就因为少了这个A，中国孩子的STEM素养差了好多
看点上海STEM云中心的创办者张逸中是一个没有参加过中考和高考、一路保送至华师大的博士，也是一个从小就参加市级、国家级等各种科技比赛，获奖无数的科技达人。如今他和他团队正在为中小学生定制STEM课程。在张博士看来，因为缺少了STEAM教育中的A（Arts，人文艺术教育），中国的STEM教育总是缺了点什么。而囊括在A中的家庭启蒙教育、社会价值观和大环境等，又恰是提高国民科学素养不可或缺的重要因素。
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文 | 马用雷 编辑 | 闻琛
张逸中从小就参加各级科技比赛，获奖无数，其中最高级别的比赛是2005年的第56届国际科学与工程大奖赛ISEF，他获得了计算机学科二等奖。ISEF被誉为全球青少年科学竞赛的“世界杯”，曾诞生过数十位诺贝尔奖。MIT林肯实验室还将21825号小行星命名为“张逸中”星，这也成为了他人生的一个里程碑——
因为这个世界舞台，“我看到了世界STEM教育真正的水平是怎样的，以及我这样的水平其实在整个世界上来说就是很normal而已。”
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这种认知上的巨大转变，究竟缘起于何？
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这背后又是什么原因，限制了我们对世界STEM教育真相的了解？
中国孩子的STEM综合素养落后于世界的真正原因又是什么？
带着这样的疑问，外滩君对张逸中博士进行了专访。在一个装修简单、满是各种课程工具和器材的自由空间里，终于得到了关于那个问题的满意答案。
“作为科技和创新强国，美国从上世纪50年代起就开始发展STEM教育了；相比之下，目前国内对STEM教育真正了解的人并不多，因为是舶来品的关系，多数人对此还是陌生的。”
“从我个人的经历来看，从学生走到老师，也当过很多科技大赛的评委，一方面，我能把握到中国在STEM教育这一块的问题出在哪，以及为什么会出现这些问题；另一方面，这些经历让我能够了解到不同人的思维方式、考虑问题的出发点在哪。基于此，我们成立了上海STEM云中心，就是希望能将中国的STEM教育落到实处，而不是停留在空喊口号和引进理念的阶段。”
不过在张逸中看来，上海有它的环境优势——通过制度创新，允许公立学校自主采购服务，使得很多立足教育创新的商业机构和企业就可以发挥承上启下式的作用，填补中间空白，将部分政府职能通过社会化运作的方式做到最好，然后再分别输送给学校和家长。
“另外，如果了解美国STEM教育的历史，其实他们是从高校转移和承接到基础教育的；而在中国要想发展STEM，高校那一块是缺位的，导致相关的课程和师资一直很匮乏——懂教育的未必懂科学，而搞科技的不一定能教学。我们目前的团队刚好就能充当这样一个桥梁，既有相当的科学素养，又具备一定的教育背景。”
A1= 家庭的启蒙教育
说起自己为什么会最终走到STEM教育这条路上来，张逸中说父亲的启蒙教育至关重要。
回想起自己那没有参加过中国高考而不完整的学生生涯，张博士说到，“也许这是一种遗憾，但人生哪能没有遗憾呢？正是因为受到应试教育的影响小，所以我们看到的天空兴许就是不一样的。”
“真正接受过正统STEM教育的人，像我的师兄师姐，现在全都在国外最顶尖的科学实验室和公司里，而这也正是我们国家最稀缺和最迫切需要的人才；另外，这一批人（通过竞赛，当年受益于国家的高考保送制度）身上的另一个特征其实是因为他们受到国内体制教育影响的痕迹较小，也都没有参加过高考。”
“如果再追溯，其实我爸妈并没有相关背景，不是大学教授，也不搞学术；爸爸是搞艺术的，但也爱动手做点小东西。对我影响最大的其实是他们的教育观念——除了做人和安全等原则性问题，所有在父母目所能及范围内的事情，都允许我去做。”
“之前华师大也有一个专门针对此的研究课题，发现我们这一批通过竞赛走过来的孩子有一个共性——家庭环境都比较宽松，鼓励孩子个性化发展，而不强求分数。”
“我爸的观点就是只要我的成绩维持在中上水平，不掉队就好；成绩再往上，价值就不大了。”
受到爸爸的鼓励，张逸中从小就喜欢做模型、玩航模，初中开始就学做机器人，都是自己画电路板。一直参加大大小小的科技比赛。遇到不懂的，就自己找老师，甚至为此自学大学教材。而至今让他感动多年的是，“爸爸2000年的时候就拿家里的积蓄毅然决然地给我买了电脑，要知道对于一个工薪家庭，那会儿电脑还算是很贵的，但他看到了电脑一定是未来的趋势。可以说父亲的启蒙教育对我后来的发展起到了决定性的作用——人格塑造，包括我的‘三观’。”
爸爸很强调培养他自己解决问题的能力，“比如小时候搞小发明需要很多电子小部件，他就给我钱，坐公交车自己去上海有名的电子二手市场虬江路‘淘宝’。在这个过程中，我的沟通、表达以及社交能力得到了很好的锻炼。”
“还有一件事，你可能想不到，我差点就进了申花队，我爸从小坚持送我到体校踢球，从小学一年级一直到初一踢了六七年的球。当时的想法不是为了让我当运动员，虽然98年那个时候踢球很火，我爸纯粹是为了磨炼我的意志。”
这种教育经历显然在后期给了他很大帮助。“比如遇到挫折时，我比别人的耐受力要更强，因为踢球那才叫苦，现在的这些都不算什么。”
“很多我小时候的发明，说出来也许别人都难以置信。我的第一个发明是四国大战军旗的自动裁判器，其实原理很简单，但我是第一个做出来的。另外，我之所以能获得很多奖，真的是因为我很喜欢这个东西，所以老师也都很喜欢我，也不像别的孩子为了以后升学留学有一个经历弄一弄就算了。”
“父亲的启蒙教育，以及从小培养起来的个人兴趣和综合素质奠定了我后来会走STEM教育这条路的基础。”
A2= 社会的价值观念
但真正改变人生的，是当他通过大大小小的竞赛走出国门，走向世界的时候。
“那一刻，我的价值观被彻底改变了！”——
美国一个14岁孩子做出了核反应堆；
在国外，很早就有人在研究虚拟现实VR/AR技术了；
也有在研究癌症方面的，这些可都是高中生而已。
难道这说明国外的孩子比中国的孩子就是聪明吗？不是！
最根本的差异就是他们会想“我做这件事，以后会对社会产生什么实实在在的价值”，这也是他们给我的最大启发。而不是像中国那种很空的纯粹功利主义想法，为了升学，为了眼前的那几年而已。
这让外滩君想起国际通用的一句老俗语——“谁笑到最后，谁笑得最好”。.
张逸中说到自己当时去参加ISEF这个世界性比赛时接触到一个17岁的德国男孩，由于父亲是残疾，所以他发明了一个手语翻译器，直接在显示屏上将手语翻译成文字。后来他的这一发明专利被大公司收购，最后也“顺带”成为了亿万富翁。
前不久也有一则消息，美国17岁姑娘Sara也是做了一个看似不可能的研究，发明了“海藻变石油”的低成本方法，因此一举获得美国“英特尔科学奖”（Intel Science Talent Search）的第一名，并受到美国奥巴马总统的亲自接见。
再比如之前很火的Alpha Go人工智能程序软件，这么成功的背后首先是因为几个博士生就是喜欢编程，并且坚持花了五年的时间专门来做这个事情，“我估计中国没有哪个大学生会花五年时间就为了写一个下围棋的程序，一个月下来可能就放弃了”，这是一种“工匠精神”——就是踏踏实实地做好一件事。
而中外的这个差距，其实就像在下围棋——段位不同。我们也许只能思考到两步，人家很可能已经想到五步之后的事了——“你以为人家是为了围棋而围棋，其实他们是将围棋作为一个表象，作为第一步而已，之后可以借助人工智能的进步拥有无限的发展空间和应用的可能。本质永远是为了突破人工智能的发展，之后的应用局面是不言而喻，甚至是你意想不到的——比如挑战《星际争霸》。”
说到这，终于勾出了张逸中内心的那个终极问题——
“很多时候我也在反思，为什么中国创新搞不上去？”
“其实真的就是因为我们思想还没有解放出去，而我们的中小学和大学教育却让学生成为一批没有想法的人。”
他总结，不管做什么，“首先我们得有想法，然后再去谈行动，最后能够坚持下去也很重要。但如果每一个环节都要弱那么一点，创新人才谈何容易？”
“背后很多都是因为从基础教育到社会大环境对学生整个价值观的影响。因为从来没有另外一种声音在告诉甚至鼓励学生‘是不是可以做点别的不一样的事？’似乎除了读书之外的一切都是不务正业。”
“当然，这不是说中国的东西肯定就是不好，背后有大环境和大背景的关系，比如优质教育资源稀缺、教育发展不均衡等。而这里的关键，是在改革开放‘后30年’经济需要整体转型的时代命题下，我们将何去何从的问题。教育是全社会问题的集中缩影，所有问题都会在教育当中反映——家长价值观的差异、社会价值观的分歧等等。”
A3= 社会大环境
荷兰工程艺术家Theo Jansen
花16年时间做成的风能怪兽
在国外，很多国家已经把科研创新、教育教学、产业转化这条路走通，即“产学研一体化道路”，因此社会大环境也是STEM教育发展很重要的一环。
拿美国来说，之所以重视STEM教育，源于“2061计划”，因为他们认识到人才和创新是美国未来持续发展的动力，因此更强调学生跨学科整合和解决实际问题的能力。美国STEM教育已经相对成熟，有一套科学、技术有效推动工程进步、工业发展，最终转化为国家和社会的整体竞争力的道路。
发达国家对社会各部分之间的分工协作定位十分清晰——高校就是做技术、科研，然后企业做成产品、投向市场，包括资本运作。比如，谷歌今年收购的很多机器人公司、人工智能、无人驾驶汽车等团队都是从大学出来的。大公司去高校引进有市场潜力的技术，作为公司未来发展的技术储备，做进一步的开发、营销。
比如全球规模最大的高中生科学竞赛ISEF就是由英特尔Intel公司领衔赞助。在这个基础上，通过知识产权协议的对接，大学研究人员可以从每一个产品的生产中得到一笔相应的产权收入。在物质有保障且回报丰厚的情况下，那些教授们就更愿意投入到新技术的研发中去。这样一套路数下来，产学研之间的良性循环就形成了。
而国内高校研究直接由企业来资助的其实很少，多数是政府拨款。待遇也完全不同，现在越来越多的大学老师被逼着出来创业开公司。
在美国，也正是因为政府、大学、企业等科研各方面的社会职能分工和对接非常清楚，为STEM教育和科研进步提供了足够的自由呼吸和健康成长的空间。
在西方，为社会服务是第一正位的价值观，虽然他们很强调个性发展和个人利益。做任何事他们首先会有个直觉——“这个事情做下来是‘好’的，至于最终是否真的能做出来不用太考虑，至少我要不断地去尝试，意义和价值在坚持行动的背后自会显现。”
这个所谓的“直觉”恰恰与西方的科学教育息息相关，背后是一套完备的科学理论和科学教育观的支撑——
科学本身就是不断的试错；
一个想法能不能实现要靠寻找证据、不断的实验验证及收集数据才能得出结论；
科学的发展是无止境的，没有标准答案，现在公布的一个研究成果只是阶段性的，始终会有需要改进的空间，需要收集更多的证据，效率也可以进一步提升……
“所谓的拔尖创新人才应该是这么来的”，张博士非常谨慎地指出，“我的观点不一定全对，但至少我经历的这些人和事告诉我的就是如此——科学教育的发展、社会创新的进步，正是一种社会价值观念整体塑造的结果，是整个社会成熟机制培育和支持下的产物。
近些年，国外学者认为应该将科学和人文艺术更好地融合起来，科技的强大和严谨搭配起人文的温度和人性不是更美吗？这也正是张逸中传达给大家的答案，从STEM到STEAM，这中间的那个A ( liberal arts， 包括社会大环境、价值观、父母教育观念等)，只不过国外已成熟，中国却已丢失太多年。
问答Q&A
Q：STEM教育是否等同于创客教育、机器人课、编程课或通用技术课？
A：在美国，创客（Maker）是有的，但没有所谓的创客教育，这个词实际上是中国人自创的。而追根溯源，国内“创客教育”这个概念之所以炒得这么火，是因为我国计算机、通用技术等学科的老师普遍不被重视——课时没保障，学科地位很低。因此“创客”一词出来之初就被很多人抓住，甚至连李克强总理在政府工作报告里都有提到。而“创客教育”这个新词就像一顶光鲜亮丽的帽子戴在老师们的头上。所以目前看到的创客教育几乎都集中在机器人、通用技术、计算机编程等课程领域，因为师资的主力军都是他们。
这里的问题其实就出在“有了帽子，没有内涵”。很多的课程内容都还只是停留在如何单纯地去做一样东西出来。做东西本身没有错，但如果教育缺乏素养的支撑和内涵的延展，则无异于空中楼阁，只能是“自娱自乐”而已。
这样来看，其实创客教育与STEM教育有很多融合一贯的地方，它们的表象一致，都会指向于一个具体的项目或产品。也有用STEM教育的方法来玩创客教育的内容或项目的，其实本质上的重点已经是STEM教育了。
也许名字本身没那么重要，对于国内创客教育的诸多做法究竟好不好，我持保留态度，因为我们老师的科学综合素养普遍不高。这种科学素养既包括科学研究的过程和方法，也包括如何在日常教学过程中培养学生的科学兴趣。如果只是教怎么做东西，那它充其量只能是技术教育，既不能称为科学教育，更不是STEM教育——背后的关键是，孩子们做出一个东西（机器人、小发明），他的科学素养究竟有没有提高？
其实是没有的，因为像钻孔、切割、组装等这些技术活的习得是不能等同于“科学”的，而中国人恰恰就很容易将“科学”与“技术”相混淆。
Q：目前我国的STEM教育存在着那些问题？
A：实际上STEM教育在美国首先不是一个单独的学科，而是作为一个跨学科教学方式的存在，除了人文学科之外，几乎所有的都可以囊括进STEM教育里。更有甚者，将人文（Art）也加入进来，变成STEAM教育。这样就自然对老师本身的综合素养有了极高的要求。
国内STEM教育除了师资，本身对于这种跨学科的教学方式还需要很长时间的适应，而过去那种应试、分科的做法已经很久，惯性很大，一时半会儿很难大改。即便是现在，很多学校的STEM教育课都是用通用技术或者选修课的课时来上，更别说专门的STEM教室了。
我国的STEM教育目前空白太多，需要全社会的共同努力，有人犯错了，有人探索出一条不错的路子。无论是从国家和政府层面进行教育资源的优化配置，还是推行多元考试评价机制改革，都旨在提升学生的科学综合素养，这些都是一个不断探索的共创互动的过程。
Q：如何提升学生的STEM综合素养？
A：科学素养似乎常常被我们等同于“动手能力”，但这四个字究竟是怎么来的？背后其实是要有一个庞大的科学教育体系来支撑——通过知识迁移，达到深度理解，而后才能应用于实际情境中的复杂问题，即所谓的“动手能力”，背后最主要的支撑是学生要具备“高阶思维”。
首先，整个社会和家长都要达到一个高度的一致性认知，即“我的孩子不能再死读书了”。但光这点家长们就很难达成共识，不然“幼儿园小学化”的问题就不会出现、“补课”市场不会依旧如此火爆……
其次，丰富学生的课余活动。学习本身是一种生活，不是说一天到晚就要围绕着知识、分数和考试转，否则就是舍本求末、本末倒置；学习的目的是为了更好的生活，如果学生的校园生活十分单调，不知道生活应该如何热爱，没有追求，未来又何谈拿出一份热爱和坚持精神来努力工作、组建家庭？！
且不论远的，就拿我们的近邻日韩来说，日本的学生体育很棒，大冬天女生穿短裙都没有问题，而我国时不时竟爆出某个学生跑步猝死的消息。这些难道还不值得我们深刻反思吗？素质教育不单单指科学素养，包括体育、艺术等人的长远发展所需的综合素养都是缺一不可的。日本明确规定学生必须会一门体育项目，至少参加一个学生社团。
而后，人的上升通道一定要多，不应该只有高考一条路，否则人才流失更是必然。以前还有高考保送，现在也取消了。而现在恰恰奇怪的是，体育和艺术类的通道至少是有的，但科技类却没有。中国可以参加的科技类竞赛一只手就可以数过来。
最后，STEM教育的核心是背后的“高阶思维”，而不是为了教知识。如果拿STEM的方法和项目只是为了教一个知识点的话，那它无疑是很低效的。比如去年大热的BBC纪录片：《中国老师来了》，不用看我们就可以知道——“英国人用探究、讨论等方法教一个知识点一定是低效的；而中国数学老师去英国教知识点肯定没有问题，成绩蹭蹭地就能上去”，因为中国老师在教知识点、提高成绩方面的技能几乎已经优化到极点了，甚至可以速成。但问题的关键是“这是教育应该有的真实面貌吗？”，反过来说，我们用STEM教育的方法就为了来讲一个知识点吗？没有意义的！因为没有用在刀刃上。
真正的STEM教育是学生综合运用知识，将原本孤零零的知识串联起来，并且与真实世界里的复杂情境主动联系，通过所学和深度理解，转化成“高阶思维”来解决真实的实际问题。所以STEM教育与创客教育最像的一点就是以PBL（Problem/Project - Based Learning）的方式在推进，通过完成一个项目或解决一个问题为引导，让学生有机会运用所学知识或技能。举一个可能不恰当的例子，我们教了学生一辈子如何切菜、提升刀工，却没有好好教过孩子如何真正地炒出一桌子菜。
这不是说知识就不重要，但它天生是孤零零的、死气沉沉的，重点是我们需要将知识重新灵活地组织和联系起来，并且永远是指向实际生活、指向未来社会的。
因此，从一个学校的层面来考虑STEM教育如何落地，可能不能仅限于课程，更多的是一种顶层设计，包括课程建设、创新空间及实验室建设、教师培训、竞赛出口，乃至外部资源。需要为学校拿出一套体系化的完整方案，学校才可能知道如何去推STEM教育，否则很容易就流于形式，赶着潮流热闹一番也就结束了。
荐书
张老师说目前国内STEM教育相关的好书不多，但美国达西·哈兰德著的《STEM项目学生研究手册》这本书值得一读。
《爱上制作》这本杂志也可以订阅来看。
还有一些国外的众筹网站：比如影响力最大的kickstarter，其次是indiegogo等都是可以时常浏览的，有很多最新科技的信息。再比如类似“瘾科技”（中文版）这样的网站也是他从小看到大的。
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