科教一线

    2017年，我们曾去某所中学调研STEM教育。这所学校总共开设了20多门STEM课程，涵盖机械工程、人工智能、生物组培、航空航天、艺术创意等多个领域，并组织教师编写了一系列配套教材。但是，认真翻阅教材后笔者发现：这些课程内容与学科之间缺乏实质联系，大部分篇幅讲的是具体操作流程和注意事项，对于实践活动所涉及的知识概念和科学原理并没有进行深入分析，几乎就是一本本“使用说明书”。

    随后，我们深入课堂听课，发现情况更是不容乐观。比如，在一节无人机课上，教师只是在导入环节粗略介绍了无人机的背景知识，剩下的课堂时间全都是教师带着学生操控无人机，反复实验如何才能把无人机飞得更高、更快、更平稳，如何才能拍摄出更具视觉冲击力的航拍视频。课堂上，学生的学习兴趣看似高涨，个个忙得不亦乐乎，但在一片火热的教学景象背后，却是极其肤浅的知识学习。

    实际上，无人机课完全可以成为多学科整合的纽带，联结物理、数学、信息技术等方面的课程内容，包括：物理中的陀螺效应、电机功率等；数学中的数学建模、函数运算等；信息技术中的程序设计、智能系统等，甚至与历史、英语、美术等人文学科也可以进行结合。STEM教育通过跨学科课程设计，为学生提供真实的问题情境，让他们有机会运用不同学科的知识去解决实际问题。

    回顾历史，STEM教育自产生之初就高度重视不同学科领域的内在联系，并提倡跨学科的交叉融合。其中，科学（S）在于认识世界、解释自然界的客观规律；技术（T）和工程（E）旨在尊重自然规律的基础上改造世界，实现对自然界的控制和利用，并解决社会发展过程中遇到的难题；数学（M）则是技术与工程学科的基础工具。

    近年来，STEM教育出现了一些新的拓展。比如，有学者建议在原有四门学科基础上加入Arts，把STEM教育拓展为STEAM教育；还有学者建议加入Reading或Writing，把它拓展为STREAM。实际上，不管STEM教育名称拓展为STEAM、STREAM还是STEM+，其本质仍然不变——还是跨学科，只是进一步拓展了跨学科的领域与内涵而已。

    所以，STEM教育的核心是实现知识融通，在孤立的学科体系中建立一座沟通的桥梁，给学生提供整体认识世界的机会。最常用的模式是以项目为中心的课程组织，通过序列化问题串联各学科知识，使课程要素形成有机的联系与有机的结构。在此基础上，引导学生在动手实践中开展跨学科学习，避免分科教学带来的知识割裂，把知识学活、学透、学扎实，形成更加完善的知识体系和思维框架，以此应对未来社会的复杂挑战。

    需要特别指出的是，STEM教育不是职业教育，其目的不是培养“能工巧匠”，而是培养“全面发展的人”。中小学开展的STEM教育，不管是搭建桥梁模型，还是组装智能机器人或操控无人机，都要有知识原理的渗透，都要有跨学科的课程设计，不能只是纯粹的技能训练。在STEM教育中，动手操作是手段，跨学科学习是载体，智慧生长才是目的。只有把知识学习放在首位，才能让学生获得真正的成长。