學(xué)習(xí)感悟：今天聽(tīng)了劉恩山教授的講座—從課程標(biāo)準(zhǔn)修訂看高中生物教學(xué)改革，其中講到課程設(shè)計(jì)引領(lǐng)教學(xué)實(shí)踐的改革，提到數(shù)學(xué)、技術(shù)和工程學(xué)（STEM）融入生物學(xué)課程，以前強(qiáng)調(diào)STS教學(xué)，現(xiàn)在在原有的基礎(chǔ)上，工程學(xué)融入生物學(xué)，對(duì)于國(guó)家課程是很有意義的。覺(jué)得應(yīng)該再好好學(xué)習(xí)總結(jié)體會(huì)。
一、什么是STEM
STEM代表科學(xué)（Science），技術(shù)（Technology），工程（Engineering），數(shù)學(xué)（Mathematics）。STEM教育就是科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的教育。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，而是要將四門學(xué)科內(nèi)容組合形成有機(jī)整體，以更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力。
美國(guó)政府STEM計(jì)劃是一項(xiàng)鼓勵(lì)學(xué)生主修科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)（STEM）領(lǐng)域的計(jì)劃，并不斷加大科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育的投入，培養(yǎng)學(xué)生的科技理工素養(yǎng)。
美國(guó)政府STEM計(jì)劃是為了吸引人才，鼓勵(lì)學(xué)生主修科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域，并不斷加大科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育的投入，培養(yǎng)學(xué)生的科技理工素養(yǎng)，從而提升其全球競(jìng)爭(zhēng)力。
STEM教育是一種“后設(shè)學(xué)科”，即這一學(xué)科的建立是基于不同學(xué)科之間的融合然后形成一個(gè)新的整體，將原本分散的學(xué)科形成一個(gè)整體，由此形成當(dāng)今日趨受到重視的、跨領(lǐng)域的STEM教育。美國(guó)高度重視STEM教育的根本原因，在于其深刻認(rèn)識(shí)到美國(guó)科學(xué)技術(shù)的滑坡在于其人才的嚴(yán)重短缺，這在美國(guó)近10余年來(lái)的大量文獻(xiàn)中屢屢被提及。
二、基本要素
STEM教育重在培養(yǎng)學(xué)生的四種素養(yǎng)：
第一、科學(xué)素養(yǎng)（Scientific literacy）。是一種運(yùn)用科學(xué)知識(shí)和過(guò)程（如物理、化學(xué)、生物科學(xué)和地球空間科學(xué)）理解自然界并參與影響自然界的有關(guān)決策，主要包括三大領(lǐng)域：生命與衛(wèi)生科學(xué)、地球與環(huán)境科學(xué)、技術(shù)科學(xué)。
第二、技術(shù)素養(yǎng)（Technologicalliteracy）。是指使用、管理、理解與評(píng)價(jià)技術(shù)的能力。學(xué)生應(yīng)當(dāng)知道如何使用技術(shù)，了解技術(shù)的發(fā)展過(guò)程，具備分析新技術(shù)如何影響自己、國(guó)家乃至整個(gè)世界的能力。技術(shù)是對(duì)自然環(huán)境的革新與改造以滿足人們的現(xiàn)實(shí)需要。
第三、工程素養(yǎng)（Engineering literacy）。是指對(duì)技術(shù)的工程設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)過(guò)程的理解。工程課程是基于項(xiàng)目，整合了多門學(xué)科的知識(shí)，使得難以理解的概念與學(xué)生生活密切相關(guān)，激發(fā)學(xué)生解決問(wèn)題的興趣。工程設(shè)計(jì)是把科學(xué)與數(shù)學(xué)原理系統(tǒng)地、創(chuàng)造性地用于實(shí)踐的結(jié)果。
第四、數(shù)學(xué)素養(yǎng)（Mathematical literacy）。指學(xué)生在發(fā)現(xiàn)、表達(dá)、解釋和解決多種情境下的數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí)進(jìn)行分析、推斷和有效交流思想的能力。
三、STEM教育的核心特征
STEM教育中四門學(xué)科的教學(xué)必須緊密相連，以整合的教學(xué)方式培養(yǎng)學(xué)生掌握知識(shí)和技能，并能進(jìn)行靈活遷移應(yīng)用解決真實(shí)世界的問(wèn)題。融合的STEM教育具備新的核心特征：跨學(xué)科、趣味性、體驗(yàn)性、情境性、協(xié)作性、設(shè)計(jì)性、藝術(shù)性、實(shí)證性和技術(shù)增強(qiáng)性等。
1．跨學(xué)科
將知識(shí)按學(xué)科進(jìn)行劃分，對(duì)于科學(xué)研究、深入探究自然現(xiàn)象的奧秘和將知識(shí)劃分為易于教授的模塊有所助益，但并不反映我們生活世界的真實(shí)性和趣味性。因此，分科教學(xué)在科學(xué)、技術(shù)和工程高度發(fā)達(dá)的今天已顯出很大弊端。針對(duì)這一問(wèn)題，理工科教育出現(xiàn)了取消分科、進(jìn)行整合教育的趨勢(shì)。STEM教育因此應(yīng)運(yùn)而生，跨學(xué)科性是它最重要的核心特征。
跨學(xué)科意味著教育工作者在STEM教育中，不再將重點(diǎn)放在某個(gè)特定學(xué)科或者過(guò)于關(guān)注學(xué)科界限，而是將重心放在特定問(wèn)題上，強(qiáng)調(diào)利用科學(xué)、技術(shù)、工程或數(shù)學(xué)等學(xué)科相互關(guān)聯(lián)的知識(shí)解決問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)跨越學(xué)科界限、從多學(xué)科知識(shí)綜合應(yīng)用的角度提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力的教育目標(biāo)。
2．趣味性
STEM教育在實(shí)施過(guò)程中要把多學(xué)科知識(shí)融于有趣、具有挑戰(zhàn)性、與學(xué)生生活相關(guān)的問(wèn)題中，問(wèn)題和活動(dòng)的設(shè)計(jì)要能激發(fā)學(xué)習(xí)者內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，問(wèn)題的解決要能讓學(xué)生有成就感，因此需有趣味性。STEM教育強(qiáng)調(diào)分享、創(chuàng)造，強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生體驗(yàn)和獲得分享中的快樂(lè)感與創(chuàng)造中的成就感。有的項(xiàng)目還把STEM教育內(nèi)容游戲化，因?yàn)閷⒒谔剿骱湍繕?biāo)導(dǎo)向的學(xué)習(xí)嵌入游戲中，有利于發(fā)展學(xué)習(xí)者的團(tuán)隊(duì)技能、教授交叉課程概念和負(fù)責(zé)的科學(xué)內(nèi)容主題，可以得到更多、更理想的教育產(chǎn)出。
3．體驗(yàn)性
STEM教育不僅主張通過(guò)自學(xué)或教師講授習(xí)得抽象知識(shí)，更強(qiáng)調(diào)學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦，參與學(xué)習(xí)過(guò)程。STEM提供了學(xué)生動(dòng)手做的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的數(shù)學(xué)和科學(xué)知識(shí)應(yīng)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界問(wèn)題，創(chuàng)造、設(shè)計(jì)、建構(gòu)、發(fā)現(xiàn)、合作并解決問(wèn)題。因此，STEM教育具有體驗(yàn)性特征，學(xué)生在參與、體驗(yàn)獲得知識(shí)的過(guò)程中，不僅獲得結(jié)果性知識(shí)，還習(xí)得蘊(yùn)含在項(xiàng)目問(wèn)題解決過(guò)程中的過(guò)程性知識(shí)。這種在參與、體驗(yàn)中習(xí)得知識(shí)的方式對(duì)學(xué)生今后的工作和生活的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展會(huì)產(chǎn)生深刻影響。
4．情境性
STEM教育具有情境性特征，它不是教授學(xué)生孤立、抽象的學(xué)科知識(shí)，而強(qiáng)調(diào)把知識(shí)還原于豐富的生活，結(jié)合生活中有趣、挑戰(zhàn)的問(wèn)題，通過(guò)學(xué)生的問(wèn)題解決完成教學(xué)。STEM教育強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生獲得將知識(shí)進(jìn)行情境化應(yīng)用的能力，同時(shí)能夠理解和辨識(shí)不同情境的知識(shí)表現(xiàn)，即能夠根據(jù)知識(shí)所處背景信息聯(lián)系上下文辨識(shí)問(wèn)題本質(zhì)并靈活解決問(wèn)題。STEM教育強(qiáng)調(diào)知識(shí)是學(xué)習(xí)者通過(guò)學(xué)習(xí)環(huán)境互動(dòng)建構(gòu)的產(chǎn)物，而非來(lái)自于外部的灌輸。情境是STEM教育重要而有意義的組成部分，學(xué)習(xí)受具體情境的影響，情境不同，學(xué)習(xí)也不同。只有當(dāng)學(xué)習(xí)鑲嵌在運(yùn)用該知識(shí)的情境之中，有意義的學(xué)習(xí)才可能發(fā)生。教師在設(shè)計(jì)STEM教育項(xiàng)目時(shí)，項(xiàng)目的問(wèn)題一方面要基于真實(shí)的生活情景，另一方面又要蘊(yùn)含著所要教的結(jié)構(gòu)化知識(shí)。這樣，學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中，不僅能獲得知識(shí)，還能獲得知識(shí)的社會(huì)性、情境性及遷移運(yùn)用的能力。情境性問(wèn)題的解決，可以讓學(xué)生體驗(yàn)真實(shí)的生活，獲得社會(huì)性成長(zhǎng)。
5．協(xié)作性
STEM教育具有協(xié)作性，強(qiáng)調(diào)在群體協(xié)同中相互幫助、相互啟發(fā)，進(jìn)行群體性知識(shí)建構(gòu)。STEM教育中的問(wèn)題往往是真實(shí)的，真實(shí)任務(wù)的解決離不開(kāi)其他同學(xué)、教師或?qū)＜业暮献?。在完成任?wù)的過(guò)程中，學(xué)生需要與他人交流和討論。建構(gòu)主義指出，學(xué)習(xí)環(huán)境的四大要素包括“情境”“協(xié)作”“會(huì)話”和“意義建構(gòu)”。STEM教育的協(xié)作性就是要求學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)要包括“協(xié)作”和“會(huì)話”兩要素：讓學(xué)生以小組為單位，共同搜集和分析學(xué)習(xí)資料、提出和驗(yàn)證假設(shè)、評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)成果;同時(shí)，學(xué)習(xí)者通過(guò)會(huì)話商討如何完成規(guī)定的學(xué)習(xí)任務(wù)。需指出的是，小組學(xué)習(xí)最后的評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)以小組成員的共同表現(xiàn)為參考，而不是根據(jù)個(gè)人的表現(xiàn)進(jìn)行獨(dú)立評(píng)價(jià)。
6．設(shè)計(jì)性
STEM教育要求學(xué)習(xí)產(chǎn)出環(huán)節(jié)包含設(shè)計(jì)作品，通過(guò)設(shè)計(jì)促進(jìn)知識(shí)的融合與遷移運(yùn)用，通過(guò)作品外化學(xué)習(xí)的結(jié)果、外顯習(xí)得的知識(shí)和能力。設(shè)計(jì)出創(chuàng)意作品是獲得成就感的重要方式，也是維持和激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、保持學(xué)習(xí)好奇心的重要途徑。因此，設(shè)計(jì)是STEM教育取得成功的關(guān)鍵因素。美國(guó)學(xué)者莫里森認(rèn)為，設(shè)計(jì)是認(rèn)知建構(gòu)的過(guò)程，也是學(xué)習(xí)產(chǎn)生的條件。學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)可以更好地理解完成了的工作，從而解決開(kāi)放性問(wèn)題。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)、鍛煉能力、提高STEM素養(yǎng)，因此設(shè)計(jì)性是STEM教育的又一核心特征?？茖W(xué)在于認(rèn)識(shí)世界，解釋自然界的客觀規(guī)律，技術(shù)和工程則是在尊重自然規(guī)律的基礎(chǔ)上改造世界，實(shí)現(xiàn)對(duì)自然界的控制和利用，解決社會(huì)發(fā)展過(guò)程中遇到的難題。按照科學(xué)和數(shù)學(xué)的規(guī)律開(kāi)展設(shè)計(jì)實(shí)踐是科學(xué)、數(shù)學(xué)、技術(shù)與工程整合的重要途徑。
7．藝術(shù)性
也有人提出STEAM的概念，強(qiáng)調(diào)在STEM中加入“Art”學(xué)科。這個(gè)“A”狹義上指美術(shù)、音樂(lè)等，廣義上則包括美術(shù)、音樂(lè)、社會(huì)、語(yǔ)言等人文藝術(shù)，實(shí)際代表了STEM強(qiáng)調(diào)的藝術(shù)與人文屬性。STEM教育的藝術(shù)性強(qiáng)調(diào)在自然科學(xué)教學(xué)中增加學(xué)習(xí)者對(duì)人文科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的關(guān)注與重視，例如在教學(xué)中增加科學(xué)、技術(shù)或工程等相關(guān)發(fā)展歷史，從而激發(fā)學(xué)生興趣、增加學(xué)習(xí)者對(duì)STEM與生活聯(lián)系的理解以及提高學(xué)生對(duì)STEM相關(guān)決策的判斷力;再如，在對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)作品的評(píng)價(jià)中，加入審美維度的評(píng)價(jià)，提高學(xué)生作品的藝術(shù)性和美感。概括來(lái)說(shuō)，STEM教育的藝術(shù)性是以數(shù)學(xué)元素為基礎(chǔ)，從工程和藝術(shù)角度解釋科學(xué)和技術(shù)。
8．實(shí)證性
實(shí)證性作為科學(xué)的本質(zhì)的基本內(nèi)涵之一，是科學(xué)區(qū)別于其他學(xué)科的重要特征，也是科學(xué)教育中學(xué)習(xí)者需要理解、掌握的重要方面。STEM教育要促進(jìn)學(xué)生按照科學(xué)的原則設(shè)計(jì)作品，基于證據(jù)驗(yàn)證假設(shè)、發(fā)現(xiàn)并得出解決問(wèn)題的方案;要促進(jìn)學(xué)生在設(shè)計(jì)作品時(shí)，遵循科學(xué)和數(shù)學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)律，而非思辨或想象，讓嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ淘O(shè)計(jì)實(shí)踐幫助他們認(rèn)識(shí)和理解客觀的科學(xué)規(guī)律?？傊?，STEM教育不僅要注重科學(xué)的實(shí)證性，更強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科情景中通過(guò)對(duì)問(wèn)題或項(xiàng)目的探索，培養(yǎng)學(xué)生向真實(shí)生活遷移的科學(xué)精神和科學(xué)理性。
9．技術(shù)增強(qiáng)性
STEM教育強(qiáng)調(diào)學(xué)生要具備一定技術(shù)素養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生要了解技術(shù)應(yīng)用、技術(shù)發(fā)展過(guò)程，具備分析新技術(shù)如何影響自己乃至周邊環(huán)境的能力。在教學(xué)中，它要求利用技術(shù)手段激發(fā)和簡(jiǎn)化學(xué)生的創(chuàng)新過(guò)程，并通過(guò)技術(shù)表現(xiàn)多樣化成果，讓創(chuàng)意得到分享和傳播，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新動(dòng)力。STEM教育主張技術(shù)作為認(rèn)知工具，無(wú)縫地融入到教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生善于運(yùn)用技術(shù)解決問(wèn)題的能力，增強(qiáng)個(gè)人駕馭復(fù)雜信息、進(jìn)行復(fù)雜建模與計(jì)算的能力，從而支持深度學(xué)習(xí)的發(fā)生。
四、STEM課程的跨學(xué)科整合模式
在課程方面，STEM教育代表了課程組織方式的重大變革。目前中小學(xué)最廣泛應(yīng)用的課程模式是分科教學(xué)模式，即數(shù)學(xué)、科學(xué)等學(xué)科教師負(fù)責(zé)教授各自科目，很少重視學(xué)科之間的聯(lián)系。然而，要讓學(xué)生為未來(lái)的職業(yè)發(fā)展做準(zhǔn)備，他們必須超越學(xué)科的界限進(jìn)行思考。有研究表明，學(xué)習(xí)者接受STEM教育有助于獲得對(duì)數(shù)學(xué)和科學(xué)等內(nèi)容更加深入的理解；同時(shí)也有助于培養(yǎng)他們獲得在真實(shí)世界應(yīng)用這些知識(shí)解決問(wèn)題的能力，因?yàn)檫@些問(wèn)題從本質(zhì)上就是跨學(xué)科的。因此，STEM教育的課程設(shè)計(jì)應(yīng)該使用“整合的課程設(shè)計(jì)模式”，即將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等整合在一起，強(qiáng)調(diào)對(duì)知識(shí)的應(yīng)用和對(duì)學(xué)科之間關(guān)系的關(guān)注。
不管采用哪種取向的整合模式，將知識(shí)情境化與社會(huì)化都是其優(yōu)勢(shì)，但各學(xué)科原有知識(shí)體系結(jié)構(gòu)的劣構(gòu)化是它們面對(duì)的共性問(wèn)題，容易造成學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)結(jié)構(gòu)的不均衡，可能某些知識(shí)掌握得較好，有些知識(shí)卻沒(méi)有觸及。這種基礎(chǔ)知識(shí)的結(jié)構(gòu)性偏差對(duì)于中小學(xué)生是個(gè)很大的問(wèn)題。創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力培養(yǎng)的可持續(xù)性，其根源還在于學(xué)習(xí)者有良好的知識(shí)結(jié)構(gòu)，并能不斷自我完善和發(fā)展。基礎(chǔ)教育領(lǐng)域知識(shí)的結(jié)構(gòu)性缺失，會(huì)給兒童一輩子的成長(zhǎng)帶來(lái)障礙。因此，STEM的跨學(xué)科整合，一方面要將分學(xué)科的知識(shí)按問(wèn)題邏輯或項(xiàng)目邏輯進(jìn)行跨學(xué)科重組，另一方面又要確保設(shè)計(jì)的問(wèn)題和項(xiàng)目對(duì)所有學(xué)科基礎(chǔ)性知識(shí)結(jié)構(gòu)的全面、均衡的覆蓋。設(shè)計(jì)和實(shí)施STEM跨學(xué)科整合的課程，要在學(xué)科知識(shí)的系統(tǒng)性與解決實(shí)際問(wèn)題/項(xiàng)目中所獲知識(shí)的隨機(jī)性之間保持一定的張力和平衡，基于整體知識(shí)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性設(shè)計(jì)問(wèn)題，使各問(wèn)題之間包含的學(xué)習(xí)議題多次地相互鄰接和交叉重疊。
例如，科學(xué)問(wèn)題本就源于自然，源于某一現(xiàn)象的問(wèn)題，如“為什么杯子里的熱水會(huì)變涼？”工程學(xué)則源于需要解決的某個(gè)難題，例如“怎樣讓房子更保暖？”這兩個(gè)貌似不相同的問(wèn)題，其本質(zhì)卻都是熱學(xué)中能量的傳遞問(wèn)題。當(dāng)教學(xué)圍繞這個(gè)本質(zhì)展開(kāi)時(shí)，就有了一條隱形的線索，將科學(xué)和工程問(wèn)題有效地結(jié)合在一起?？梢?jiàn)，STEM的教學(xué)并不是簡(jiǎn)單地將科學(xué)與工程組合起來(lái)，而是要把學(xué)生學(xué)習(xí)到的零碎的知識(shí)與機(jī)械過(guò)程轉(zhuǎn)變成一個(gè)探究世界相互聯(lián)系的不同側(cè)面的過(guò)程。
在科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)之間存在著一種相互支撐、相互補(bǔ)充、共同發(fā)展的關(guān)系。如果要了解它們，尤其是它們之間的關(guān)系，就不能獨(dú)立其中任何一個(gè)部分，只有在交互中，在相互的碰撞中，才能實(shí)現(xiàn)深層次的學(xué)習(xí)、理解性學(xué)習(xí)，也才能真正培養(yǎng)兒童各個(gè)方面的技能和認(rèn)識(shí)。
可見(jiàn)，當(dāng)教師在考慮如何將STEM教育引入中小學(xué)科學(xué)課堂時(shí)，必須將它們看作4種彩線，交織在一起，融合在一起，才能織出絢麗的畫(huà)卷。
五、美國(guó)的STEM教育，對(duì)我國(guó)教育的啟示是多方面的
1．樹(shù)立STEM教育理念助推教育興國(guó)
教育是促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步的重要力量。要實(shí)現(xiàn)中國(guó)夢(mèng)，必須提升國(guó)家在國(guó)際舞臺(tái)上的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，這需要文化、科技、產(chǎn)業(yè)多方面的力量，這些力量今后將取決于勞動(dòng)者的素質(zhì)和水平。STEM教育著眼于復(fù)合型創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)和勞動(dòng)力水平的提高，將成為教育興國(guó)一個(gè)重要的落腳點(diǎn)。
2．STEM教育與教育體系的改革
STEM教育的推進(jìn)，應(yīng)該是一項(xiàng)國(guó)家行為，涉及到課程的改革，學(xué)科關(guān)系的重組，教育評(píng)價(jià)體制變化，學(xué)段銜接關(guān)系的設(shè)計(jì)，是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，需要系統(tǒng)和扎實(shí)的研究。
首先，應(yīng)該鼓勵(lì)教育研究者深入到教學(xué)一線，以更大的膽識(shí)和魄力，淡化學(xué)科本位，對(duì)本學(xué)科中的STEM教育的素材進(jìn)行梳理和重組，與企業(yè)和社會(huì)力量合作，與其他學(xué)科的教育專家合作，從課程、教法、教具、學(xué)生學(xué)習(xí)等多個(gè)角度開(kāi)展深入而系統(tǒng)的研究，并能夠在一線教師的課程中得以體現(xiàn)。
其次，需要一線教師相信自己可以改變教育的現(xiàn)狀，可以改變自己的課堂。應(yīng)該鼓勵(lì)更多的一線教師從事教育研究，給一線教師更大的發(fā)揮空間和社會(huì)支撐。
再次，需要教育行政管理部門，小步謹(jǐn)慎，踏實(shí)認(rèn)真地設(shè)計(jì)與STEM教育發(fā)展相關(guān)的教育政策，整體設(shè)計(jì)各個(gè)學(xué)段的相互關(guān)系，借鑒美國(guó)STEM教育的各種經(jīng)驗(yàn)，有計(jì)劃有步驟地穩(wěn)步推進(jìn)，不能冒進(jìn)。
最后，需要學(xué)生和家長(zhǎng)對(duì)STEM教育抱持開(kāi)放的心態(tài)，對(duì)參與項(xiàng)目和教學(xué)改革的教師給予信任和理解。
3．關(guān)注技術(shù)教育與工程教育
世界范圍內(nèi)STEM教育的研究學(xué)者普遍意識(shí)到在實(shí)際的社會(huì)分工中從事技術(shù)和工程的人數(shù)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于從事科學(xué)和數(shù)學(xué)的工作的人數(shù)，而在中學(xué)教育中，我們更加偏重科學(xué)和數(shù)學(xué)的教育。這是一種教育的反差現(xiàn)象，提醒我們?cè)谥匾?/span>STEM教育的過(guò)程中，除了從勞動(dòng)力培養(yǎng)的角度要重視整個(gè)STEM教育，在STEM的內(nèi)部的各個(gè)領(lǐng)域中，也應(yīng)該增強(qiáng)技術(shù)教育和工程教育比重。
技術(shù)教育和工程教育的在中學(xué)教育中主要是通過(guò)技術(shù)類課程來(lái)實(shí)現(xiàn)的，包括信息技術(shù)課和通用技術(shù)課程。技術(shù)教育和工程教育具有明顯的應(yīng)用特點(diǎn)，即學(xué)習(xí)技術(shù)和工程的知識(shí)和技能是為了在相關(guān)的領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用。
我們國(guó)家的課程體系中，有關(guān)工程和技術(shù)的課程是不被人們看好的，這些課程本身受關(guān)注程度不高，在整個(gè)課程體系中所占的比重又很低。在不少學(xué)校，學(xué)軍和學(xué)農(nóng)倒是規(guī)定了一定的時(shí)間，把學(xué)生們統(tǒng)一組織起來(lái)通過(guò)課程的形式加以實(shí)施，學(xué)工往往流于形式，讓學(xué)生自己利用節(jié)假日的時(shí)間去聯(lián)系實(shí)踐單位。
4．
科學(xué)教育是目前中學(xué)教育的重點(diǎn)，物理、化學(xué)、生物和地球科學(xué)所代表的分科的科學(xué)教育很大程度上影響著學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，是學(xué)生獲取科學(xué)知識(shí)的主要途徑，也為今后進(jìn)入大學(xué)從事進(jìn)一步的科學(xué)研究打下基礎(chǔ)?，F(xiàn)代科學(xué)經(jīng)過(guò)幾百年的發(fā)展，其發(fā)展了一套完整的科學(xué)體系，環(huán)環(huán)相扣，這是一種自然的美感。但是體系愈加龐大，學(xué)生需要學(xué)習(xí)的知識(shí)越來(lái)越多，出于選拔和測(cè)試的目的，大量二次創(chuàng)作的結(jié)果是學(xué)生負(fù)擔(dān)過(guò)重，懵懵懂懂學(xué)到了一個(gè)體系，卻難以了解體系的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和生成該體系的過(guò)程，而這些恰恰是學(xué)生面臨科學(xué)知識(shí)的爆炸和未來(lái)學(xué)習(xí)的最重要的技能。因此有必要從科學(xué)素養(yǎng)和STEM教育的角度重視以下四種科學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程。
（1）科學(xué)閱讀。目的是提高學(xué)生自學(xué)科學(xué)的能力，豐富學(xué)生的知識(shí)面，拓展視野。閱讀應(yīng)注意采百家之言，只有現(xiàn)在了解不同的體系，未來(lái)才會(huì)相信存在不同的體系，才能夠突破現(xiàn)有體系的束縛，創(chuàng)立新的理論。
（2）科學(xué)推理。科學(xué)推理能力的缺失，使得學(xué)生不能做到“大膽假設(shè)”更難以做到“去偽存真”。在科學(xué)閱讀資料中，除了百科全書(shū)式的“知其然”的內(nèi)容，更應(yīng)當(dāng)增添福爾摩斯式的“知其所以然”的內(nèi)容。
（3）科學(xué)建模。面向21世紀(jì)的復(fù)合型創(chuàng)新性人才要能夠建一家之言，既需要科學(xué)推理帶來(lái)的定性分析，更需要科學(xué)建模將數(shù)據(jù)用數(shù)學(xué)工具表達(dá)出來(lái)?？茖W(xué)建模的能力與學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)水平密切相關(guān)。
（4）科學(xué)工程。從學(xué)生未來(lái)獨(dú)立從事科學(xué)研究的角度出發(fā)，讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)的目的出發(fā)，自主搭建甚至設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)儀器將會(huì)大大鍛煉學(xué)生的STEM能力。
數(shù)學(xué)教育是STEM教育的基礎(chǔ)，技術(shù)深入，工程論證，科學(xué)建模，都需要數(shù)學(xué)作為基礎(chǔ)。目前數(shù)學(xué)教育遇到的挑戰(zhàn)很大程度上來(lái)自于計(jì)算機(jī)，數(shù)學(xué)教育與程序教育的融合，將是一個(gè)重要的STEM教育的發(fā)展方向。
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