顾建军： STEM教育的价值选择与教育共同体建设
顾建军： STEM教育的价值选择与教育共同体建设
各位领导、各位专家、各位同仁，大家下午好！
我分享的一个话题是“STEM教育的价值选择与教育共同体的建设”。目前在我国掀起了STEM教育的热潮，大江南北、长城内外几乎“忽如一夜春风来，千树万树梨花开”，到处有STEM教育、STEM课程、STEM企业。但STEM教育的实质和价值究竟是什么，大都还处于盲人摸象、莫衷是一的阶段，因为其是采用“拿来主义”的方式走进中国国门的，不少缺少亲身的经历或缺乏历史性认知，往往采用文学评论的方式对STEM教育的价值进行解构，来加以分析、加以实施。因此，还原美国STEM教育数十年发展变迁的历史脉络，把握STEM教育的价值体系，并基于中国的国情，进行STEM教育中国化的改造及共同体建设，是非常基础和关键的。
首先举一个例子，这是美国的一道案例，是给中学生做的一个项目。用电子材料或建筑用纸做一个闹鬼的房子的控制模型，至少包括用4个以上的D触发器，做一个自动按一定规律在不同房间交替发光的彩灯控制器和即时反馈的电子控制系统。这个案例涉及到科学原理，涉及到技术，涉及到工程，当然还有数学计算。那么这里面到底是不是就这么简单呢？大家可以再看一下，做的是一个闹鬼房子的控制模型，这个闹鬼的房子中的“鬼”是什么东西呢？谁见过鬼呢？所以在对鬼没有进行确定性定义的情况下，首先要对“鬼”进行科学分析、情境的二次假设。案例所提供的情境是一个结构不良、充满不确定性的情境，鬼是一个装置、抑或是一个物质，还是一个生命体，就给学生增加了很大的想像空间。在这样一种想像之中，在这样一种情境分析与假设之下，进行技术和工程的设计，这样就把科学、技术与工程以及数学的教育，以一个整体的方式融入到现实而又复杂的情境和过程当中，对科学来说、对技术来说、对工程来说，其学习已经不再是“单子式“的，也不是对原理和方法的“接受式”的，而是有机融入的过程。
从表面上看，STEM教育涉及到学习过程、学习内容重塑重构的问题，其深层次的是涉及当代知识生产方式和人的生产方式的重塑重构问题，当然也就延伸到SREM教育的包括资源组织在内的共同体建设问题。这对我们提出了一个新的挑战，我们在现代的教育教学过程当中，我们以什么样的追求、以什么样的内容、什么样的方式来实施中国的STEM教育。
一、STEM教育及其现代意蕴
STEM教育的核心是将原本分散的4门学科自然组合成一个整体，以项目探究方式进行综合性问题解决学习，以形成相应的综合素养。这里更多强调学科课程融合的核心理念。
STEM教育在美国经历了历史的迂回与变迁。早在美国的进步主义教育运动时期，科技教育类课程的教学就成为不断反思和改进的对象，科学探究、科学态度、科学方法等内容不断被提出。在经历了回归基础的教育运动之后，美国在科技教育方面又提出了STS教育，80年代以来，STM教育，STEM、STE[**]M、STEM+、ISTEM教育等也不断涌现。90年代末期美国诞生了专门的国家技术课程标准，而2012年则出现了专门的K-12工程教育的标准。目前，大家可以看到STEM的潮流已经是风靡全世界，而且它的方式多种多样。
我个人把STEM教育理解为4个层面。第一，是在公民素养层面的STEM教育。第二，是人才类型层面的STEM教育，针对理工科人才的兴趣的缺失、能力的松动、需求的缺口来进行STEM教育。第三，是课程融合层面的STEM教育。第四，是教学策略层面的STEM教育。我们在基础教育阶段可能更多在课程融合层面的STEM教育和教学策略层面的STEM教育。 不同层面的理解就涉及到不同的STEM的价值选择。
首先就公民素养层面的STEM教育来说，STEM素养是当代国民基本素养的重要组成部分。从这个角度出发，美国的STEM教育在80年代就开始进行。早在“2016”计划中就有一个著名的论断。“在当今社会，科学、技术、数学是变化的中心，他们引起变化、塑造变化，并应对变化，是当代儿童适应未来社会的基础”。也就是说生活在以当代科技为主导的社会，一个合格的公民必须应当具有基本的科技素养，只有这样才能适应未来生活和生产的需要，当代的教育社会化打上了STEM的印记。哈佛大学的校长科南特曾经指出，科技教育是国家最基础的国防，教室、图书馆、实验室、课程形式和教学方式对我们的威胁可能比它们的氢弹还要厉害。这也表明STEM教育对一个国家、一个民族综合实力的现代性价值。
其次，就人才类型层面的STEM教育来说，STEM教育理工人才早期培育的基础。在当代，理工领域人才缺乏是一种国际现象，我国也不例外。理工科人才的缺乏与当代青年的职业选择有关。我们曾经做过了解，即使像清华大学这样高端学校的一批优秀学生，也存在着本科、研究生阶段学习的理工科，但是到了就业选择时，还是实际从事着金融、工商、经济等领域的职业。现在很多国家都在进行未来十年在人工智能、现代科技发展背景下职业的变化和理工科人才数量与规格的预测，从而进一步加强STEM人才的培养。基础教育阶段的STEM教育可以激发学生的理工科兴趣，保持STEM领域的好奇心，挖掘学生的理工科方面的潜能。这也是理工科教育从娃娃抓起。在我国有一个特有的现象，高中阶段语数外、理化生、政史地、音体美都有相应的高考评价，唯独只有技术这门学科没有考试或评价。但英国、美国、俄罗斯、新加坡、以色列、瑞典等国家以及我国香港特别行政区等你都有技术学科的高考选科。为什么会有这种情形，这与我们对技术的不理解和文化偏见以及评价策略的缺失有关系。
再次，就课程层面的STEM教育来说，STEM课程是单科课程的融合形态。通过融合形态的课程的学习，学生可以避免孤立的学科观念，建立起课程的融合、整合所形成的学科的关联性，形成知识的跨科性和普遍联系性观念，形成较为的以普遍联系和系统分析为核心的世界观和方法论，学生可以打通理论与运用任督二脉，形成知识的转化与应用意识和理论结合实际的能力。近几年，美国一些州已经开始通过立法的形式把STEM课程列为中小学生选修的课程，也有的把现有科学课程、技术课程中设置有专门的STEM专题研习，还有的把STEM项目列入一些学生选择的活动。前者就影响到课程结构的变化，跨科学习理念在课程体系建构中得到体现。以项目的方式来实现，技术问题和科学问题采用一种现代与传统相结合的方式把它反映出来，知识的沟通和理论与实践的结合的教育价值将会得到充分的展示。
最后，就教学策略层面的STEM教育来说STEM教育价值体现多样的学习方式和STEM的教育特征上。第一是融合学习，主要涉及到跨科学习和关联学习，是学生所学不同学科知识之间架起桥梁，形成有机的联系，使原有学科知识不再是孤岛。其次是情境学习，要把它放到情境当中去，不是单纯讲原理、讲想法，一定是有意义的建构，把知识与技能还原到具体情境中。第三是项目学习，STEM教育的载体是以项目形态呈现的，项目既蕴含这横向的科学原理、技术方法、工程问题和数学内容等，有涉及到纵向的项目的任务的解析、项目问题的分析与探究、项目问题的解决与设计、项目的工程化实施或模拟实施等。第四是设计学习，其核心是学生沿着问题的分析与解决过程，进行相应的方案设计和问题求解，促进学生的设计思维和问题解决能力。第五是共享学习，这也是与这次论坛主题非常关联的一个话题。STEM教育内容具有高度的开放性，需要团队学习和智慧链接，需要课堂学习的时空维度的广延，其共享的方式既可以是线下的，也可以线上的，还可以线上线下相结合。这种共享学习将促进知识生产方式和人的生产方式的变革。第六是非正式学习，STEM教育并不都是正襟危坐式的教育，也不完全是象牙塔内的教育，更不是逻辑化的线性教育，它的内容可能是非系统的，它的活动可能是非逻辑的、它的方式可能是非常规的。
由此可见，STEM教育是个庞大的体系，对其的理解可以是多层面的，所蕴含的价值也是极其丰富、博大精深的。目前SEEM还在以STEM+的方式不断拓展、不断前行。在这一浪潮中，我们要明辨是非，系统分析，把握初心，回归国情。可以根据地方、学校和学生以及学科学习情况进行有序的价值选择和有机的价值融合。
二、STEM教育的共同体建设
人类的航海史壮举使人类命运共同体建设创设了可能，经济、环境问题的全球化和文化交流的国际化以及科学技术的高度数字化、智能化使人类命运共同体建设增添了现代性。习总书记指出，“各国人民应该形成你中有我、我中有你的命运共同体”。这种命运共同体理念既可以反映在宏观的政治经济和文化教育等领域，也可以反映到微观的如教育领域的课程建设等层面。目前美国所发起的STEM教育在全球的广泛推广和应用以及所形成的诸多合作机构、相关联盟等也是一例。
关于STEM教育的共同体建设，我认为包含了这样一些方面。
第一，校园内跨学科教师的教育共同体建设。同一所学校的科学、技术与工程、数学等学科教师在学校内部首先应该加强联系，可以以建立STEM教育、STEM课程共同体的教研组、研究中心等组织化形式，以共同备课、课程共建、教学共商等方式实施。还可以形成更加开放性的STEM+的学科共同体，以共同的愿景为引领，进行相应的课题研究和教育教学实践活动。
第二，校内外学科教师的教育共同体建设。学校之间既有个体的差异，也有共同的问题，需要打通资源，共同攻关。不同学校之间的共同体建设，可以互通有无、资源互补，也可以各具特色、错位发展。可以以联盟的方式进行学校之间的STEM教育的学术共同体建设。
第三，跨校跨界的教育共同体建设。STEM教育有着很强的实践性、创造性，这就需要一定的工具、仪器、设备，甚至专用的环境和装备进行支撑。与此同时，社会上企业、科技场馆、研究机构、高等学校也有一定的愿望参与STEM教育，甚至当地的社会团体、军事机构都有相应的资源和充分的需求参与STEM教育。因此，跨界的STEM教育共同体是有着广泛的社会基础和深厚的心理基础的。政界、学界、业界的政产学研商共同体有着更为广阔的互补优势，但也要防止和避免商业化的心理动能和功利化的价值取向。在这方面，美国、英国业已形成了诸多STEM教育共同体，包括博物馆、出版社、科技馆、基金会在内的一些文化与公益性单位，在共同体建设中体现了深度参与和重要作用，其经验是宝贵的财富。在我国目前有不少培训企业、教育装备企业主导的STEM教育共同体，在STEM教育理念的传播与交流以及资源供给方面起到了积极作用，但也需要总结正反两方面的经验与教训，使得跨界共同体更为健康、更为持续的发展。
第四，跨国跨文化的教育共同体建设。科学与技术，具有天然的通约性和跨民族性。信息与通信技术、大数据技术、人工智能技术的突破性发展，使得整个地球村落浑然一体、彼此相连。全世界的STEM教育者、利益相关者联合起来，已经不再是传说。不同国家、不同民族的教育关切者组织起来，形成教育共同体，也是时代的趋势与发展的必然。作为有悠久文化传统的中国，应该像“一带一路”建设一样，在世界性的共同体建设中发挥积极的主导作用。应善于在文化交流中传承与发展自我的优秀文化，形成中国的STEM教育特色，打造中国的STEM教育品牌，作出中国的教育贡献。
因此，STEM教育的共同体建设，既是STEM教育的内在要求，又是当今社会全球化、世界一体化发展的外在趋势。当然，共同体建设所带来的效应，就像上午孟校长讲到的，可能有正效应，可能有零效应，甚至有负效应，关键在于价值与文化。STEM学术共同体组建有很多的模型和方式，但目标、愿景的统一性，资源的互补性，机制的稳定性和文化的适应性，这些显得更加重要。
人类的共同体的建设在当今社会条件和技术支持下，已经成为势不可挡的趋势。联合国教科文组织的报告中有这样一句话，“当变革之风吹起时，有的人筑墙挡风，而另外一些人在造风车”。我们今天讨论的“共同体建设”是否就是一个助推时代进步的风车呢？
我就讲这么多，谢谢大家！
提问（来自山西家庭教育委员会）：我想问顾教授，STEM教育我们听起来非常新鲜，但当我们在纠结杯子的形状和游离于杯子华美与否的同时，我们却悄悄地丢弃了杯子对水的追求。我想问大学的教育和高中的教育衔接这一块有没有研究？因为我从事高中教育和初中教育，毕业了的学生书面知识没得说，但是深入到工作层面，说不得。曾经就有我们这里的一个师范大学的孩子，他把线接好一拉开关，线着了，灯没着，再放下来再接，灯着了线没着。我们高中到大学这一块的衔接，STEM有没有这一块？
顾建军：您刚才讲的前一个话题，有关学生回归生活的基本技术能力培养，这方面是中国教育之痛，也是这一次课程改革当中的一个亮点、难点。您举的这个例子，有很多人也提及过。有一次，我在重庆遇见一位女同志，她讲到中国学生动手能力之差时，激动得几乎心脏病都要发了。这本质上是一个科技驱动发展的时代公民素养结构的重要话题。囿于“君子动口不动手”的文化，我们的基础教育造就了不少当代的“技术文盲”，这方面需要我们进一步加强。STEM教育的高中与大学的衔接问题，应该有所注意。即将颁布的普通高中课程标准会发生一个很大的变化，通用技术、信息技术将成为单独的课程，为学生所必修，浙江省还将技术列入了高考选考科目（国际上的很多国家也有选考）。这反映了教育的主动应变。这也就我们常讲的，教育既要应对社会变化，还要塑造和引领社会变化。当然这种变化可能是柔性的变化，是悄悄地变化。