STEM教育的定义与内涵探析

田进梅

摘要：STEM教育对一国的重大意义为全世界所认可，因此，STEM教育得到众多国家、机构和学者的研究和实践，成果令人瞩目。但是STEM教育本身仍然存在争论。辨析STEM教育必须厘清STEM教育内涵、STEM教育中的四门学科以及STEM素养。

关键词：STEM教育;科学;内涵

一、STEM中的科学、技术、工程与数学

STEM中的技术指能带来经济效益的科学知识，比如制造一种产品所需要的系统知识，具体指为满足人们的现实需要而采取的手段和方法，即规范化的技能和技巧，以及实现技能、技巧的工具或设备，是人类能力的延伸，是改变世界的力量，是对自然环境的革新与改造。技术的根本职能是控制和改造客观世界。现代技术则是科学应用于生产过程的中介。工程课程基于项目，整合多门学科的知识。技术和工程是在尊重自然规律的基础上，控制和利用自然界，解决社会问题，改造世界。技术与工程共同以数学作为基础性的工具。生活中大多数问题需要应用多种学科的知识来共同解决。

二、STEM教育的内涵：学科的叠加？还是学科的融合？

STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）四门学科的简称，强调多学科的交叉融合。STEM教育的基本目标是培养学生的STEM素养。STEM素养是比科学素养外延更大的概念，是一种在STEM四门科目相关领域，个体按照自然界和社会运行方式运用知识的能力。通过STEM四门科目的学习，具有创造性解决复杂问题的能力，即具备STEM素养。STEM素养包含科学素养、技术素养、工程素养和数学素养，国际经合组织（OECD）、美国大学入学考试委员会（ACT）、我国教育部高等学校学科教学指导委员会等专业机构对科学素养、技术素养、工程素养和数学素养进行了定义[3]。

三、STEM教育的定义：课程？还是教学理念？

有观点认为STEM教育是一种课程，不是科学、技术、工程与数学四门学科的简单总和，而是将四门学科有目的地融合为整体，解决真实世界问题的一门新课程，甚至是跨学科、跨学段连贯的课程群。也有观点认为STEM教育是一种学习方法和教学策略，通过引导性的教学手段将四门学科融合为整体的方法。随着对STEM教育的不断深入研究，还有观点认为STEM教育应该有更广泛的涵义，应该加人艺术（Arts）等与创新相关的元素，将STEM教育升级为STEAM教育更符合时代的需求[4]。

（一）STEM教育的起点——基于真实情境的问题解决能力

STEM教育强调让学生获得将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，即能够根据知识所处背景信息联系上下文辨识问题本质并灵活解决问题。只有当学习镶嵌在运用该知识的情境之中，有意义的学习才可能发生。教师在设计STEM教育项目时，项目的问题一方面要基于真实的生活情景，另一方面又要蕴含着所要教的结构化知识。这样，学生在解决问题的过程中，不仅能获得知识，还能获得知识的社会性、情境性及迁移运用的能力。情境性问题的解决，可以让学生体验真实的生活，获得社会性成长。

（二）STEM教育的学习方式——基于项目式学习

基于项目式的学习方式是STEAM学习的核心方式。在STEAM教育中，學习任务往往是模糊定义的，需要采用项目设计的方式将独立、分散的各学科知识结合起来，解决现实生活中的复杂问题并落实其跨学科的融合特性。这种学习活动方式，为学习者提供动手做的课堂体验，将他们学习到的东西用于应对世界重大挑战，创造、设计、建构、发现、合作并解决问题。协作、交互、分享（表达）、反思、迭代是该类型学习活动的核心要素，因此，基于STEAM的学习是一种动态的学习

（三）STEM教育的终点——培养高阶思维能力

STEM教育就是基于真实情境下的学习与真实问题的解决，此过程有探究、调查、设计、讨论等活动充分激发学生的积极主动性，而这些活动就是高阶思维能力培养的载体，在STEM教育里，学习者都是自主学习和探究，而不是被动接受知识，所以STEM教育理念融入到科学课堂中可以达成全面提升学生核心素养的目标，有助于学生高阶思维能力的发展，并促使"思维"逐步走向“精神”，对现代教育事业的发展具有重要意义。

四、结语

由此可见，STEM教育是以真实问题为起点，以跨学科为内容，以项目式学习方法为核心方法，以培养高阶思维能力为终点的教学理念。希望在后续的研究中可以融合其他研究方法，实现更科学、更严谨的研究。随着STEM教育在世界范围的广泛发展，加之人工智能、大数据的快速发展，培养创新人才对于各国来说都至关重要。希望本文提供的建议和观点可以给我国STEM教育的研究者以启示，不断推动我国STEM教育的发展，以培养出更多的创新创造型科技人才。

参考文献

[1]陈明选，苏珊.STEAM教育视角下教育技术学人才培养的思考[J].电化教育研究，2019（3）：27-33.

[2]佚名.STEM教育理念与跨学科整合模式[J].开放教育研究，2015（4）：13-22.

[3]杜文彬.国外STEM教育研究的热点主题与特点探析[J].电化教育研究，2018（11）：9.