STEM教育現(xiàn)存問(wèn)題與對(duì)策研究

于大海

STEM是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathematics）四門(mén)學(xué)科的簡(jiǎn)稱，強(qiáng)調(diào)多學(xué)科的交叉融合。STEM教育并不是科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育的簡(jiǎn)單疊加，而是把零碎知識(shí)變成相互聯(lián)系的統(tǒng)一整體，倡導(dǎo)由問(wèn)題解決驅(qū)動(dòng)的跨學(xué)科理科教育，旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)。STEM教育包括了K-12階段、大學(xué)階段以及研究生階段的教育，它彰顯了一種學(xué)習(xí)文化，一種偏向工科思維的學(xué)習(xí)系統(tǒng)，一種趨于能力和智慧疊加的行動(dòng)學(xué)習(xí)。

STEAM教育作為一種培養(yǎng)未來(lái)綜合性人才的教育模式和教育趨勢(shì)，對(duì)于促進(jìn)教育教學(xué)改革具有重要意義。目前，在國(guó)際上逐漸掀起一股STEAM教育熱潮，我國(guó)也有學(xué)校自小學(xué)階段就重視對(duì)科學(xué)的“體驗(yàn)”，強(qiáng)調(diào)在科技領(lǐng)域“做中學(xué)”，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新能力在“體驗(yàn)”中的提升。

然而在中國(guó)大部分學(xué)校與國(guó)外的教育方式、教育文化不統(tǒng)一，在開(kāi)展STEAM教育時(shí)存在各種實(shí)施上的問(wèn)題。

一、存在問(wèn)題

1.缺乏可行的實(shí)施方案

我國(guó)教育面臨著完成產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的巨大挑戰(zhàn)。目前，致力于培養(yǎng)實(shí)用型、創(chuàng)新型人才的STEAM教育處于發(fā)展初期階段，缺少具體的執(zhí)行方案，多數(shù)成果停留在理論層面；同時(shí)，在STEAM教育推進(jìn)過(guò)程中，存在“孤立化”和“學(xué)科化”傾向，即將STEAM視為動(dòng)手課、操作課、實(shí)踐課等。實(shí)際上，STEAM在理論層面講它是一種方法論，STEAM教育的踐行融合多個(gè)學(xué)科，需要多維度的頂層設(shè)計(jì)、建立教育改革生態(tài)圈；需要轉(zhuǎn)變?nèi)瞬排囵B(yǎng)模式和方法，提高創(chuàng)新思維能力，整合科技創(chuàng)新力；需要利用信息技術(shù)推進(jìn)“眾創(chuàng)空間”建設(shè)，探索創(chuàng)客教育等新教育模式、新創(chuàng)作理念，使學(xué)習(xí)者具有較強(qiáng)的信息意識(shí)與創(chuàng)新意識(shí)，以信息技術(shù)與教育全面融合作為改革的切入點(diǎn)和突破口；需要加強(qiáng)STEAM教育師資培養(yǎng)，轉(zhuǎn)變?nèi)瞬排囵B(yǎng)模式，以專業(yè)建設(shè)為基點(diǎn)、提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)和實(shí)踐動(dòng)手能力，為國(guó)家提供教育創(chuàng)新人才儲(chǔ)備；需要校企合作開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)室、創(chuàng)辦項(xiàng)目，將資源以學(xué)生為中心進(jìn)行重組整合，打造軟硬件平臺(tái)等。

2.缺少融合的教育資源

要實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)方式的根本轉(zhuǎn)變，需要建立提供學(xué)習(xí)質(zhì)量的條件保障，核心是資源建設(shè)。但在我國(guó)基礎(chǔ)教育課程體系中，課程之間一直缺乏整合性和現(xiàn)實(shí)性，使得學(xué)生習(xí)得的知識(shí)處于高度碎片化獨(dú)立化的狀態(tài)；當(dāng)下的STEAM教育缺乏與具體學(xué)科的融合，既有的課程資源零散且不規(guī)范，分學(xué)科的設(shè)計(jì)思路仍較多地局限于各自領(lǐng)域范圍，難以形成科學(xué)、完善的課程資源體系。STEAM教育如何將信息技術(shù)、通用技術(shù)和其它學(xué)科課程對(duì)接融合，執(zhí)行起來(lái)難度較大；同時(shí)STEAM課程發(fā)展緩慢，既有的課程仍以知識(shí)為核心，課程整合理念的接受度不高，整體理念亟待加強(qiáng)。因此，STEAM資源建設(shè)應(yīng)采用多元化的建設(shè)方式及智能化的建設(shè)技術(shù)，以問(wèn)題為中心，從科學(xué)情境、工業(yè)情境及生活情境出發(fā)，開(kāi)發(fā)多種類課程，并輔以3D技術(shù)、機(jī)器人、電子課本等教學(xué)材料；同時(shí)和拓展型課程、研究型課程對(duì)接，將企業(yè)的資源和STEAM學(xué)校教育資源有機(jī)結(jié)合，多角度開(kāi)展創(chuàng)新創(chuàng)造，為不同學(xué)習(xí)風(fēng)格的學(xué)習(xí)者提不同的學(xué)習(xí)資源。

3.專業(yè)師資及培養(yǎng)機(jī)制匱乏

STEAM教育的核心是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的綜合性人才，但目前我國(guó)的學(xué)校教育基本是按照學(xué)科分類、以學(xué)科為獨(dú)立的知識(shí)體系，種以知識(shí)獲取為核心的分科式科技教育模式，為我國(guó)培養(yǎng)了大量知識(shí)面廣、基礎(chǔ)扎實(shí)的人才，但不利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，致使適應(yīng)國(guó)家創(chuàng)新形勢(shì)、具有教育創(chuàng)新理念、教學(xué)應(yīng)用豐富多樣的STEAM教育人才稀缺。此外，STEAM課程講授難度較大，需要教師有較強(qiáng)的學(xué)科知識(shí)儲(chǔ)備，具備較高的創(chuàng)新、實(shí)踐能力、人文藝術(shù)素養(yǎng)及多元智能；需要教師跨學(xué)科能夠發(fā)起合作；需要定期接受培訓(xùn)，掌握新的知識(shí)與技能，并具備多種學(xué)科整合的能力，了解領(lǐng)域最新的發(fā)展趨勢(shì)。但目前的技術(shù)教師多數(shù)僅僅具備STEAM教育的某一方面或幾方面，合作能力差，致使STEAM師資力量欠缺，因此，STEAM教育需要建立長(zhǎng)效師資培養(yǎng)機(jī)制，以持續(xù)培養(yǎng)具備學(xué)科綜合能力的師資隊(duì)伍，構(gòu)建以“跨學(xué)科、高技術(shù)”為主要特征的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)與發(fā)展機(jī)制，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者跨學(xué)科綜合知識(shí)應(yīng)用能力、創(chuàng)造力和創(chuàng)新能力。

二、反思與對(duì)策

1.制定頂層戰(zhàn)略規(guī)劃

“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代技術(shù)正催生教育理念、教育模式、學(xué)習(xí)行為、認(rèn)知方式、學(xué)習(xí)模式等方面的變革。技術(shù)與教育的全面融合需要在課程、資源、教與學(xué)、評(píng)價(jià)等層面進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)。如何利用互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和信息通信技術(shù)，促進(jìn)創(chuàng)新創(chuàng)造型人才培養(yǎng)、支持創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)，需要與之匹配的知識(shí)體系與人才培養(yǎng)方式。STEAM教育是變革教育組織形式，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才、搶占人才高地的一個(gè)核心環(huán)節(jié)，需要全社會(huì)的參與合作。加強(qiáng)STEAM教育理論與實(shí)踐方面的前瞻性研究，制定跨學(xué)科綜合素質(zhì)教育發(fā)展的政策導(dǎo)向，引導(dǎo)STEAM教育的推廣和實(shí)踐，這是“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代教育面臨的新機(jī)遇和新挑戰(zhàn)，也是廣大教育工作者必須探討、不可回避的重大理論和實(shí)踐問(wèn)題。

2.與創(chuàng)客教育融合

近年來(lái)，F(xiàn)ab Lab 與DIY（Do It Yourself）理念與實(shí)踐在全球傳播，致使Artisans Asylum、Mt.Elliott等創(chuàng)客空間不斷涌現(xiàn)。作為教育變革的重要策略和關(guān)鍵技術(shù)，創(chuàng)客已被寫(xiě)入2014 年新媒體聯(lián)盟《地平線報(bào)告》（基礎(chǔ)教育版）和（高等教育版），預(yù)計(jì)在未來(lái)五年其將對(duì)全球教育改革與發(fā)展產(chǎn)生重要影響。創(chuàng)客教育是基于真實(shí)的工程問(wèn)題解決， 能夠有效改變學(xué)生在STEAM 中習(xí)得的內(nèi)容和學(xué)習(xí)的方式；通過(guò)“創(chuàng)客”活動(dòng)和課程，讓學(xué)生們接觸最前沿的技術(shù)，培養(yǎng)其創(chuàng)新力、批判性思維、問(wèn)題解決與協(xié)同合作能力。當(dāng)前，越來(lái)越多的教育工作者開(kāi)始關(guān)注STEAM教育和創(chuàng)客教育，其實(shí)，創(chuàng)客教育是實(shí)施STEM 教育的一種重要方式，創(chuàng)客教育中自然發(fā)生著STEAM 教育。STEAM 教育與創(chuàng)客教育的融合，將全面推動(dòng)學(xué)

生創(chuàng)新能力、高階思維能力的培養(yǎng)，發(fā)展高級(jí)技能，建立與現(xiàn)實(shí)生活的連接，彌補(bǔ)工程教育的不足。

3.搭建電子書(shū)包平臺(tái)

電子書(shū)包是一款致力于提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效率，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力，提高探究性學(xué)習(xí)的新技術(shù)產(chǎn)品。一方面，電子書(shū)包通過(guò)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的多媒體仿真功能， 模擬真實(shí)的自然現(xiàn)象， 建立虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，并提供人機(jī)交互和參數(shù)控制，培養(yǎng)學(xué)生積極參與、不斷探索的精神和科學(xué)研究方法，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化、探究性、社會(huì)化、情境化、游戲化、自組織、深度的學(xué)習(xí)，轉(zhuǎn)變教與學(xué)方式；另一方面，電子書(shū)包通過(guò)主動(dòng)認(rèn)知加工將信息轉(zhuǎn)化為知識(shí)，促進(jìn)學(xué)習(xí)者高階思維發(fā)展。作為個(gè)人學(xué)習(xí)平臺(tái)，電子書(shū)包具有的海量資源、結(jié)構(gòu)化知識(shí)及隨時(shí)接入網(wǎng)絡(luò)的功能為學(xué)習(xí)者帶來(lái)學(xué)習(xí)支持，其優(yōu)化組合的效果全方位地滿足了學(xué)習(xí)者的需要。

STEAM 教育提供了較好的課程改革視角，目前，以STEAM 模型為基礎(chǔ)的綜合技術(shù)教育轉(zhuǎn)向，正逐漸在世界技術(shù)教育界流行。毫無(wú)疑問(wèn)，“創(chuàng)新”已成為我們所處時(shí)代的主旋律， 要實(shí)現(xiàn)教育為時(shí)代育人的使命， 就需要積極吸納包括STEM 教育在內(nèi)的世界各國(guó)優(yōu)秀科技教育經(jīng)驗(yàn)，不斷發(fā)現(xiàn)我國(guó)教育問(wèn)題現(xiàn)存問(wèn)題，對(duì)此提出各種解決方案，促進(jìn)STEM 教育實(shí)踐的健康發(fā)展

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