Q：最近常听说STEAM教育，这到底说的是什么呢？
A：这是在美国已经火得不能再火的教育概念，这五个字母分别代表——
Science（科学）,Technology（技术）, Engineering（工程）, Arts（艺术）, Maths（数学）。STEAM是美国政府提出的教育倡议，即加强美国K12关于科学、技术、工程、艺术以及数学的教育。奥巴马总统之前还号召全民学编程，可见有美国现在多么重视科技教育。
Q：这不就是我们学的数理化吗？我们国内学校教育一直都很重视的呀，有句老话“学好数理化，走遍全天下”。美国的STEAM到底有什么新奇之处？
A：美国STEAM教育还真和我们印象中的数理化有很大的差别，相比于“方程式和计算题”，STEAM教育更关心这两方面：
一是重视学习和现实的联系；
二是关注学习的过程，而非试卷上的对错。
STEAM教育正在国内悄然兴起，
风头越来越劲。
然而在传统教育下成长的我们，
是否真的领悟到了它的精髓？
今天我们来深入美国课堂，
揭开STEAM教育的神秘面纱，
看一看大洋彼岸的学生们
如何一步一步学习科学知识，
为迎接未来挑战做好准备。
【指导理念】
和国内情况相同，美国学校的课程同样有国家教育大纲指导。
上世纪90年代美国制定了第一个《国家科学教育标准》（简称“标准”）——也是全世界第一个。该标准指导美国科学教育多年，明确系统地定义了科学探究教学的核心概念，教学方法，评估以及教师培训等一系列内容。
然而美国人并没有停滞不前，而是与时俱进：考虑到世界格局的变化、国际国内的教育形势，以及教育理论的变革，科学教育者们不断反思，对标准进行修订，以适应社会的快速进步。直到2013年，《新一代科学教育标准》（NGSS）终于完成，并将逐步成为各州学校的教学指导方针。
《新一代科学教育标准》（NGSS）与前一版本相比，在科学教育思想和方法上有一些观点的转变，NGSS的附录中总结为7方面：
1. K—12年级的科学教育应反映出科学内在关联的本质。
2. NGSS的内容描述是学生的预期表现，而非课程。
3. NGSS中的科学概念需要从幼儿园到12年级连贯地建构。
4. NGSS中不仅关注对内容的深入理解，也关注对内容运用的深入理解。
5. 从幼儿园到12年级，科学和工程应集成在NGSS中。
6. NGSS为将要升入大学、就业和成为公民的学生而设计。
7. NGSS要与通用核心内容标准（美国教学内容标准）相对应。
由此可见新标准更重视跨学科知识的综合学习以及知识在实际中的应用，并且从低龄教育抓起，贯彻到整个教育体系中，为学生未来步入社会工作生活做好衔接。
【授课方式】
探究式学习（Inquiry Based Learning）是美国最常见的学习STEM学科的方法。从幼儿园开始，学生们就会在老师的带领下发现问题，进而调查研究，最后把成果展示给他人交流自己的发现。
其实这种学习理念在欧美国家已有多年历史。1994年，国际科学联合会（ICSU)组织了科学能力建设委员会（CCBS），专门研究在世界范围内推广Hand-on Inquiry Based Learning(HIBL)，课程内容包括生命科学、地球和环境科学、物理和物质科学、设计和技术四大自然科学领域。相信你对“做中学”会有一定的印象，这就是当年HIBL在中国推广时引进的这样一个概念。
项目式学习（Project Based Learning）是一个很好的探究式学习典范。在美国学校中，学生们每个学期总要完成几个耗时从几周到几个月不等的学习项目。正如在国内每个阶段学生都要接受测验来评定学习成果，美国学生的考核有很大一部分是通过自己的项目作品来展示自己所学的知识。
“那么项目式学习到底指的是什么样的教学法呢？”
——首先要以学生为中心，而不是传统授课中老师为中心；
——通过积极主动探索现实世界中的问题来掌握更深层次的知识内容；
——通过长时间的调查研究，来解决一个复杂的问题，进而学习学科知识。
“那么项目式学习的课堂有什么不同之处呢？”
——围绕一个开放式有驱动力的提问或挑战展开学习；
——提出一个需求，让学生掌握相关的知识和技能；
——探究的问题要保证学到新知识或者设计一个新装置；
——锻炼批判性思维，解决问题能力，合作以及多种形式的沟通，这些被熟知的“21世纪技能”。
由此可见，探究式学习非常重视参与感，学习真正成为了自己的事情——学生要为自己的项目做规划，查阅资料，亲自调查，得出结论。老师退到幕后，只在学生需要时提供必要的帮助。俗话说隔岸观火总没有身临其境体验的真切，学习亦是同样道理。那么，探究式的课堂会什么样子呢？
【真实课堂】
我在费城读书时，选了一门很有趣的课。除了正常的文献阅读和写作之外，我们还被分派到周边的小学课堂里进行课堂观察。很幸运地，我所在的学校是当地很有名气的公立学校Penn Alexander School。这所学校位置处于大学城内，和宾夕法尼亚大学教育学院（PennGSE）建立了紧密的合作关系，因此教育水平也有了强大的保障。
先来看看教学环境：
可以发现教室空间利用相对灵活，学生以小组为单位坐在一起，因此教室内只有5-6张桌子即可，腾出了更大的自由移动的空间。为什么这样设计呢？虽然只是幼儿园小朋友，但很多学习任务都需要小组完成：比如搭伴阅读，共同制作海报等。在完成团队学习任务时，老师们鼓励学生在教室内随意找到自己喜欢的位置进行学习，小组之间避免互相干扰，这时候宽敞的空间就变得很有必要了。
教室外走廊通常为学生作品展示区，可见美国教育在各个方面都在培养学生的分享交流意识。
再来看看项目式学习：
虽然幼儿园小朋友单词还拼不对也认不全，但他们还是要完成很多阅读和写作。比如一个学习小组在做恐龙方面的研究，他们日常的任务就是在教室里找到相关的书籍进行阅读，然后把自己学到的恐龙知识总结下来。
看似简单的一个任务，但这里面包含了很多能力的培养和训练：首先是基本的阅读能力，这是进行良好学习的基础。其次是逻辑能力，6到7岁的孩子认知水平大部分还处于前运算阶段后期（Pre-operational Stage）,即将进入抽象性思维地发展期，因此让他们进行概括总结，梳理整体与部分间的关系是件很有挑战性、锻炼思维的任务。最后，因为是小组学习，孩子们需要学会分工和协作，才能把任务做好，交流沟通的技巧自然必不可少。
除了恐龙研究这种短期项目学习，每个学期也会进行持续很久的科学项目，比如学习蝴蝶的一生。这是一个跨度较长的学习过程，内容也较为丰富：老师会带领大家读书，了解蝴蝶每个成长阶段的特点，学习专业的科学词汇；同时孩子们都会认领一枚卵，独立观察它的发育生长并进行记录。整个学习过程繁琐又漫长，但每一个学习点滴都会记录在学生的作品夹里。学习结束后，每人都有自己的小蝴蝶和厚厚一沓自己精心整理的资料，成就感自然不言而喻了。
项目式学习贯穿整个K-12年级，随着年龄的增长，学生们探究的内容将逐渐深入，成果形式也会越来越接近真正的科学研究。4到5年级的学生能够掌握做科学研究和工程设计的步骤，并真正去实践：试想下还不到10岁的小朋友侃侃而谈科学假设，展示自己的工程设计原理，而且最后还附上标准格式的参考文献，你的感受是什么呢？
【结束语】
前一阵子有位叫Easton LaChappelle的美国少年在网上突然火了起来，因为还不到20岁的他竟低成本地开发出了用意念控制的机械手臂，将义肢成本大大降低。
很多专家都认为无法实现的事情，Easton从14岁开始，花费5年时间做到了。很多报道将他与乔布斯相比，他也受到了奥巴马总统的接见以及NASA合作研究的邀请。
Easton决定深入研究机械手臂时，他还对编程和机械一知半解。然而通过五年的不断试验打磨产品原型，他已经写出运行顺畅的代码并制作出第四代的机械手臂。
很多时候在学校我们觉得STEM知识很枯燥乏味，我想是因为学习缺乏一个实际些的目标。当学生真正发现自己所做的事情和生活息息相关，并且可能改变世界时，内心本能的学习动力自然会被激发，也会主动地想做的更好。
我想美国盛行的STEM教育，就是用探究式学习在知识和生活之间架起了桥梁，让学生可以在两者之间自由探索，一边磨练技能，一边寻找自己的目标所在。
也许就是这样探索的过程，不知不觉间成就了一个又一个改变世界的人。