STEM教育就是编程、机器人课程吗？

2016-2017年，因工作的缘故，我首次接触到“幼儿科学”这个专业领域，更在某次讲座上，听到南京师范大学张俊副教授介绍的STEM教育理念，深受触动，不仅推翻了我以往对孩子教育的固有认知，更深深启发了我对孩子未来发展的思考。

与同为家长的朋友闲聊时，发现大家对STEM教育的了解便是“编程教育”“机器人课程”......我深知这是商业传播的误导，但也与艰涩的学术知识难以普及有莫大的关系。

踌躇良久，我终于还是鼓起勇气，以我浅薄的知识“存量”和粗糙的表达，希望能够尽力把STEM教育理念客观地与各位呈现。

认识STEM教育

STEM教育最早是美国政府提出的一种教育理念。1986年，美国国家科学委员会发表《尼尔报告》，报告提出突出科学、数学、工程和技术的概念，被誉为STEM的开端。2007年在《美国竞争力法》中，纳入了一些主要的STEM教育立法建议，在110届国会会议中通过，并于2007年8月9日签署生效。2011年，时任总统奥巴马在《美国创新战略:确保我们的经济增长与繁荣》的政府报告中指出，美国未来的经济增长和国际竞争力取决于其创新能力。“创新教育运动”指引着公共和私营部门联合，以加强科学、技术、工程和数学教育（即STEM教育）。

2016年3月，美国政府拨款2.4亿美元促进STEM教育发展。3月17日，美国联邦国土安全部发布了一条新政令：原来STEM领域的OPT（实习期）是17个月，现在增加至24个月。7月，美国民主党总统参选人希拉里把STEM专业毕业的研究生和博士生与绿卡订在一起的政策放在她的科技创新计划中。

我们常从国际时事中可窥见世界发展的动态，作为世界“一哥”的美国教育风向释放出了两个重要信息：一是科学、数学、工程和技术已影响着我们现在和未来的生活以及社会的发展；二是创新能力将是未来的核心竞争能力。

究竟STEM教育是什么呢？

STEM即科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）的首字母组合而成，后期更有加入艺术（Arts），使理念整体更完整。从字面上看，我们可能会认为这是一个提倡重视理工科的教育理念，但其实本质是通过综合性的项目活动，在科学、技术、工程、数学这些独立的学科间建立联系，把学生学习到的零碎知识变成一个相互联系的统一整体的过程。这个过程可以消除学科之间的学习障碍，并实现跨学科的学习。

纵观我国的教育，我们以及我们的孩子们一直以来接受的教育都具有结论性知识传授（背概念、背公式）、学科独立性（文理分科清晰）等特点，当然，这是为了应试和排名的结果，而这种教育系统除了在那十多年间给我们排山倒海的知识量，似乎在我们脱离象牙塔的余生并未能产生太大影响。

STEM教育相比较传统教育体系，有以下特点：

1.解决真情实景中的问题。

传统教育强调结论性知识的传授，把问题的设置放在既定边界里（例如各种数学、物理定义，考试时背得滚瓜烂熟，但出了考场就忘得一干二净），概念和原理能不重复地传授，形成相关的知识架构。但这种高效的课堂教学却容易脱离真实生活，使学生不知道如何运用知识解决真实情境中没有标准定义的问题（目前已有重视创设情境的声音）。

STEM教育强调问题的真实性，关注孩子在生活中的经验积累，并以此为基础培养观察、探究、实践的科学思维。这个特点，我尝试以学前教育的“关键经验”概念进行导入解释。儿童认知心理学家皮亚杰关于建构主义的基本观点是，儿童是在与周围环境相互作用的过程中，逐步建构起关于外部世界的知识，从而使自身认知结构得到发展的。也就是说，儿童在他们真实生活中接触到的事物，通过反复尝试、实践，才逐步构建对客观事物的认知。举个例子，未接触过闪电雷鸣的儿童，第一次经历时大多会惊慌恐惧，因为未曾经历过，不知道这种自然现象是什么；而有此经验后，便不再惊慌失措，因为知道光亮和轰隆声并不会伤害自己。这也正印证了建构主义的核心观点，人们对客观世界的认识是建立在经验之上。可见，来自真实生活中的经验积累，是培养思维能力、构建知识体系的基础。当然，这种强调自主的探究式学习需要花费大量的时间，且学习目标的实现难以保证。

2.强调知识的融会贯通。

我们经历过的教育中，特别强调学科的独立性，“偏科”也便由此而生，学生综合学习能力也比较弱。

STEM教育本质上是一个跨学科的整合过程。首先，我们知道科学是一个抽象的概念，是关于“是什么”“为什么”的知识，而技术就是运用科学原理，通过产品、工具体现在我们的生活中；所以技术是有关“做什么”“怎样做”的方法和技巧，以及相应的工具和产品，如运用AI技术制作的各种产品。所以严格来说，技术不是一个学科。而工程需要运用技术进行设计，是解决问题、制作产品的过程。所以工程的核心是设计，从设计到生产的过程就是工程。如苹果公司生产苹果手机的过程，就是工程。数学是对数量形的关系的研究，是解决以上问题的工具。数学不是对现实事物的研究，是对抽象概念的研究；同时数学具有应用性，可用来解决科学技术和工程中的问题。所以，数学是解决问题的工具。在这些学科中，只有工程是与儿童的实际生活有直接联系（如幼儿园的建构游戏，其实也是工程活动的一部分），并且是真实、有意义的解决问题过程，所以STEM教育的核心是工程。

再者，STEM教育是一种整合的，以项目开展的活动，所以工程活动应把科学探究、技术工具运用、数学问题解决方法整合到工程活动中。正如美国幼教专家Lillian Katz(2012) 所说：STEM课程帮助儿童进行探索、观察、提问、预测，最终整合他们的学习。（以上内容摘自2016年南京师范大学张俊副教授的讲座）

知识的累积，增加的是知识存量的厚度，不足以使能力和视野有质的飞跃；只有跨领域的知识融合能力才能转化为宏观的知识维度，从而影响思考能力和视野广度。

3.培养可持续发展的人。

智能化时代的发展促使知识更快地更新换代，这使终生学习成为未来发展的要求。2016年，《中国学生发展核心素养的发布》正证实了这一趋势。学生发展核心素养，主要指学生应具备的，能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。STEM教育的目标是培养完整的可持续发展的人，强调个性化的存在，关注孩子整体和长远的成长，可见与未来的教育发展趋势不谋而合。