stem教育的5方面（你真的了解STEM教育吗）

圣人 2023-08-25 01:43:29 955

stem教育的5方面（你真的了解STEM教育吗）“STEM”的衍生词概念 STEAM：“STEM教育”的理念和相关理论仍在不断的发展和演变中。基本含义“STEM教育”名词解释STEM教育是一项教育理念，而非教育理论。“STEM”是科学、技术、工程、数学的英文单词的首字母缩写，最早更多指的是理科综合。按表层的字面理解，即学习科学、技术、工程、数学等学科知识与技能都属于STEM范畴。但是，随着近几年教育的深入研究和发展，赋予了STEM更多的意义和内涵。当今世界一个人在解决一个问题时，是需要融合多种学科的知识与技能的。过去单一学科知识的学习与世界的联系较少，容易脱离实际，只知理论不懂实践或只行实践不知理论。而STEM教育理念则重点关注培养和提高学生解决实际问题的综合素养，在高效执行和解决问题的同时知其所以然，知行合一。

本文转载自上海STEM云中心，作者士。

STEM教育发展至今，不同角色对其理解各异，正所谓“一千人眼里有一千个哈姆雷特”，不同视角的理解对STEM教育的良性发展都有推进作用。但从更科学严谨及普及传播的角度来看，辨析和理清STEM若干概念以给发展STEM教育提供更好的基石尤为重要。我们相信很多STEM教育从业者都需要给学生、老师去解释什么是STEM？

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STEM是机器人吗？是编程吗？STEM大概就是动手做实验？甚至是“STEM=机器人”？大家对于与STEM教育衍生出的若干名词概念都比较困惑，例如“PBL”、“pbl”、“STEAM”、“跨学科”等名词，STEM云中心士结合多年的研究和从业经验从三个层级为大家作梳理和解析。

本文篇幅较长，阅读时间约为7分钟，您可通过阅读小标题和加粗文字快速阅读。当然，小编建议您细细阅读，加深您对“STEM教育”的认识和理解。

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基本含义“STEM教育”名词解释

STEM教育是一项教育理念，而非教育理论。

“STEM”是科学、技术、工程、数学的英文单词的首字母缩写，最早更多指的是理科综合。按表层的字面理解，即学习科学、技术、工程、数学等学科知识与技能都属于STEM范畴。但是，随着近几年教育的深入研究和发展，赋予了STEM更多的意义和内涵。当今世界一个人在解决一个问题时，是需要融合多种学科的知识与技能的。过去单一学科知识的学习与世界的联系较少，容易脱离实际，只知理论不懂实践或只行实践不知理论。而STEM教育理念则重点关注培养和提高学生解决实际问题的综合素养，在高效执行和解决问题的同时知其所以然，知行合一。

“STEM教育”的理念和相关理论仍在不断的发展和演变中。

“STEM”的衍生词概念 STEAM：

目前“露脸”最多的是增加了“Art”的“STEAM”，其概念来源于美国教育学家格雷特·亚克门(Georgette Yakman)，表示科学、技术、工程、艺术和数学。从传播推广角度，我们通常单一地解读Art为艺术，但从学术角度，Art更多表示的是Liberal Art既社会人文。由于这点上的理解偏差，使得STEM相关课程的设计忽略了“Art”部分（包含了美学、设计、语言、艺术等多种人文学科）真正的内涵体现。STEAM教育需要人文与理科相结合，而非单指的是画画、外观设计等这类的表层艺术形式。

STEM ：

这类概念也传播较广，其起因是很多人把STEM理解成四个学科，这四个学科不足以覆盖设计的领域范围，所以STEM可以加上任意新的学科名称组合成新的词，延伸STEM的概念。

例如，认为体现阅读写作很重要，就产生了STEM Reading（阅读写作）=STREAM；认为信息技术很重要、就有STEM information(信息）=iSTEM等等。这可理解为这是STEM教育的部分特色变种，从中也能够看到教育工作者对某一领域的兴趣点，故此这类衍生概念词就都通称为“STEM ”。

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概念递进社会意义下的STEM

STEM对于非教育工作者而言，代表的是理工科领域及高新技术产业。美国在提出STEM教育的大背景是以社会人才需求为国家服务的视角思考而来，倾向于让高等教育培养的理工科人才为国家高科技产业服务。出国留学的学生常听闻国外学校有“STEM专业”一说，这里的“STEM专业”指的是理工科领域学科，相应地在大学里获得的相关学位也称之为“STEM学位”。在美国国土安全局网站上可以查到一个属于STEM计划且十分详尽的专业列表，比如化工类、计算机科学、物理、数学、生物科学和航空航天等理工科。在这个背景下 STEM教育的宏观目标是培养此类领域的人才，而这些领域对研发、制造等专业知识及技能的掌握运用要求已经达到产业融合、跨学科跨领域融合等高程度，因此相对应的大学STEM教育以及基础教育的STEM教育也应运而生。可见从国家发展需求到人才需求再到教育需求是层层递进的，而过去的教育模式无法适应当今社会人才需求发展，难以达成跨学科整合、解决问题、创新能力等高层次教育属性目标。

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教育意义下的STEM

STEM教育实践常被认为是通过STEM课程配以相关较为合适的教育教学方法来培养学生。按照之前对STEM的解读，我们传统的理科课程也属于STEM课程的范畴，只是这类课程和社会对STEM教育的期盼并不匹配，其教育目标和教学手段都过于传统，对培养学生的综合素养而言效果不佳。我们可从以下两方面入手探究。

课程

STEM教育的实施都需要通过其相配套的STEM课程来实现。STEM课程涉及的主题多样，但内容可归纳为两大类：一类源于人们对高新技术的向往，另一类源于生活场景下的兴趣。高新技术类，如机器人、编程等也是STEM课程涉及的领域。生活场景类，理论来说结合真实世界应用场景的内容或项目都可以作为STEM课程的主题（例如：环境科学主题、新能源领域等）。

教育界期盼的STEM课程是具备教育理论思考的、成体系的。目前市面上STEM课程较多是关注各种技术应用、动手制作等，课程设计者大多数是基于“技术框架“下的体系，比较少体现出STEM教育核心是培养解决问题的思考力。

例如编程技术初级到编程技术高级这类课程体系，或许由于课程设计者中大部分是非教育背景专业又或是其他领域专业（如技术领域专业）的，他们技术思想和工程师思想浓重是具有典型性的，需要进行一定的话语体系翻译从而适配教育的场景。这会使得大多数人以为STEM教育的好处就是学生可以接触到新型领域技术，而难以体会到STEM教育带来的更深层次的教育内涵。

相当多的课程内容设计受到本地传统及教学习惯影响，经验主义和不可量化、不可说的隐含成分较多，学生需要靠临摹和自我领悟来理解。对于当代科学方法论、工程方法论、计算思维、设计思维等基于范式体系下的系统性思维训练较少，从而形成学生结构化思维、系统化思维的内容涉猎较少，这使得学生无法掌握真正的“道”。大部分“术”类型的课程使学生的获得感较低，难以理解、掌握深层次的“道”，这与我们实行STEM教育的初衷背道而驰，使学习效果和成果都大打折扣。

教学方法

一个STEM课程大多是基于一个项目设计来开发的，但这个课程“项目”和教育教学的“项目式”学习是两个概念，前者是指课程内容本身，后者是指教育教学方法。

目前较流行的适合STEM课程的教学方法是PBL（Project-Based Learning）基于项目的学习和 pbl（problem based learning）基于问题的学习。我们看到很多基于PBL设计的课程都被误认为就是STEM课程，但实际上这两种教学方式不仅仅适用于STEM课程，还可以运用在企业内部人才培训等领域。目前PBL的教学方法确实可以让更多必修学科如语文、数学等课程改变，将传统知识讲授型的课程改编成项目探究式的课程。

好的STEM教育课程体系应当包含满足基础知识学习需要的课程内容、知行合一的PBL（pbl）项目式课程、高阶思维训练的课程。还需要结合中国中小学课程标准、落地要求等来设计、优化。

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发展场景

STEM教育在我国基本上是直接下沉到了基础教育阶段，高等教育的STEM教育被认为客观就存在。从一些已经实行的项目可以看出，推行基础教育版的STEM教育主要目的是将基础教育中的教学方法和学生学习方式向优改革。而高等教育推行STEM教育则旨在适应社会专业人才发展需要，例如全国各大院校开设人工智能专业等新兴学科，其目标是从单一的专业学习发展模式转为结合社会发展和产业发展的需要、理论实践相结合的模式。

高等教育

高校不再如过去那般只学习单一学科知识，已开始关注技能实践、知识融会贯通，并从单一专业向多个跨专业融合发展。可以参见MIT的媒体实验室（科技，媒体，科学，艺术和设计融合的跨学科研究室），通过这种方式研究和产出大量创新的成果。值得一提的是很多人误解高校中学习“实践”等同传统意义的“技工技能学习”，这里的“实践”倾向指理论研究可以转化成“工程应用”。例如材料科学和信息技术的研究最终可以设计出半导体芯片、研究空气动力学可以设计出火箭等这样的成果。我们可以看到例如美国spaceX和tesla创始人“埃隆马斯克“式的人物未来备受推崇，未来的创新定是跨学科多学科融合式创新，这个融合不是单纯的组合，而是基于范式体系，方法论框架下的迭代创新，系统性创新等。

基础教育

中小学从过去单一的知识学习过渡到兼顾知识、技能、综合素养类培养。小学自然科学中引入STEM教育，关注的点是希望“技术和工程”可以帮助学生更好的理解科学知识，以及掌握理解科学如何通过工程技术得以应用。小学、初中的综合实践课程中引入STEM教育是传统学科课堂的有效延伸；中小学信息技术课程引入STEM教育，让学生接触、学习前沿信息技术在生活中的应用，尤其是人工智能、大数据等新型领域发挥的作用及价值。高中综合实践课堂上引入STEM教育，让学生可以提前接触、学习大学专业的部分内容、学习科学研究范式和工程技术的应用、从而产生一定的专业兴趣对高中生生涯发展是非常有意义的。另外，值得一提的是有越来越多的理工科学科教师引入STEM教育，帮助学生加深理解和掌握程度。