本文作者：魏东
于晓雅，计算机应用专业博士，副教授，北京教育学院信息科学与技术教育学院创客教育研究中心主任，联合国教科文组织APNIEVE STEM+创新教育中心执行专家。曾于2015-2016 在美国弗吉尼亚理工大学做访问学者。她曾在访学期间深入当地中小学STEM课程一线进行现场考察，回国后又在北京中小学校实践STEM教育，对STEM教育如何落地有自己独特的做法。
先谈问题
于晓雅是个“较真儿”的人，前不久在北师大举办的“中国教育创新成果公益博览会”上，她把各地各校的展板逐一拍摄，然后按图索骥，找到相关负责人了解情况，发现了一个普遍现象：展板上各种先进的新理念新名词，被访者大都能够宣传到位，但是在和他们交谈的时候，很多人仿佛在说别人的话，而非自己真正的心得体会，尤其是一旦谈到如何开展、实施等具体落地细节情况，不明就里的很多。
于晓雅不仅善于发现问题，而且勤于反躬自问。她认为，造成这种局面， 专家、教授的责任也不能回避。正是他们向一线教师们传递、灌输了太多理念，而为教师们提供的“工具”——“支架”又太少，不足以保障他们实践活动的开展。她介绍道，一些优秀的一线教师，也很想尝试STEM课程，而且也有极大概率申请下来，但是一旦真的申请，却又不知道从哪里下手，“所愿”与“所能”之间的巨大差异令他们产生了“焦灼感”。不仅如此，STEM课程编排的独特性，也令很多学校领导茫然、困惑。所以，有些学校在开展STEM教育时，会让提供方案的企业人员来主导。
于晓雅认为，教师、学校的困惑是正常的。教育不是一个又一个热潮，应该正确认识热门发展方向与教育本质的关系，理解从素质教育向核心素养的递进表述中，逐渐接近的教育本质，最终目标是回答教育要培养什么样的人的目标问题,想清楚这一点，就能认清STEM教育的本质，寻找有力抓手，使其成为中小学生创新能力培养和核心素养养成的有效途径。
STEM的缘起
于晓雅认为，STEM虽然是美国首倡，但是美国的STEM教育在中小学一线的落地目前也处于起步阶段，也是在大量的探索中前行。“STEM”这四个字母所指向的意义，美国也在不断摸索。
上世纪80年代早期，美国政府最早推动了STEM教育，但是到2007年，它都是在本科教育阶段推进的。其目的是为了吸引美国学生学习理工的兴趣，增加美国理工科人才的竞争力。后来，美国人意识到，如果大学阶段才开展STEM就为时已晚，必须前移到基础教育阶段，这样才能培养起学生对理工科学习的兴趣和能力。2015年10月7日，经时任总统奥巴马签署，美国《STEM教育法(2015年)》(STEM Education Act of 2015)作为一部联邦法正式生效。
中美STEM的异同
美国STEM与中国的相比，存在几点不同。
首先，作为政府倡导的项目，不急于把它推进到中小学去，而是通过大学、研究院所及教师培训机构进行了大量的研究、论证和试验，才逐渐向一线渗透。
从项目启动到最终作为法律得以推广，在这个漫长的时间内，其研究工作、实验论证、案例样本的数量之多可想而知，积累了丰富的理论、模型，为STEM教育走进中小学打下坚实的理论和实证研究依据，值得后来者借鉴。
而中国的STEM往往是厂商推动，直接把它“杀”向了一线课堂。很多时候，国内STEM直接采取“拿来主义”，复制美国成功案例，或直接引进国外专家进行培训。这样进展快则快矣，但是这里面的问题并未被充分地揭示出来，恐怕会有隐忧。
两国在STEM推进上的快慢，谁优谁劣，目前尚不好判断。但是有一点，就是教育不是热潮，一浪又一浪，教育应当是经过实证研究的，扎实地一步步的推进的事情。
其次，美国在推进STEM过程中存在两种路线或模式。
第一种就是激发学生对数理化的兴趣。政府提供资金支持，把同一学区内的数所学校中的对理科感兴趣的学生在某一时间点上集中起来共同学习。于晓雅介绍了一个案例，某STEM中心，曾吸引了22名高一学生参与(其中包括3名女生)。到高三时，仅剩13名学生(其中仅含1名女生)。最后，这13名学生全都被全美排行前5名的理工院校录取。从中可以看出STEM实施的迫切性。虽然它还有很大的改进空间，但是如果不实施，恐怕连那13名学生最终也不会选择学习理工科。这种模式给于晓雅的第一印象有点类似于国内的理科强化班。
于晓雅认为，比起美国，我国一直重视理工科教育，但是也存在着显著的缺陷。我国的理工科教育曾经走入让学生不断刷题的误区，固化了他们的思维，束缚了他们的创造力，让他们失去了学习的兴趣。美国的理工科强化班式的STEM，其强调增强学生兴趣的实施路径，对我国来说，也有很大启发作用。
第二种模式是基于解决世界现实问题或真实情境问题，由此开展基于项目的学习，向学生传递应用的策略和方法，强调产品（非特指物、也可以是建议、方案）导向。这种模式更强调解决问题的思路、实际方法、工具手段，给学生带来的提升是多方面的。即使学生以后不学习理工科课程，他的综合能力也会强很多。
于晓雅曾参加过两届访学地区的“STEM科学节”以及当地STEM教育中心学生的“年终项目展示”(Grade work presentation)，给她留下了深刻印象。学生的作品包括：对学校操场的改进意见和成本核算、成绩分析数据模型、生态农业园、智能监控等。学生必须把作品以科研展板的形式展现出来，这本身就是对学生科学精神和科学素养的培养。
与之相比，国内一些STEM展会对学生的展板要求就要低很多。宣传式的、卡通式的展板占了主流，而较少看到按严谨的科学研究要求书写的展板。于晓雅认为，既然STEM的“S”对应着科学，那么一点一滴都要严格按照科学论文的方式来进行，培养学生严谨的科学思维是STEM教育一个重要的目的。这才是从每一个细节上推进STEM的正确方式。
于晓雅举例道，美国的一些STEM项目，高度还原现实世界。真实世界的一个具体问题，肯定是不会分学科的，而是跨多个学科的。如学生为了完成一个重铺操场地砖的项目，必须学习工科、数学、工程学，气象学、地理学、地质工程学、材料学、成本核算甚至市场营销方面的综合知识。平常的学习中，学生是通过学科渗透方式进行学习的，而项目建设过程中，学生是以跨多学科的整合方式来学习的。因此，完成了一个项目，就标志着学生的学习能力和综合应用知识的能力产生一次飞跃。而比能力提升更重要的是，学生的兴趣被大大激发起来，创新的热忱和改变世界的愿望成为了自觉。
最后，美国的STEM与中国相比，存在理念上的差异。
美国北乔治亚大学科学教育副教授Donna Governor曾经点评过上海某位教师讲的一节示范课，该教师取得过权威STEM培训机构认证，是公认的STEM课讲得最好的教师之一。Donna认为，该教师的课有学生的活动不够，教师掌控欲强;更像是实验课和制作课;没有把学科知识点与现实生活真正融合起来综合运用。
Donna也亲自上了一堂课，讲的是《恒星的生命》。她从真实的太空恒星问题研究开始，通过精心的设计，组织了以学生为中心的学习环境，给了学生充足的资料，设计了时间线，开展吹气球、星体卡片等活动，引导学生在探索中体验恒星的生命及最终的形式，给在场的所有人很深的印象，认为她讲得很有创意，体现了STEM的精神和特点。但是，这位教授在最后总结时告诉大家，这堂课并不是一堂STEM课，仅仅是她觉得与STEM相象，就拿来和大家交流。此言一出，给在场的中国教师震动很大。
于晓雅对此分析道，能不能真正做到以学生为中心，是中美两国STEM实践中的最大分野。以学生为中心，对于已经习惯传统讲授课堂的教师来说，是很难做到的。如果非要对比的话，是不是STEM教育不重要，重要的首先是你的课堂是不是以学生为中心开展学习活动的。
于晓雅进一步讲了自己的深入观察。北京某区请了许多外国专家给国内教师上STEM的示范课。中国教师向国外专家学习了半天，所讲的STEM课还是缺少STEM的神髓，症结就在于中国教师很难做到以学生为中心。
“A”的正确意义
于晓雅还讲了一段小插曲。搭政策的顺风车，美国也不例外。只要让自己研究项目与STEM沾边，就有可能从美国政府那里领到经费。所以一时间在美国国内，“小溪泛滥”(STREAM)，“蒸汽弥漫”(STEAM)。
STEM这两年在国内更多的也是以“STEAM”的形式出现的。因为有“A”，有些人兴奋起来了，认为自己有了搭乘“STEM快车”的机会。对此，于晓雅介绍道，“A”是弗吉尼亚理工字院的一名教授Yarkman所加。实际上，“A”所对应的概念，并非是大多数人所理解的“艺术”，而是“人文”。任何一种学科都是为人服务的，不能没有人文的因素。没有人文因素的事物，是不能被人所利用的，也就没有价值。STEM所服务的对象，以及所创造出来的产品，都是离不开人文的因素。这正是“A”的真正意义。
同理，“R”指向的不是一般人理解的“阅读和写作”，而是指与科学理论、工程技术相关的那部分内容的“阅读”。比如说，没有数理化的基础知识，作者写不出科幻小说，读者也读不懂。于晓雅介绍道，有无STEAM训练经历的学生，对于科幻作品的理解会是截然不同。不仅阅读文字作品是这样，让他们创作一幅未来的图画也有相似的情形。没有受到STEAM训练的学生画一幅画，完全是天马行空，而让有过此经历的学生画，甚至有实现的可能。
无论STEAM还是STREAM, 于晓雅认为，都不是传统的人文学科或传统的阅读和写作，而一定是为增强STEM人才培养服务的。比如，一名音乐教授也可以申请STEM项目经费，他是通过学生弹奏乐器、编写乐曲、然后利用乐曲驱动灯光变换、喷泉变换等与STEM领域相关的研究，据此提升学生的STEM兴趣，培养STEM人才。比如STREAM，是通过阅读与STEM相关领域的小说，例如科幻小说，来增强对STEM的兴趣和重视。再比如历史老师，可以从敦刻尔克大撤退这个引子，通过项目式研究性学习，寻找这些士兵的来历、撤退后参加诺曼底登陆的数目、最终战死和回家的人数等，科学观分析，技术支持查阅、编程并动画显示人数走向关系等，最后写成论文，做出展示板。这就是一个涉及人文的但是一定是通过STEM学科解决手段的STEAM案例。还有利用统计手段研究小说等文学作品词频、科学线索等，都是这一类的例子。
STEM在国内已步入高速成长期，引发了很多人的美好想象。但是，如果人们多一些像于晓雅博士的冷静态度与专业观点，可能会让STEM避免过热的危险，让它在中国的成长之路更加顺畅一些。这也是像于晓雅这样的专家存在的意义。
