美國最純正的STEM課程，孩子們能夠學習到科學、技術、工程、數學四大學科的綜合知識，從應用到運用融會貫通，美國的STEM課程，讓孩子們在寓教于樂中學習、在玩中學習，達到素質的綜合發展。

01

STEM教育中的“S、T、 E、 M”是什麼？

第一，在STEM教育中，S是科學教育，美國的科學課程在生物、化學、物理方面跟中國是一樣的，唯一不同的是“地球與空間”課程，有的學校把它看成是環境科學，在科學的要求上各州也不盡相同。

美國在2003年規定語文和數學是必考的，一直到2007年才把科學作為必考。

第二，T是技術教育，這是STEM教育的特色。技術也在不斷的演變，在80年代所謂的技術是工業技術，現在“T”更多的是強調信息技術，強調計算機的運營。

中國向美國學習STEM教育，最核心的、最需要花力氣的還是在“T”上面。

第三，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。以前工程教育是大學教育的專利品，但是在大學教育過程中發現工程教育的思維跟素質到大學再培養就太晚了，所以工程教育被引入到中小學。

在美國，工程教育能夠擠進學校教學目标的體系也不是非常普遍，隻有九個州把工程納入科學教育标準中，但是STEM教育在中國發展的非常快。

是什麼推動STEM教育發展呢？其實是科學教育，所以STEM更多的是講科學教育。美國下一代的科學标準跟前一代最根本的核心區别就是工程。

第四，M即數學，是中國人最熟悉的，美國的數學就是算術，跟中國不一樣的是美國高中就開始學微積分。

數學是整個STEM教育的基礎。STEM教育在發展過程中已經出現了兩個薄弱的環節：一個是科學，一個是數學不夠。

02

STEM教育學什麼？

對于中國來說，做STEM教育應該把重點放在兩點上面：一個是技術，一個是工程。

在STEM教育中，學生的興趣是一切的根本，如果沒有興趣就沒有學習，而這幾門學科的興趣很容易在孩子們很小的時候就被打消掉。

中國的教育也是這樣，如果隻顧着考試，很多孩子在很小的時候就喪失了對STEM教育的興趣。

分科還是跨學科？

STEM教育強調課程的融合，這是美國孩子的強項，美國的課程從小學就開始融合，因為美國的小學老師是全科老師，教課就是綜合開始的，而中國習慣分科，所以學科融合是中國的弱項。那麼在日常教學中到底是應該分科還是融合，還是跨學科？

在美國，傳統的教育也是關注分科的，美國最有名的分科就在1894年哈佛十人委員會的分科，但是在21世紀初，美國課程已經開始泛濫了，委員會就強調要縮減課程，而且特别強調學科的分開。所以教育整體發展的過程有一個規律，叫“鐘擺現象”。

STEM教育講的更多的是“合”，但更重要的是與什麼“合”的問題。合一定要在分的基礎上，基礎的知識依然非常重要。在STEM教育有兩種方法：

第一，多學科方法，即教一個主題，是能量守恒，或者是綠色工程等。可以通過各個學科一起來學習，來研究這個主題，但是各個學科沒有交叉的，這叫多學科模式。

第二：跨學科方法，其實STEM教育真正要做的不是多學科，更多的是在學科的基礎上融合。它更強調主題下面的主概念，和主概念下面的跨學科技能，例如文學素養、思維能力、算數、研究能力。這又回到教育傳統的知識技能，知識技能需要的是整合，這就是它的精髓。

美國的STEM教育怎麼做整合？

1.序列式的。按部就班，完成一門課，另外一門課跟上。

2.平行式的。同時兩個課都來研究一個主題。

3.部分式的。在研究過程中，一門課程為主，一門為輔。

4.提升式的。上完課程後，另外進行學科參與。

5.總體融合式的。

對于STEM教育課程來說關鍵在于：

第一，有多少整合；

第二，是怎麼整合的？

從整合中就可以看出STEM教育課程的水平。

STEM教育作為一個跨學科的課程設置，在設計課程當中應該注意哪些基本要素？包括在教學過程中範圍是什麼，設計是什麼，學科知識技能的運用，目标的制定，能力水平的測試，轉化為能力的指标體系，如何評價等問題。這和中國新出的核心素養的基本思想是類似的。

整合知識的目的是幹什麼？還是解決問題。解決問題就涉及到很多，STEM到底給我們什麼啟示呢？

三維的學習框架：

1.學科核心概念：每一個學科都有清楚的核心，也就是核心知識是什麼。

2.跨學科概念：跨學科中也有一些主要的概念貫穿了這個學科。

3.科學實踐：怎麼把概念整合？這是實踐的問題。

物理科學、生命科學、地球與空間科學都有一些基本的核心概念，例如動能、器官、遺傳等，如果STEM項目沒有涉及到其中任何一個核心課程，那這樣的研究就沒有意義。所以每個學科有個基本的核心概念，STEM教育需要圍繞着這些基本的知識來研究。

在STEM教育中加進了工程和技術是比較陌生的内容，其實工程和技術就是兩個方面：設計和整合。

工程使得整合、跨學科更加容易，STEM教育四個學科合在一起貫穿了哪些基本概念？就是這幾個：

1.模式

2.因果關系：方式及其解釋

3.度量、比例和數量

4.系統和系統模型

5.能源和物質：流動、循環和儲存

6.結構和功能

7.穩定性和變化

如果說到STEM項目，那麼不管融合了幾個學科，假如沒有涉及其中任何一個，就不叫STEM教育，因為它沒有核心的内容。

03

STEM教育如何學，怎麼教？

STEM有着什麼樣的特點，又怎麼幫我們颠覆教學？

STEM的問題一定是從生活中來，從真實情境中學習。

如果從教育科學原理的角度來說，STEM教育培養什麼能力？就是遷移能力。學校培養什麼能力？也是培養遷移。讓學生能夠把一個情境中學到的知識運用到另一個情境中。

跨界、轉專業體現出來的就是遷移的能力。STEM就是整合，讓學生參與到學科知識的遷移中，尤其是使學生能可靠的把知識遷移到其它領域或未來的活動中。

美國的下一代科學标準建議，同樣一個主題可以不斷循環的使用，從小學一直用到高中。因為随着自身水平的提高，實際上是不斷的簽定。

做中學

STEM教育要在“做中學”，一定要操作，如果不操作就不是STEM，一定要設計，設計就是工程，一定要有産品，這就是技術，工程和技術就體現了做中學。

例如要理解圓周，π的意思，或者圓周，學生拿可以着繩子的一頭繞圈做實驗，他自己就能體會到圓周的變化。

項目學習法

在STEM教育中，師生應根據學生的興趣、課程标準和當地資源選擇研究主題，一個STEM就是一個項目。項目是什麼意思？必須出産品，如果沒有作品不能稱作STEM，還是紙上談兵。

其中，怎麼做STEM裡的工程設計是中國的STEM教育最不熟悉的，也是最吸引人的地方。換句話說，一個STEM團隊要有個工程師，或者有工程師背景的人，這對學校的教師隊伍實際上也是一個很大的挑戰。

工程設計的特點：第一有目标性，第二有社會性，第三有合作性，做一個STEM項目肯定要符合這幾個條件。整個STEM的設計大概有以下的設計過程：

STEM裡的工程設計過程為什麼這麼吸引人？因為整個過程跟做研究的過程幾乎一對一的吻合。

所以講STEM的“合”，第一個核心一定是整合科學和數學，如果STEM項目裡數學沒有突出，數學邏輯思維沒有突出，這不算好的STEM。

教師的角色

STEM教育更多的是團隊學習，在團隊學習學生怎麼參與，老師怎麼參與，老師的作用是什麼，這是STEM研究的另外一塊領域。整個團隊學習的過程，可以歸納幾個步驟：

如何做好STEM教育的測評，怎麼做STEM的評估？其實完全可以從行為的角度，也可以從STEM教育過程中學生行為的改變。

STEM教育對老師的要求越來越高，但在很多項目中老師實際上是退出來的，學生在做項目，老師在指導項目。但是千萬記住，整合是由老師來做而不是學生做，如果在STEM項目中把整合全部交給學生，學生将寸步難行。

把學生從表面現象引入背後原理，做牽引，這些都是老師的作用，所以老師是整個STEM的核心。

老師怎麼提供支持？怎麼兼顧所有學生？實際上就是評價。做STEM項目評價，一般包括兩種，終級性評價、過程性評價，而且老師更多的應該是在過程中評價，這一套評價體系的建立實際上都是靠老師。

學習共同體

STEM是最好的學習途徑是建立學習共同體，也就是做項目，老師和學生同時一起做，一開始就是一個學習共同體。STEM做評價的另一方面就是共同體是怎麼形成的，共同體的效果是什麼。

04

STEM教育如何評價？

回到STEM教育的核心，我們做了這些，學了這些，那我們怎麼知道呢？這就是評價。

STEM的評價為什麼說很難做的好？因為原來我們習慣做學科評價，做整個學科的跨學科評價就是挑戰。整個學科的評價怎麼做？有兩條：一條是怎麼做綜合性評價，另外一條是怎麼做特征評價。

所謂的評價報告就是提供數據，最重要的是，在評價的過程中要看，什麼情景下學生學到了，什麼情景下學生沒學到，這是新評價的要求，Yes or No的時代已經過去了，這個評價是我們想要的。

形成性評價更多的是用計算機大數據處理的辦法，觀察學生在學習過程中每一段的進步，對學生進行指導。

STEM的綜合性評價跟傳統每個學科的綜合性評價也不一樣。學科的綜合性評價是知識評價，可以通過考核來建立，而STEM的綜合性評價不是考核，而是以産品為依據。

05

未來的教育：深度學習

未來的學習很多都是不變的。學科沒變，變的是學科整合了。知識沒變，核心的知識還在，變的是把這個核心的知識整合在一起了，不是碎片化了。

綜合起來一句話：未來的教育是深度學習。

深度學習學什麼？知識能力歸納到最核心的能力就是“6C能力”，就是21世紀核心能力。

STEM提供了很好的途徑，學會做學習共同體，也提供了一個很好的案例：怎麼把現代技術、大數據融合。所以STEM教育每一個學科有基本的概念，有學科整合的概念，而且所有概念都為整個終身學習服務。

按布魯姆的說法我們在爬金字塔，目的是爬到最高的地方，在學生創造性思維上達到最大的程度。

STEM教育就是把傳統的教學做個颠倒，要騰出大量的時間來做上層的認知水平的活動。STEM教育的“做中學”、“真實情況下學”、“合作學”，都是在培養上層的認知水平，而不是簡單的記憶理解。

在傳統課堂，原來我們花很多時間還是在低水平的認知循環，未來要把時間花在高水平認知的培養上，這就是STEM給我們帶來的啟示。

傳喻使命：緻力于科技教育人才的培養與儲備

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!