關(guān)注美國(guó)教育的人，這幾年會(huì)被這樣一詞磨出老繭：STEM。這是美國(guó)政府和教育界近幾年主推的教育理念，希望通過(guò)STEM，能夠讓美國(guó)教育水平越來(lái)越強(qiáng)大。但在國(guó)內(nèi)，雖然現(xiàn)在很多學(xué)?；蛞恍┰缃虣C(jī)構(gòu)已把STEM教育引進(jìn)課堂，但還是有一些家長(zhǎng)對(duì)STEM教育不太明白，怎樣才能讓自己的娃學(xué)習(xí)到STEM教育，今天蘭蘭媽就給爸媽解讀如何學(xué)習(xí)STEM。
什么是STEM?
STEM是4個(gè)英文單詞的縮寫(xiě)：Science, Technology, Engineering 和 Math。也就是科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)。
S是科學(xué)教育，美國(guó)的科學(xué)課程在生物、化學(xué)、物理方面跟中國(guó)是一樣的，唯一不同的是“地球與空間”課程，有的學(xué)校把它看成是環(huán)境科學(xué)，在科學(xué)的要求上各州也不盡相同。美國(guó)在2003年規(guī)定語(yǔ)文和數(shù)學(xué)是必考的，一直到2007年才把科學(xué)作為必考。
T是技術(shù)教育，這是STEM教育的特色。技術(shù)也在不斷的演變，在80年代所謂的技術(shù)是工業(yè)技術(shù)，現(xiàn)在“T”更多的是強(qiáng)調(diào)信息技術(shù)，強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)的運(yùn)營(yíng)。中國(guó)向美國(guó)學(xué)習(xí)STEM教育，最核心的、最需要花力氣的還是在“T”上面。
STEM教育最吸引人的地方，就是把“E”即工程教育直接引入中小學(xué)。以前工程教育是大學(xué)教育的專利品，但是在大學(xué)教育過(guò)程中發(fā)現(xiàn)工程教育的思維跟素質(zhì)到大學(xué)再培養(yǎng)就太晚了，所以工程教育被引入到中小學(xué)。在美國(guó)程教育能夠擠進(jìn)學(xué)校教學(xué)目標(biāo)的體系也不是非常普遍，只有九個(gè)州把工程納入科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)中，但是STEM教育在中國(guó)發(fā)展的非常快。
是什么推動(dòng)STEM教育發(fā)展呢?其實(shí)是科學(xué)教育，所以STEM更多的是講科學(xué)教育。美國(guó)下一代的科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)跟前一代最根本的核心區(qū)別就是工程。
M即數(shù)學(xué)，是中國(guó)人最熟悉的，美國(guó)的數(shù)學(xué)就是算術(shù)，跟中國(guó)不一樣的是美國(guó)高中就開(kāi)始學(xué)微積分。數(shù)學(xué)是整個(gè)STEM教育的基礎(chǔ)。STEM教育在發(fā)展過(guò)程中已經(jīng)出現(xiàn)了兩個(gè)薄弱的環(huán)節(jié)：一個(gè)是科學(xué)，一個(gè)是數(shù)學(xué)不夠。
美國(guó)教育部網(wǎng)站關(guān)于STEM的介紹中，是用這樣一句話開(kāi)頭的。
“科學(xué)不只是一個(gè)學(xué)校實(shí)驗(yàn)、或元素周期表、或波的屬性。它是世界運(yùn)行的方法，是一種重要的了解、探索以及參與世界的方式，通過(guò)科學(xué)，我們可以擁有改變世界的能力。”
——美國(guó)前總統(tǒng) 巴拉克·奧巴馬
STEM到底學(xué)什么?
對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)，做STEM教育應(yīng)該把重點(diǎn)放在兩點(diǎn)上面：一個(gè)是技術(shù)，一個(gè)是工程。在STEM教育中，學(xué)生的興趣是一切的根本，如果沒(méi)有興趣就沒(méi)有學(xué)習(xí)，而這幾門(mén)學(xué)科的興趣很容易在孩子們很小的時(shí)候就被打消掉。中國(guó)的教育也是這樣，如果只顧著考試，很多孩子在很小的時(shí)候就喪失了對(duì)STEM教育的興趣。
STEM教育強(qiáng)調(diào)課程的融合，這是美國(guó)孩子的強(qiáng)項(xiàng)，美國(guó)的課程從小學(xué)就開(kāi)始融合，因?yàn)槊绹?guó)的小學(xué)老師是全科老師，教課就是綜合開(kāi)始的，而中國(guó)習(xí)慣分科，所以學(xué)科融合是中國(guó)的弱項(xiàng)。那么在日常教學(xué)中到底是應(yīng)該分科還是融合，還是跨學(xué)科?
在美國(guó)，傳統(tǒng)的教育也是關(guān)注分科的，美國(guó)最有名的分科就在1894年哈佛十人委員會(huì)的分科，但是在21世紀(jì)初，美國(guó)課程已經(jīng)開(kāi)始泛濫了，委員會(huì)就強(qiáng)調(diào)要縮減課程，而且特別強(qiáng)調(diào)學(xué)科的分開(kāi)。所以教育整體發(fā)展的過(guò)程有一個(gè)規(guī)律，叫“鐘擺現(xiàn)象”。
STEM教育講的更多的是“合”，但更重要的是與什么“合”的問(wèn)題。合一定要在分的基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)的知識(shí)依然非常重要。在STEM教育有兩種方法：
第一，多學(xué)科方法，即教一個(gè)主題，是能量守恒，或者是綠色工程等?？梢酝ㄟ^(guò)各個(gè)學(xué)科一起來(lái)學(xué)習(xí)，來(lái)研究這個(gè)主題，但是各個(gè)學(xué)科沒(méi)有交叉的，這叫多學(xué)科模式。
第二：跨學(xué)科方法，其實(shí)STEM教育真正要做的不是多學(xué)科，更多的是在學(xué)科的基礎(chǔ)上融合。它更強(qiáng)調(diào)主題下面的主概念，和主概念下面的跨學(xué)科技能，例如文學(xué)素養(yǎng)、思維能力、算數(shù)、研究能力。這又回到教育傳統(tǒng)的知識(shí)技能，知識(shí)技能需要的是整合，這就是它的精髓。
那么美國(guó)的STEM教育怎么做整合?
1.序列式的。按部就班，完成一門(mén)課，另外一門(mén)課跟上。
2.平行式的。同時(shí)兩個(gè)課都來(lái)研究一個(gè)主題。
3.部分式的。在研究過(guò)程中，一門(mén)課程為主，一門(mén)為輔。
4.提升式的。上完課程后，另外進(jìn)行學(xué)科參與。
5.總體融合式的。
對(duì)于STEM教育課程來(lái)說(shuō)關(guān)鍵在于：第一，有多少整合;第二，是怎么整合的?從整合中就可以看出STEM教育課程的水平。
STEM教育作為一個(gè)跨學(xué)科的課程設(shè)置，在設(shè)計(jì)課程當(dāng)中應(yīng)該注意哪些基本要素?包括在教學(xué)過(guò)程中范圍是什么，設(shè)計(jì)是什么，學(xué)科知識(shí)技能的運(yùn)用，目標(biāo)的制定，能力水平的測(cè)試，轉(zhuǎn)化為能力的指標(biāo)體系，如何評(píng)價(jià)等問(wèn)題。這和中國(guó)新出的核心素養(yǎng)的基本思想是類似的。
學(xué)科之間的“合”有幾種模式，我們要做的是交叉、整合。為什么要做交叉?這又回到老問(wèn)題上，我們到底要什么樣的知識(shí)和技能?為什么要強(qiáng)調(diào)整合的知識(shí)而不是片面的知識(shí)?信息時(shí)代最大的特點(diǎn)搜知識(shí)、信息鋪天蓋地而來(lái)，但這些信息都是碎片式的，不成結(jié)構(gòu)的知識(shí)、信息就不能解決問(wèn)題，所以提到了知識(shí)的整合問(wèn)題。
整合知識(shí)的目的是干什么?還是解決問(wèn)題。解決問(wèn)題就涉及到很多，STEM到底給我們什么啟示呢?
三維的學(xué)習(xí)框架：
1、學(xué)科核心概念：每一個(gè)學(xué)科都有清楚的核心，也就是核心知識(shí)是什么。
2、跨學(xué)科概念：跨學(xué)科中也有一些主要的概念貫穿了這個(gè)學(xué)科。
3、科學(xué)實(shí)踐：怎么把概念整合?這是實(shí)踐的問(wèn)題。
物理科學(xué)、生命科學(xué)、地球與空間科學(xué)都有一些基本的核心概念，例如動(dòng)能、器官、遺傳等，如果STEM項(xiàng)目沒(méi)有涉及到其中任何一個(gè)核心課程，那這樣的研究就沒(méi)有意義。所以每個(gè)學(xué)科有個(gè)基本的核心概念，STEM教育需要圍繞著這些基本的知識(shí)來(lái)研究。
在STEM教育中加進(jìn)了工程和技術(shù)是比較陌生的內(nèi)容，其實(shí)工程和技術(shù)就是兩個(gè)方面：設(shè)計(jì)和整合。工程使得整合、跨學(xué)科更加容易，STEM教育四個(gè)學(xué)科合在一起貫穿了哪些基本概念?就是這幾個(gè)：
如果說(shuō)STEM項(xiàng)目，不管融合了幾個(gè)學(xué)科，如果沒(méi)有涉及其中任何一個(gè)，那就不叫STEM教育，因?yàn)樗鼪](méi)有核心的內(nèi)容。
最近大家都在談?dòng)?jì)算思維，由Computer Science引出來(lái)的Computer Think，即計(jì)算思維能力。怎么教計(jì)算機(jī)科學(xué)?美國(guó)教育認(rèn)為教計(jì)算機(jī)科學(xué)不光是學(xué)會(huì)編程，最重要的編程下面一個(gè)核心的能力：計(jì)算機(jī)科學(xué)家思維，也叫計(jì)算思維。
為什么計(jì)算機(jī)思維提出后受到這么多人熱捧呢?因?yàn)橛?jì)算機(jī)思維是一種21世紀(jì)技能，它集合了解決問(wèn)題所需的多種技能，包括創(chuàng)造力、合作能力、批判能力、歸納能力等。毫無(wú)疑問(wèn)，計(jì)算機(jī)思維是培養(yǎng)21世紀(jì)綜合能力一個(gè)最好的載體。計(jì)算思維能力怎么教給孩子?核心的計(jì)算機(jī)思維理論框架包括三個(gè)：概念層面、實(shí)踐層面、廣闊視角層面。
STEM教育如何學(xué)，怎么教?
STEM有著什么樣的特點(diǎn)，又怎么幫我們顛覆教學(xué)?STEM的問(wèn)題一定是從生活中來(lái)，從真實(shí)情境中學(xué)習(xí)。如果從教育科學(xué)原理的角度來(lái)說(shuō)，STEM教育培養(yǎng)什么能力?就是遷移能力。學(xué)校培養(yǎng)什么能力?也是培養(yǎng)遷移。
讓學(xué)生能夠把一個(gè)情境中學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到另一個(gè)情境中?？缃纭⑥D(zhuǎn)專業(yè)體現(xiàn)出來(lái)的就是遷移的能力。STEM就是整合，讓學(xué)生參與到學(xué)科知識(shí)的遷移中，尤其是使學(xué)生能可靠的把知識(shí)遷移到其它領(lǐng)域或未來(lái)的活動(dòng)中。
美國(guó)的下一代科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)建議，同樣一個(gè)主題可以不斷循環(huán)的使用，從小學(xué)一直用到高中。因?yàn)殡S著自身水平的提高，實(shí)際上是不斷的簽定。
在STEM教育中，師生應(yīng)根據(jù)學(xué)生的興趣、課程標(biāo)準(zhǔn)和當(dāng)?shù)刭Y源選擇研究主題，一個(gè)STEM就是一個(gè)項(xiàng)目。項(xiàng)目是什么意思?必須出產(chǎn)品，如果沒(méi)有作品不能稱作STEM，還是紙上談兵。其中，怎么做STEM里的工程設(shè)計(jì)是中國(guó)的STEM教育最不熟悉的，也是最吸引人的地方。換句話說(shuō)，一個(gè)STEM團(tuán)隊(duì)要有個(gè)工程師，或者有工程師背景的人，這對(duì)學(xué)校的教師隊(duì)伍實(shí)際上也是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。
工程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：第一有目標(biāo)性，第二有社會(huì)性，第三有合作性，做一個(gè)STEM項(xiàng)目肯定要符合這幾個(gè)條件。整個(gè)STEM的設(shè)計(jì)大概有以下的設(shè)計(jì)過(guò)程：
STEM里的工程設(shè)計(jì)過(guò)程為什么這么吸引人?因?yàn)檎麄€(gè)過(guò)程跟做研究的過(guò)程幾乎一對(duì)一的吻合。
所以講STEM的“合”，第一個(gè)核心一定是整合科學(xué)和數(shù)學(xué)，如果STEM項(xiàng)目里數(shù)學(xué)沒(méi)有突出，數(shù)學(xué)邏輯思維沒(méi)有突出，這不算好的STEM。另外STEM強(qiáng)調(diào)技術(shù)和工程，中國(guó)的STEM教育需要在這兩方面下功夫。
STEM教育更多的是團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)，在團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)學(xué)生怎么參與，老師怎么參與，老師的作用是什么，這是STEM研究的另外一塊領(lǐng)域。整個(gè)團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)的過(guò)程，可以歸納幾個(gè)步驟：
如何做好STEM教育的測(cè)評(píng)，怎么做STEM的評(píng)估?其實(shí)完全可以從行為的角度，也可以從STEM教育過(guò)程中學(xué)生行為的改變。
STEM教育對(duì)老師的要求越來(lái)越高，但在很多項(xiàng)目中老師實(shí)際上是退出來(lái)的，學(xué)生在做項(xiàng)目，老師在指導(dǎo)項(xiàng)目。但是千萬(wàn)記住，整合是由老師來(lái)做而不是學(xué)生做，如果在STEM項(xiàng)目中把整合全部交給學(xué)生，學(xué)生將寸步難行。把學(xué)生從表面現(xiàn)象引入背后原理，做牽引，這些都是老師的作用，所以老師是整個(gè)STEM的核心。
老師怎么提供支持?怎么兼顧所有學(xué)生?實(shí)際上就是評(píng)價(jià)。做STEM項(xiàng)目評(píng)價(jià)，一般包括兩種，終級(jí)性評(píng)價(jià)、過(guò)程性評(píng)價(jià)，而且老師更多的應(yīng)該是在過(guò)程中評(píng)價(jià)，這一套評(píng)價(jià)體系的建立實(shí)際上都是靠老師。
STEM是最好的學(xué)習(xí)途徑是建立學(xué)習(xí)共同體，也就是做項(xiàng)目，老師和學(xué)生同時(shí)一起做，一開(kāi)始就是一個(gè)學(xué)習(xí)共同體。STEM做評(píng)價(jià)的另一方面就是共同體是怎么形成的，共同體的效果是什么。
STEM教育如何評(píng)價(jià)?
回到STEM教育的核心，我們做了這些，學(xué)了這些，那我們?cè)趺粗滥?這就是評(píng)價(jià)。STEM的評(píng)價(jià)為什么說(shuō)很難做的好?因?yàn)樵瓉?lái)我們習(xí)慣做學(xué)科評(píng)價(jià)，做整個(gè)學(xué)科的跨學(xué)科評(píng)價(jià)就是挑戰(zhàn)。整個(gè)學(xué)科的評(píng)價(jià)怎么做?有兩條：一條是怎么做綜合性評(píng)價(jià)，另外一條是怎么做特征評(píng)價(jià)。
所謂的評(píng)價(jià)報(bào)告就是提供數(shù)據(jù)，最重要的是，在評(píng)價(jià)的過(guò)程中要看，什么情景下學(xué)生學(xué)到了，什么情景下學(xué)生沒(méi)學(xué)到，這是新評(píng)價(jià)的要求，Yes or No的時(shí)代已經(jīng)過(guò)去了，這個(gè)評(píng)價(jià)是我們想要的。
形成性評(píng)價(jià)更多的是用計(jì)算機(jī)大數(shù)據(jù)處理的辦法，觀察學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中每一段的進(jìn)步，對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。
STEM的綜合性評(píng)價(jià)跟傳統(tǒng)每個(gè)學(xué)科的綜合性評(píng)價(jià)也不一樣。學(xué)科的綜合性評(píng)價(jià)是知識(shí)評(píng)價(jià)，可以通過(guò)考核來(lái)建立，而STEM的綜合性評(píng)價(jià)不是考核，而是以產(chǎn)品為依據(jù)。
未來(lái)的教育：深度學(xué)習(xí)
未來(lái)的學(xué)習(xí)很多都是不變的。學(xué)科沒(méi)變，變的是學(xué)科整合了。知識(shí)沒(méi)變，核心的知識(shí)還在，變的是把這個(gè)核心的知識(shí)整合在一起了，不是碎片化了。綜合起來(lái)一句話：未來(lái)的教育是深度學(xué)習(xí)。
深度學(xué)習(xí)學(xué)什么?知識(shí)能力歸納到最核心的能力就是“6C能力”，就是21世紀(jì)核心能力。STEM提供了很好的途徑，學(xué)會(huì)做學(xué)習(xí)共同體，也提供了一個(gè)很好的案例：怎么把現(xiàn)代技術(shù)、大數(shù)據(jù)融合。所以STEM教育每一個(gè)學(xué)科有基本的概念，有學(xué)科整合的概念，而且所有概念都為整個(gè)終身學(xué)習(xí)服務(wù)。
按布魯姆的說(shuō)法我們?cè)谂澜鹱炙?，目的是爬到最高的地方，在學(xué)生創(chuàng)造性思維上達(dá)到最大的程度。STEM教育就是把傳統(tǒng)的教學(xué)做個(gè)顛倒，要騰出大量的時(shí)間來(lái)做上層的認(rèn)知水平的活動(dòng)。在傳統(tǒng)課堂，原來(lái)我們花很多時(shí)間還是在低水平的認(rèn)知循環(huán)，未來(lái)要把時(shí)間花在高水平認(rèn)知的培養(yǎng)上，這就是STEM給我們帶來(lái)的啟示。
