关于STEM教学的几点思考
近期，为了做一个STEM的教学设计而绞尽脑汁。从构思，否定，再构思，再否定……到初步设计出一个简单的STEM教学，渐渐明白了什么是STEM教学。
一、STEM其实就是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）四门学科的英文首字母缩写。STEM教学其实就是运用以上四门学科来解决现实生活中的实际问题。相对于普通课堂教学而言，它更注重学生对以上四学科知识的综合运用能力的培养，而这正是普通课堂单学科教学所不能完成的。
二、STEM教学注重实践，强调在做中学。普通课堂只教给学生理论或知识点，忽略了理论或知识点的来源和现实生活中的应用。如教学生打蝴蝶结，普通课堂中我们只是教给学生蝴蝶结的打法，甚至打法的分类。而STEM教学则注重让学生自主合作打蝴蝶结的活动来探究蝴蝶结的打法。更有利于学生知识的掌握和社会实践能力的培养，而实践恰好是普通课堂教学所缺乏的。
三、STEM教学真正突出了学生在学习活动中的主体地位。普通的课堂教学，主要是学生在课堂中通过听老师讲解或在老师的引导下思考针对文本的一些问题，而STEM教学更注重社会实践情景和社会实际问题，学生在一定情景中，在老师的引导下小组合作活动，在活动中去思考、探索、总结获得知识，更有利于学生的社会生活。
四、STEM教学注重创新，更符合时代对教育的要求。创新是社会发展的主旋律，而教育要跟上这个以创新为主题的时代，就必须要推行注重创新过程和成果为主的STEM教学。
五、STEM教学有利于培养学生的合作能力。STEM教学要求学生小组合作，制图，准备材料，制作成果等一系列活动来完成。更有利于学生生活中合作精神的培养。STEAM教育的发展前景怎么样?目前，STEAM教育计划以及STEAM教育学校在世界各地广泛铺开，艺术在STEAM教育中的价值似乎也逐渐得到普及和认可。
STEM教育起源于美国为了提升国家综合实力的教育革新，自1986年国家科学委员会(NSB)在《本科的科学、数学和工程教育》报告中首次提出纲领性建议之后引发国际科学教育领域共同关注和持续跟进，诸多理论研究与实践成果纷涌而出。随着STEM教育的深入发展，其诸多弊端逐渐显露。2006年，来自美国弗吉尼亚理工大学的G.Yakman在STEM教育的基础之上提出STEAM教育，即将艺术(Arts)融入到STEM教育中，强化学生的艺术熏陶和人文底蕴。
1. STEAM教育对STEM教育的发展
TEM教育重点在于数理科技教育，曾一度成为美国、韩国、日本等世界多个国家用以繁荣经济、增加就业机会、提升综合国力的最佳选择。然而，调查显示，大多数青少年对于STEM教育并不感兴趣，产生集体无意识的现象，更加专注于休闲和娱乐，STEM教育的吸引力十分有限。此外，STEM教育因为过于偏重于科学技术的学习让许多从业者失去了与创造力和抽象思维的联系，无法达到全人教育与长远提升国家综合国力的根本目标，STEM教育研究者也逐渐开始产生质疑，难道科技的精准是否与创造的联想无法融合？罗德岛设计学院院长Maede指出，“因为艺术提供一个不同的通道来帮助人类了解复杂的社会，此外，艺术创作过程中特有的创造力、解决问题、灵活思维和用于承担责任是STEM教育的钥匙，唯有STEM与Arts融合才能整体提升全面素质与竞争力”，STEM+Arts=STEAM的教育理念逐渐兴起与发展。
STEAM教育广受关注源于原有的STEM教育只关注了任务本身，即做什么和怎么做，却忽视了对人本身及环境背景的关注，即谁来做和为什么做，加之来自于艺术对于提升学生空间能力、逻辑思维能力等诸多证据的支持。STEAM教育实现了艺术与科学的深度融合，一方面大大提高了学生学习科学的兴趣及参与程度，进而提升了学生的学习效果，另一方面极大促进了科学与艺术的统一，实现了理性与感性的对话。李政道强调，艺术与科学“就像一枚硬币的两面，他们共同的基础是人类的创造力，他们追求的目标都是真理的普遍性”。艺术与科学的深度融合使人们在无限追求物质世界真理的同时，也在追求对于精神世界的塑造。什么是STEM?STEM教育在中国如何发展提出STEM 概念的不是教育部门，而是美国国家科学委员会。1986年，美国国家科学委员会发表《本科的科学、数学和工程教育》报告时，选取了科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）这四个单词的首个字母组成了一个合成词——STEM。在其后美国STEM 教育十多年的发展历程中，政府和各部门共同推进着 STEM教育的探索和实践。
STEM教育的内涵解释
1、Science（科学）是反映自然、社会、思维等客观规律的知识体系。
2、Technology（技术）是解决问题的工具、方法和经验的总称。
3、Engineering（工程）是运用科学原理和技术手段创造人工物体的过程。
4、Mathematics（数学）是研究空间形式和数量关系的一门科学。
5、近年来，有学者在STEM的基础上又增加了Art（人文和艺术），变为STEAM。Art狭义上是指美术、音乐等，广义上则包括美术、音乐、社会、语言等人文艺术，实际代表了STEAM强调的艺术与人文属性。
STEM 教育是一种通过整合科学、技术、工程和数学领域内容，指引教与学的途径和方法。STEM 综合了各学科的特点，将知识的获取、方法与工具的利用以及创新生产的过程进行了有机的统一。
那STEM教育有哪些特征呢？它在中国如何发展？
1、STEM教育不仅主张通过自学或教师讲授习得抽象知识，更强调学生动手、动脑，参与学习过程。STAM教育提供了学生动手做的学习体验，学生应用所学的数学和科学知识应对现实世界问题，创造、设计、建构、发现、合作并解决问题。因此，STEM教育具有体验性特征，学生在参与、体验获得知识的过程中，不仅获得结果性知识，还习得蕴含在项目问题解决过程中的过程性知识。
2、STEM教育具有情境性特征，强调让学生获得将创客知识进行情境化应用的能力，同时能够理解和辨识不同情境的知识表现。STEM教育强调知识是学习者通过学习环境互动建构的产物，而非来自于外部的灌输。
3、STEM教育强调在群体协同中相互帮助、相互启发，进行群体性知识建构。在完成任务的过程中，学生需要与他人交流和讨论。STEAM教育的协作性就是要求学习环境的设计要包括协作和会话两要素：让学生以小组为单位，共同分析析学习资料、提出和验证假设、评价学习成果。
4、STEM教育要求学习产出环节包含设计作品，通过设计促进知识的融合与迁移运用，通过作品外化学习的结果、外显习得的知识和能力。在设计过程中，学生学习知识、锻炼能力、提高STEM素养，因此设计性是STEM教育的核心特征。
5、跨学科。STEM教育强调融合各个学科，在学和做中发展学生的多元智能，通过各学科的规律性联系，不断培养学生的创新意识、创新能力和创新精神。
STEM模式则是情景式教学、双师授课教育、定制课程定向培养方式，根据孩子的特点而开发的独创性教学模式。
综上特点可以看出STEM的教育模式应该是切合科技教育营运而生，而不是为了教学而贯穿其中，最终目的是为了让孩子的学习被动变主动，而不是一味的被接受灌输知识，充分发挥孩子的想象力和创造力。
STEM在国内发展着力点是培养孩子们的创新意识、发散思维、想象力、发现问题的能力、知识产权意识等等。各个高校应该和相关企业展开合作，共同来发展STEM教育。国内如上海的DFRobot就很超前，目前跟国内许多高校开展STEM教育合作，提供STEM教育套件和相关比赛套件。
近两年来，STEM教育如同一阵飓风席卷中国，诸多中小学将STEM标榜为学校的特色教育，纳入学科教学和日常活动，社会上的各类机构也纷纷加入队列，群分STEM教育这块“蛋糕”。
一时间，这个由Science（科学）、Technology（技术）、Egineering（工程）、Maths（数学）四部分构成的单词缩写令整个社会躁动不已。
但在一片繁荣的盛景背后，似乎少有人追问原点，STEM到底是什么？在中国应该如何做STEM教育？
观念：认知的混乱
“美国在上世纪80年代最早提出STEM教育战略是因为当时的美国缺乏理工科人才，但反观中国，其实并不那么缺乏理工科人才。”早些年，做过STEM教育国家政策比较研究的北师大物理系教授李春密告诉记者。
在北师大中国教育创新研究院副院长魏锐看来，STEM并非是个全新的概念，早在上世纪80年代所提倡的“STS教育”（科学、技术、社会）与STEM便有异曲同工之处，同样强调跨学科，强调技术和工程，并以实际的问题为导向。
对于STEM教育理念引入中国本身，李春密表示绝对认同，因为它培养学生的跨学科思维、批判性思维、合作能力以及解决问题的能力等，这对于创新人才的培养意义深远。
“STEM教育这个理念本身完全没有问题，但问题在于现在很多学校只是扣了一个STEM教育的帽子，玩儿新奇概念，而并没有实质内容。”李春密强调。
“现在卖3D打印机的器材公司火了一大片。” 中国基础教育质量监测协同创新中心副主任胡卫平教授这些年调查了市面上开展STEM教育的学校后发现，很多学校引入了3D打印机，但只是让学生学会操作3D打印机的技能，更有甚者仅仅将这些仪器当做摆设。
李春密同样注意到了这一现象，在他看来如今中国的STEM教育主要被商业机构所“绑架”。“不同于美国为STEM提供公益支持的企业，中国企业的第一考虑是为了盈利。”
他认为，这个现状的关键在于STEM缺乏顶层设计，学术界也未能形成一套系统的关于STEM的理论体系。对STEM的认知亟需规范。
STEM的四个维度之间存在一定的联系， Science（科学）和Mathematics（数学）是基础，而Engineering（工程）是目标，Technology（技术）是实现目标的手段和过程。
李春密用杯子做了一个形象的类比，“要做一个杯子，容积、尺寸、形状是数学；材料硬度、强度、耐温程度是科学；用什么样的工艺做出来是技术；而最后呈现出来的这个杯子的产品是工程。”
而现在的STEM教育主要落在了技术层面上，“比如计算机、编程这些通用信息技术和互联网+的内容，但如能源、环境问题、城市建设规划这些实际生活中的问题仅仅靠这些是不能解决的。”魏锐强调。
李春密还观察到了一种普遍的现象，就是将STEM教育和创客教育结合在了一起，而开展创客教育的主要以小学和初中为主。他觉得这是一种“抢跑行为”，因为小学阶段学生科学知识的积累不够，而“创客”需要有一定的专业积淀和思维能力。“可以在小学阶段做STEM 教育，但更关键的是培养孩子的学科基础。”
在魏锐看来，这和现在教育圈的浮躁性不无关系。“很多学校都在求新求异，但少有静下心来锤炼STEM理念，将真正有价值的东西深化下去。”
困境：“软件”和教师的缺失
如果说，外部器材是STEM教育的硬件，那么课程体系则是STEM的“软件”，而“软件”恰恰是目前国内STEM教育最为缺乏的。魏锐将它归因为教育体制改革的迟滞性和市场机制的不健全。
一方面，教育采购系统主要还是支持硬件，但对课程这类软件的支持力度不够，无法对它进行精准评估，这就导致学校在购买课程上的艰难和迷惑。
从企业的角度来说，因为现阶段，研发和创新的知识产权不受保护，企业不会投入太多钱在STEM课程体系的开发上，卖设备和耗材是最直接的盈利手段。
而“软件”的缺失也便导致了STEM教育当中理性精神的缺失，致使STEM教育停留在了动手的阶段，却不注重培养孩子的理性思维，而理性思维的培养是STEM教育中近乎于“灵魂”的一环。魏锐与很多企业接触后发现，即便有一些打着培养孩子设计思维的口号，但力度仍然远远不够。
