全球教育改革中各国的战略选择。本文通过多个国家及地区的STEM教育发展战略分析和对比，以美国新发布的美国STEM教育2019-2023年五年战略“北极星”计划《制胜之道：美国的STEM教育战略》为例，分析我国STEM教育的现状和重要关注点，从中提取我国STEM教育发展需要的有益经验。【关键词】STEM教育;国际对比;跨学科主题学习STEM教育已经发展成为全球教育改革中各国的战略选择。目前，我国已经有一些STEM教育落地的政策。中国教育科学研究院STEM教育研究中心已于2017年发布《中国STEM教育白皮书》和《STEM教师能力等级标准》。在2015年教育部发布的《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）》和2016年国务院发布的《全民科学素养行动计划纲要实施方案（2016-2020年）》中均提出要探索STE（A）M教育、创客教育等新教育模式，促进学生创新精神和实践能力的发展。2022年教育部印发的《义务教育课程方案和课程标准（2022年版）》特别强调了各学科要开展10%“跨学科主题学习活动”，也与STEM教育的理念有异曲同工之意。各国STEM发展战略及相关政策世界经济合作发展组织（OECD）在2011年的报告中指出，欧洲STEM教育政策的关注点是STEM人才培养和技能提高，认为STEM相关行业领域的发展是欧洲能够持续创新、发展经济和提高国际竞争力的关键。芬兰政府开展校企和社区—家庭等多方机构的共同合作，积极推动STEM教育发展，以重大项目为载体构建全国范围的STEM教育网络。在历来重视“做中学”的基础上，芬兰教育部在上个世纪90年代就推出了LUMA项目（芬兰语自然学科“LUonnontietee”和数学“Mathematics”两词的缩写）。国家LUMA中心鼓励所有的合作机构和个体自由开放地分享他们的创意、优秀经验和实践做法，促进和支持儿童、青年和教师形成一定的社群组织。LUMA项目作为芬兰的STEM教育实践的基础，增强了学生对STEM教育的兴趣。英国在2002年就已经把STEM教育正式写入政府文件，从国家战略的层面上推进STEM教育。2017年，英国出台了《建立我们的工业战略绿皮书》，提出技术教育是英国在现代工业战略中的核心。英国就业和技能委员会的数据反映，由于缺乏具备所需技能和经验的人，英国的STEM领域有43%的“技能缺口”难以填补。政府为应对这一情况加大投入并建立专门机构，设立国家项目促进STEM教育的发展，解决技能人才短缺的问题。近年来，英国广泛开展STEM教师培训，建立了国家科学学习网络，确立了国家级STEM示范活动，并启动了国家科学技术大赛和高等教育STEM计划。澳大利亚的STEM教育可以用“全方位、全领域、全民性”来概括，2001年，澳大利亚教育部制定了一个为期五年的促进科学创新能力的计划——提高澳大利亚人的能力（BBA）。2004年澳大利亚教育部又推出“创新、科学、技术、数学教学推进计划”（BISTMT），其主要目标包括鼓励澳大利亚学校的创新意识。2012年澳大利亚政府启动一项名为“守护澳大利亚的未来”（SAF）项目，提供1000万澳元进行系列战略课题研究。2015年12月7日，澳大利亚政府发布“国家创新与科学议程”（NISA），提出24项计划，其中之一便是“提高所有澳大利亚人数字素养与STEM素养”。在2015年12月11日，澳大利亚联邦及各州和地区教育部长签署了《STEM学校教育国家战略2016-2026年》，提出五个国家行动领域，包括提高学生和教师STEM能力、支持学校STEM教育机会、促进与高校和企业的合作、建立数据库与证据库等。为了加强STEM领域后备人才的培养和储备，2013年5月，美国国家科学与技术顾问委员会向国会提交了《联邦政府关于科学、技术、工程和数学（STEM）教育战略规划（2013-2018年）》;2018年，为进一步巩固美国的STEM教育在国际竞争中的领先地位，美國发布了新的“北极星”五年战略计划《制胜之道：美国的STEM教育战略》，对美国2019-2023年五年间STEM教育未来发展战略进行了规划和部署。我们可以看到，STEM教育已经不仅仅是教育的改革，也已经出现在国家战略层面上的各种政策和文件中，如表1所示。STEM教育何以落地中国，从国际政策比较的视角，我们也能够得到对我国STEM教育的发展和STEM课程实践落地的有益方法和路径。我国STEM教育发展启示STEM教育本身是综合课程的一种表现形式，体现的是分门别类的学科知识走向统整的趋势。与其相对的概念是单学科教育，这与我国基础教育课程改革的方向具有内在的一致性，如何加强各学科间的关联和实现课程“统整”也是我国自新世纪基础教育课程改革以来的重要议题。具体来说，1999年颁布的《中共中央国务院关于深化教育改革，全面推进素质教育的决定》，要改变课程过分强调学科体系、脱离时代和社会发展以及学生实际的状况，加强课程的综合性和实践性，重视实验课教学，培养学生实际操作能力。2001年我国启动第八次课程改革，强调“自主合作探究”的学习方式。2017年教育部印发《义务教育小学科学课程标准》，小学科学课程的内容主要包括物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程四个领域。还单独印发了《中小学综合实践活动课程指导纲要》，规定了综合实践活动课的基本要求。2022年4月教育部颁布的《义务教育课程方案》单独提出了各学科10%“跨学科主题学习活动”概念，并且规定了各个学科如何选择“主题、项目、任务群”开展实践活动，这也是强调课程的结构化设计，强调学生知行合一、学以致用。STEM课程的落地存在诸多挑战。一方面，跨学科知识教授和学习与原有的学科化知识教学的惯性相悖，在实施层面带来巨大的困难和挑战;另一方面，STEM课程的知识体系本身存在科学性，它是情境化的、易整合理解的。很多STEM课程的知识在生活中本来就是一体的。STEM课程的这种特点也让其能够成为一个可开展的、受喜爱的课程模式。通过项目式学习等学习方法了解这些知识符合人的认知规律，通过在现实问题情境中综合运用多学科知识解决问题的学习方法又能丰富学习的趣味性。STEM课程在课程实施中为教与学带来新的活力。教师如何能既饱有本学科意识与素养，同时又能跳出原有单一的“学科本位”立场，做到“眼中有人”，引导学生综合运用学科知识解决生活问题，主动培育有理想、有本领、有担当的时代“大先生”，这是当前教师面临的新的机遇与挑战。从我国STEM教育落地的角度上讲，如何研读新课程方案和课程标准对“跨学科主题学习”的要求，结合STEM、项目学习等要求为教师提供课程实施过程中多学科教师协作的机会，如引导教师能够有效利用科技馆或者博物馆资源具有现实意义和丰富的生成性知识的内容开展主题学习、鼓励教师在教学设计中始终把握以学生为主体的思想开展STEM教育，让学生融入地方文化的特色研学旅行等，这些都需要从宏观政策层面和学校课程管理建设层面给予更多的空间。对比发现，英美存在的STEM人才缺口，在我国也是STEM教育发展的瓶颈，不管是专业技能方面的人才还是STEM教师都很缺乏，因此在政策和发展战略上需要站在增强STEM人才队伍建设的基础上进行设计。另外，从芬兰、日本、德国、澳大利亚等国的STEM课程设置可以看出，STEM教育的教学内容及覆盖学科应该是以社会需求为导向、以发展学生能力为主要和终极目标，真正做到培养有社会性的STEM人才，为国家建设做好人才储备。从各国的战略细节上可以看出，STEM教育的具体开展方式对成效会产生直接的影响。我国已经有一些有益的STEM教育政策，也对STEM教育的发展提出了相关的要求和规划。应正确认识当前提倡的10%“跨学科主题学习”与STEM教育之间的内在联系。他们不是毫无关联，其共同点在于“融合”二字。都是强调要从学科课程内部发力，以学科课程为“根”接研究性学习、项目学习之“枝”，充分发挥研究性学习方式对于育人方式转变的作用，凸显学科课程的实践取向、综合取向，促成学科知识与现实生活的链接，实现学以致用、知行相须。通过分析其他国家和地区发展的战略特点，也提示我们在STEM教育实践方面应以学生为本，注重增强STEM教师培训、发展STEM教