原標題：以科學思維培養未來科學家和工程師

近日，聯合國教科文組織第42屆大會通過在中國上海設立教科文組織國際STEM教育研究所的決議。這標志著教科文組織的一類中心首次落戶中國。教育部部長懷進鵬表示，新的研究所將匯聚全球智慧與力量，推動STEM教育不斷邁上新臺階。

上海市教育委員會主任周亞明表示，國際STEM教育研究所落地后，上海將積極學習借鑒國際先進的教育理念和實踐經驗，牽頭成立市級咨詢專家組，從課程建設、教材編寫、教學管理、教師培養等方面，為STEM教育提供有力的專業支撐。

STEM教育對學生的成長有哪些促進作用？我國STEM教育還存在哪些問題？為此，記者采訪了相關專家。

強調貫通融合的教育方式

STEM教育是集科學、技術、工程、數學等多領域融合的綜合教育。其名稱由科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、數學（Mathematics）4個詞語的英文首字母構成。

STEM教育這一概念發源于美國。20世紀80年代，美國國家科學委員會發表報告《本科的科學、數學和工程教育》，首次使用STEM描述涉及一門至多門STEM學科的事件、政策、項目或實踐。

本世紀初，STEM教育在多方的共同推動下受到了世界各國的廣泛關注。

2010年，STEM教育在中國逐漸升溫。近幾年，由STEM教育衍生出的“創客教育”流行于一些學校和校外培訓機構中。

長期關注中國STEM教育發展的北京師范大學未來教育高精尖創新中心執行主任、教授余勝泉表示，早在2007年，中國的教育學學者就開始參與STEM教育相關的國際會議。學者們認識到，在科學技術高度發達的今天，物理、化學等學科分科教學存在很多問題。理工科教育出現了取消分科、進行整合教育的趨勢。由此，STEM教育應運而生。

STEM教育的宗旨是“以設計和探索為手段，運用科學與數學的思想，以工程為載體，通過應用技術工具，在解決實際問題中學習知識。”余勝泉認為，STEM教育使學生能夠參與一些以活動和項目為基礎、以解決問題為目標的學習。

“值得注意的是，STEM教育并不是科學、技術、工程、數學這幾個學科的機械疊加，而是強調將原本分散的4門學科內容自然組合形成一個整體。”余勝泉表示，部分人把STEM教育當成了“學科拼盤”，甚至在此基礎上發展出了“STEAM”——加入藝術（Art）等更多學科的名詞。這反映出他們并未充分理解STEM教育跨學科整合的內涵。

STEM教育的核心不是學科，而是一種廣域課程模式。它不再強調物理、化學甚至科學等單一學科課程,而是將科學、技術、工程和數學等內容通過真實的問題情境有機結合起來，形成結構化的課程。在這一過程中，教育者通過活動把涉及科學、技術、工程和數學等各個學科的內容進行整合，實現STEM教育的跨學科性。

“STEM教育是一套貫通科學—技術—工程—數學的整合式的新教育理念、方法與模式。”世界工程組織聯合會前主席龔克表示，STEM教育為學生提供了認識世界的橋梁，使他們能夠將所學的知識和方法相互聯系、相互交融，形成一個統一的整體，這正是新科技革命和可持續發展轉型對人才提出的新要求。

STEM教育仍存在短板

“目前，我國的STEM教育依然存在很多短板，我們急需厘清STEM教育的真正內涵，并明確接下來的發展方向。”余勝泉說。

龔克表示，STEM教育發展不充分、不平衡的主要原因在于，我們對于STEM教育如何適應和促進新科技革命與社會經濟轉型的規律認識不深，對于STEM教育如何適應和促進學生發展的機理把握不力，對于STEM教育的成功實踐總結不足，對于STEM教育如何與不同地區發展條件、不同學段學習特點有效結合的探索不夠。

近年來，機器人、少兒編程、智能硬件等面向中小學生的STEM教育項目的流行，讓一些家長產生了“機器人、編程教育就是中小學教育一部分”的印象。余勝泉說：“事實上，真正的STEM教育既包括面向中小學生的跨學科教育，也是大學高等教育的一部分，后者或許可以說比前者更重要。”

同時，一些帶有商業化色彩的STEM教育項目一味追捧前沿技術，卻不注重科學思維的培養；只訓練學生操作工具、機器，卻不教授測量、計算、論證與建模。這導致此類教學活動完全流于表面，無法實現STEM教育“以問題為導向”的目標。

“學生不理解科學原理，也不能解決實際問題，只是學會了一些基礎操作。這種教學方式更接近培訓流水線工人的早期職業教育，不是真正的STEM教育。”余勝泉說。

此外，部分STEM教育項目不尊重教學規律，一味追求“高大上”的現象也比較普遍。余勝泉表示，部分STEM教育項目過分關注技術本身，“一窩蜂”地讓學生學習開源電路板、3D打印、機器人等內容。這種不遵循教育規律、缺乏科學教育設計、缺乏基礎性學科知識融入的教育方式，使得STEM教育變成學校秀場，出現了泡沫化苗頭。

“比如，我在一所小學調研中發現，這里開展的STEM教育項目主題過于復雜，與當前小學生的知識水平并不匹配。小學生的抽象思維還未得到充分發展，尚未構建完整的科學知識體系，學生很難從復雜的知識中有所收獲。適合小學生的STEM教育項目應該是基礎、簡便的。例如學校可以組織孩子們到河水中采集樣本，測量河水中的微生物數目，了解河水的化學成分、物理性質，再把地理知識、環保知識融匯到教學中。這或許是一個成功的STEM教學項目。”余勝泉說。

培養學生解決問題的能力是關鍵

正確理解STEM教育的內涵是推廣STEM教育的前提。“STEM教育更強調的是對學生思維方式的培養。學生在做項目過程中，要學會邏輯推理和證據演繹，科學地解決問題。”余勝泉說，STEM教育不是強調學科知識本身，也不是追逐技術，而是培養一種科學的思維方式。

STEM教育不一定需要昂貴的材料、設備、實驗室，更不是“精英教育”。余勝泉表示，STEM教育應該是基礎、普惠的教育，例如上述對河水中微生物數目的測量就可以在許多農村學校中開展。走出認知誤區，是推廣STEM教育的首要前提。

談及STEM教育未來的發展，余勝泉表示，應當培養的是學生解決問題的能力與方法。STEM教育應當遵循不同年齡段學生的認知發展規律，開發成本合理、因地制宜的教育方式，讓STEM教育的方法和成果惠及更多學生。

“STEM教育對學科教育來說是升華而非替代。它起到的是一種促進作用，是素質教育的有機組成部分。我們不能把它變成一種大學先修課或者職業教育。培養更多具備科學素養、國際視野和自主學習能力的未來科學家和工程師，STEM教育應該發揮更大作用。”余勝泉說。

（記者 孫明源）