为什么要做STEM教育？STEM教育的内涵是什么？每一部分应该怎么做？其中最难的部分是什么？国内外学校又有哪些优秀的STEM教育案例？在主题论坛环节，来自香港、上海、山东、广东等地的学校校长和教育专家，围绕STEM教育与课程结构进行了深入交流。 

苏咏梅

香港教育大学教授

培养未来STEM专家——小学STEM课程设计

我主要从香港的STEM教育情况以及个人对STEM教育的研究两个方面和大家分享。

我们希望用STEM来解决问题，但是很多人就会问STEM是什么？所以应该要研究看看STEM里面到底有什么东西。

首先，STEM里面有四大类：科学、科技、工程、数学。理解科学知识来寻根究底，探究大自然现象；应用科技仪器进行探究；工程考虑设计测试系统、挑选适当物料、制作模型；应用数学运算来进一步测试和分析结果。

科学的现象及理论在STEM里面是一定有的，没有STEM理论基础，很多时候我们就不知道我们动手做的东西是干什么、为什么。

为什么我们要做科技呢？科技在STEM的角色是怎么样的呢？科技就是我们要懂得用有效和有关科技仪器进行探究，这些探究可以是科学、也可以是工程。

工程方面，我们要做设计，但是在设计里面一定有些测试系统，我们要知道用什么东西来做会做得更好。

所以我们怎么看STEM教育不仅要看“STEM”这四个字母，还要看里面的内涵，然后分析每一部分怎么样帮助其他的部分做得更好。

在STEM教育里面最难的一部分是整合。很多时候整合的概念不仅是看表面，还应该注重连接程度。用科学探究和工程设计为基础，科技素养和数学思维为辅助，真实情景连接各部分。但是最重要就是有正式的成绩，这就是整合与连接的部分。

为什么要搞STEM教育？是希望未来的人才有利于国家发展和经济繁荣，希望有更多大学生读STEM科目，但这不是短时间就能改变的，大学校长希望更多高中生就读STEM科目。如何解决这个问题？从小学开始。

STEM教育的重要性是什么？一定要站在世界、社会、国家的角度来看，做STEM教育并不是强制地要求学生做科学家或者其他的高科技职业，而是教他们学会做明智的决定，同时也希望未来有更多的STEM教育人。

发展STEM工作有3个方面：幼儿教育、中学和小学，让学生多一点STEM经历。香港也是从这三方面去做的，最大的部分是科学探究，有不少人做应用创新科技，也有一些做创新设计。

去年有一批二、三年级的小孩子来到学校，我们给他们制定了一个有关“蝴蝶”的STEM课程，让他们认识蝴蝶。我们教学生从VR眼镜观察蝴蝶的身体结构，同时提供介绍视频，让专业人员介绍建筑设计，最后让他们利用动物身体情况做一些设计。所以在STEM学习过程中，就是让学生用不同的知识，进行科学的探究和学习。

如何让老师和学生深度介入STEM教育？我建议让老师跟STEM专家合作，这些老师不单是STEM老师，其他老师也可以。通过身边的STEM专家，比如学生家长、毕业学生等专业技能很高的人，需要注意的是，这些STEM专家的专业知识和技能很高，大多时候没有能力把他们懂的东西转化成简单的，能让中学生可以直接吸收的知识，所以这一点是需要进一步优化和分析的。

江丰光

上海师范大学教授

STEM教育类型与实证研究

到底STEM教育是什么？我梳理一些国内国外相关的案例，包括一些研究与我之前的工作经历，从STEM背景与目标、三种STEM类型寓教于理念、STEM教育的评估方法以及STEM教育的实证研究四个方面来进行分享。

 

STEM背景与目标

美国提高全球科技竞争力，重视高校STEM学科与提供STEM就业教师人才培养，有些人说国内不需要STEM教育，因为我们数理工程学生已经很多了，其实不是这样讲的。因为STEM有学科性、方法论，美国从中小学着手，过去二三十年教育改革，这也是国际竞争力的优势。

人才培养目标，21世纪技能，提升学生共同核心素养。我们的学生在课堂上是比较被动的，是不爱发言的。对比国际学校，学生讲话比老师多，这是两种不同的学习和教育问题。除此之外，我们培养的是知识导向评价人才，所以STEM教育刚好可以弥补国内教育的不足。

什么才是STEM教育，STEM课程怎么设计？

我归纳参加世界各国的展会发现有三大类：

1、基于教室内开展的STEM课程；

2、正式与非正式场馆结合的学习活动；

3、学习共同体STEM项目。

基于教室内开展，老师有一个主题，这个主题需要跨学科概念。至于跨多少学科，目前在学术界里面STEM教育跨多少学科还有争议，目前是没有统一的标准，但是至少是要完成跨学科。

知识掌握和解决真实世界的问题，最后有明确的教育目标。跟传统教育一样，基于教室内开展的STEM课程需要课程设计、教学实施和教学评估，跟传统教育不一样的是用项目方式来串联整个过程，所以不是应试考试知识点的学习，而是在能力培养里面重视学习过程评估。

正式与非正式场馆结合的学习。把学生从学校环境带到校外资源的整合，强调有趣、生活化和社区做连接。

学生共同体STEM项目。它是比较大的，是由政府、高校牵头做的，主要是培养终身学习。涉及到跨区和跨国家单位，包括资源体系，包括政、产、学、研合作。这里面跨到政府、高校、企业、中小学，所以它是连带的生态系统。我们国家目前是缺这一块的，第一块、第二块是够，第三块是没人做，但是美国做得非常好，因为他们有非常多顶层设计去帮助联动。

这三大类，我们看到各有各的特色，由点、线、面带动起来培养学生终身学习的素养。这就是一个全方位的STEM教育生态系统。我建议，大家从校内中小学做起，从校内做到校外，寻求更高端的可以帮助终身学习素养的大项目去做。

STEM教育的评估方法

目前评估方法有11种，有教师维度的，也有老师和学生共同评估的，评估不外乎过程性评估和总结性评估。操作化定义学习目标，明确要考察学生什么能力以及能力水平等级的划分。不同评估方式结合应用。学生作为学习主体，可以参与评估体系的建构；给学生自我评估和调整的机会。

STEM老师不足是国内很严重的问题，我们没有这方面的师资。虽然有科学老师、数学老师等，但还不够。目前任教的STEM教师，数学管理、小组合作、教师专业发展与评价这五个方面的不足比较严重一点。

通过这几年的实证研究发现，STEM教育的确是需要的：

第一，可以促进学生内在学习动机、学习兴趣提高；

第二，对低水平学生学习成效有显著效果；

第三，培养合作意识、团队领导力、项目学习能力；

第四，有效提高科学与工程学科学习成效；

第五，提高对未来STEM工作的职业认同与职业认识，STEM教师培训。

总结一下我自己对STEM的认识，从国外文献和案例里面可以归纳出八大类：一定要动手做中学；一定要科学探究与工具使用；一定要跨学科整合；一定要基于问题的学习；基于项目的学习；真实情境下的活动中学习；合作学习；包括学习者自主探究建构知识。

余耀贤

深圳市南山区教育科学研究中心主任

STEM教育的南山探索与实践

我主要从三个角度来介绍南山区STEM教育的做法和探索。

首先是南山教育改革及STEM探索

南山区是中国改革开放打响第一声炮响的地方，目前有28年的建区历史，位于跟福田交界的地方，南山是深圳的中心城区之一，提出了“打造世界级创新型滨海中心城区”，是深圳高校科研院所聚集区。南山提出要打造“东方硅谷”，教育必须先行。

南山持续推进以课程创新为基础的教育改革。

第一阶段：2001年，南山作为全国教育部门首批课程改革试验区，那时候就开始跨学科的整合探索，我们率先在全国把物理、化学、地理整合成科学，把历史、政治、社会做科学的整合。同时，我们开展了综合实践活动，包括很多探究性学习。

第二阶段，我们启动了南山的课堂文化建设。通过文化建设的理念，把工作凝聚到学生身上，制定了以学定教的课堂教学模式，更加强调以学生为本、以课堂为主的工作策略。同时还开展了学习探索，让学校连接社会，连接校内校外，把我们的学习不断向生活、向社会延伸。

第三阶段，教育“南山质量”，同时启动了评价改革。现在南山的期末考试已经不是一张试卷。其中包含70分卷面成绩、10分过程性评价成绩、20分表现性评价成绩，其中有10分是要求学生从4年级到初三的同学都要进行的学科性的搭建。

南山在课程改革的几个阶段当中酝酿了STEM理念。我们培养学生面向真实的世界、面向未来的核心素养和能力是多年来南山课程改革的追求。也就是说STEM的种子在南山历次课改中继续养分、萌芽生长，直到今天有基本的路径和方法。

STEM不单纯是学科的整合，更多是：

1、基于合作、创新等议题的可持续发展的价值追求；

2、基于系统化的领域跨越和方法论体系；3、通过开展STEM，培养面向关联和跨学科，面向进化与未来，面向复杂和真实世界的核心能力。

南山STEM教育的实践

作为区域来说，我们考虑几个要素：一是必须要有老师，并且老师要有一定的工程技术基础和整合能力的教师。二是可创设情境的空间和技术资源；三是便于社会性参与的伙伴，校内伙伴、社会伙伴、家庭里面的伙伴；四是调配各种资源的有效机制。

我们提倡的是精简式的学科教学，精简式的STEM学科教学。只要在你的学科教学当中你能够根据你个人的专业领域，根据你的教学素材能够整合一些跨学科东西，我们就认为你这是STEM教育的课程案例，我们就会推广和鼓励，包括会评课程案例。

概括而言就是学科综合性STEM教育；学科拓展性的STEM教育 ；学科体验性的STEM教育。

在STEM项目学习中，南山成立少年创新院，实施少年创新行动；跟高新企业合作，推动人工智能课程进校园；结合新高考改革，推进STEM创新教育；开展多形式社团活动，推进STEM项目学习；利用“四点半”课程，开展STEM教育。

STEM教育的愿景与展望

1、STEM教育的教师发展

这一块是目前需要迫切解决的问题，特别我们的老师怎么样对STEM全方位的把握，主要是提高老师在理论体系和方法论体系的理解，对专业和工程学教学实施综合认知，这是我们今后的重点。只有教师发展，才有课程的深入，所以教师是主体。

2、STEM教育得大生态建设

STEM举杯浇系统方法体系和完美目标系统，STEM课程是需要生态支持，我们会继续做完善。

3、全面推进工程教育和创新教育

加大力度推进我区中效果工程教育和创新教育，以STEM教育补齐课程短板，切实提高学生工程素养和创新能力。现在讲《中国制造2025》，那么我们怎么样把工程教育和创新教育结合起来，这是我们下来也要继续研究的方面。

陈铀、凌寅威 

上海市世界外国语小学

每所学校都能STEM

在美国官网上是这样描述STEM的：它是基于项目学习的，运用了工程学习和科学探究的过程，是一个跨学科的学习方式，是关于团队与合作，是关于实际问题解决的，它连接抽象知识和学生的生活，最重要的，它是混合的过程和内容。

STEM教育在中国非常热门，但是我们依然会有很多困惑，主要有以下几方面： 1、课程如何构架；2、教学如何实施；3、经费如何保障。

国内实施STEM教育，课程构架是两种形态：一是以独立的样态附加在主体结构外围；二是以学习形式渗透到核心课程。   

STEM教育是以“STEM”为独立的课程名称，以项目为载体，购置在拓展课程兴趣小组之中。这样的做法相对容易，不破坏原来的课程体系结构。而且，其中的项目设计也有较大的自由空间和开放度，但或因项目设计的指向性不明确，项目设计相对随意。所以这样的购置方法是一种简单的叠加法，毕竟有利于基础型课程只在学校外应用。

以项目形式渗透到核心课程之中。核心课程有它自己课程，如果我们要把这些STEM项目渗透到核心课程当中去，就一定要和渗透学科知识点有高度契合。在四五年级美术课当中有一个设计与基础课，所以改良后的美术课更强调设计，以及设计以后方案的可实施性。

我们在实施STEM教育的时候，主阵地就是从科学课开始，这和美国在实施STEM教育教学路径是一样的。无论什么年段、无论什么学科，在一个学期当中起码可以找到一到两个点，它能够实施STEM的教学方案。这样既不会影响知识高密度的传授，同时在探究过程当中，帮助学生在动态过程当中构建知识体系。

我们把STEM无孔不入的渗透到基础性课程中去，最大的好处就是，所有的STEM项目和各个学科标准呈高度相关，让学生在“能力培养”和“知识获取”当中保持平衡和持续的进步。

有几个地方是老师容易犯的错误，我们把它总结为“四个切忌”：

1、切忌教师预设结果，“按图索骥式”的过程传授；

2切忌采购材料，“加工场式”的批量组装；

3、切忌主次不分，牵强联结所有学科；

4、切忌没有思维工具，仅限于项目的完成。

伍焕杰

香港培侨中学校长

中学STEM教育的启动和发展，

培侨中学实例分享

我主要分享香港在STEM方面的一些发展，以及怎样设立STEM的过程。我们从STEM到STEAM、到STREAM，这是一个过程。

香港原来四个支柱产业已经开始过时了，希望香港可以成为国家创新科技中心。在这样的背景下，我们团队一直构思，是否要发展科技教育这一块。而且国家也提出了大湾区的发展机遇，这么多的科企就在大湾区，就在香港的一河之隔，那我们的年轻人准备好了吗？

香港在学校课程也不是完全没有提到相关理念，最新的香港课程是学会学习第二版本，也是希望培养学生终身学习和自主学习能力，促进学生全能发展方向。希望在初中可以发展STEM教育和资讯科技重点。在2015年的时候，香港政府教育局推出了推动STEM教育文件，也提出要把STEM教育列为课程重点。

小学已经开始了，那中学呢？我们考虑点在几个方面：社会期望、学生需要、资源。

现在大家都在说STEM教育，当然也有说STEAM教育，也有人说STREAM教育。我们经过一年的研讨后，希望做STREAM的教育。大家都已经很熟悉STEM的内容，加个“R”就是STREAM。

我们希望让孩子知道他不是纯粹做手工的东西，所以我们希望把“Reading”这一个重点放进去，让孩子知道在做研究，要把整个故事说出来，我们把“R”放进去，所以是一个STREAM的课程，希望这样一个课程可以培养孩子去迎接21世纪复杂多元的社会需要。

我们从2016年开始，引入新的课程，开始推动“科学周”，不只是在上学时间、午休时间、放学时间推动“科学周”。我们也推动学生走出校园，去参与更多的境外学习，包括在科研上面的课程。组织跨学科的老师在协作方面分享经验，增强他们的信心。把整个校园氛围，慢慢从科技教育课增强起来。

我们在构建过程中培养学生的兴趣，之前我们用Scratch，后来我们引用机器人，以前是电脑里面的课程，慢慢引入mBot，后来我们跟大疆签署合作协议，把RoboMoster这个课程引入到中学里面去，让学生可以参与到大疆的RoboMoster比赛中去。

在这段过程中我们总结出，提供更多机会和相关书籍、视频，让学生阅读和了解。组织学生参与科普讲座、展览、博物馆。提升教学时的互动性及实物的示范，增加尝试，让学生有动手的机会。提供更多的适切教具，让学生通过实际操作综合运用所学，发挥他们的创意。

我们设定STREAM课节，每个学期最少有10节一个小时STREAM的相关课程。其中一些课程由自己老师去建构，类似于创客的课程，但也会有外拓的课程。我们今年成立了专责小组，促进老师之间的协作，也为跨科协作提供固定平台，用课程主任带动不同科老师大家形成固定小组，不断的深化STREAM课程准备的相应硬件和建立管理系统。

其实STEM教育，是希望可以带动学生的学习动力。所以我们希望制造校园的氛围，也扩展他们的经历，让他们更多的体验学习，然后能力导向，让学生毕业的时候，或者完成STREAM课程以后，可以有终身学习能力、自主学习能力、解决问题能力。

我们希望引入更多的大学和不同的科创机构资源，来进一步的深化和优化一套校本课程，同时把STREAM教育结合学生的生涯规划，让学生在不同的STEM教育中发现自己的兴趣，了解自己的兴趣，也让他们规划未来发展方向。

王雪宽

山东莘县翰林学校校长

初中STEM教育——来自翰林的探索

山东莘县翰林学校，有5个校区，包括高中、初中、小学、幼儿园，在校生近6610多人。学校主校区占地193亩，总建筑面积117244平方米，在我们本地是一个大校、强校。

关于STEM教育，翰林同仁立足教育传统和现实，开始初步的实践和探索。我主要从这几方面给大家进行分享：一、资源建设；二、课程与教学；三、项目学习与学生赛事；四、从STEM到STEAM。

 资源建设 

1、完善STEM教育设施设备

作为我们的STEM教育，资源平台建设应该是主要的方向。回顾大中小学的发展史，充足的教育资源是教育改革、教育质量提升的关键。具体到STEM教育方面，一方面构建STEM教育相关的设备，包括天象馆、天文望远镜、创客实验室、3D打印室等。

2、充分利用社会STEM教育资源。

校外的资源也非常重要，作为一个蔬菜大县，我们有一个最大的蔬菜生产基地，展现蔬菜生产现代化的实验机构正好在我们学校旁边，这些都为我们开展STEM教育相关活动观摩和学习提供了资源建设上的帮助。

 课程与教学 

在教师内STEM教育，我们首先对相关的学科，基本上是数学、物理、化学、生物，对待理科，我们抓好STEM教育的“导、学、展、点、练”的STEM学科教学，就是用STEM的跨学科思想来引导孩子们学习思考，将自学的效果展示出来，用说、做、写展示出来。

我们开展STEM教育是“润物细无声”，不会告诉学生这就是STEM教育，我们的学生到现在都不知道什么叫STEM，但STEM有润化到每一门理科当中，如数学、化学、物理、生物这些学科当中。

我们开展绿色、生态、生活化的第二课堂。

“教育即生长、学校即社会”，这是出自杜威名言。项目学习是STEM教育的内在要求，其实也是约翰杜威的生活教育论在当前教改中的集中体现。我们开展STEM教育也是在做中学，针对活动式教与学的特征，我们立足“导、学、展、点、练”课堂的教学的基础上，着力打造绿色、生态、生活化的STEM教育第二课堂。

1、生物课堂，就地取材。

我们第二课堂就是走出校外，我们不仅在学校里开设创意实验，还和莘县的嘉年华联合建立学校的实验基地。在基地，学生发挥自己的聪明才智，运用所学的知识，种植自己的试验田。

2、社区融合“学校即社会”。

我们制定很多STEM教育的活动基地，比如在汽修基地建立选修课程，像这样绿色生态化的第二课堂，每学期、每学科都开设很多课程重构，让学生多了解科学、技术、工程、数学这些知识融合，真正尝试到STEM教育在山东莘县翰林学校的知识。

我们的活动搞得多，STEM教育搞得多，不影响孩子的学习，反而促进孩子的学习。孩子从孩童开始在书本上涂鸦，利用橡皮泥来捏各种动物，用积木搭建各种建筑物，但是到了小学、初中、高中，这些爱好都泯灭了，逐渐变成大人的作业和考试的压力，这就是分数的压力，造成孩子们对知识的死记硬背，压抑了孩子们的创新力。

项目学习与学生赛事

STEM学习解放了创造力，激发学生的创新精神。学校为了形成一种新的教育生态，在信息化技术手段的支撑下，让广大老师更加主动、更有创意性的投入到校园的生活当中去，形成了一种健康向上、勇于创新、勇于担当的校园生态文化。

我们购置了人形机器人以及多个智能机器人学习包，建立了智能创客试验室、3D打印室、数字化试验室、无人机、机器人，营造学校有科技氛围，还建立了科技文化长廊。这些都为STEM教育在我们翰林真正的生根发芽提供了有利的保证。  

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