前言
Stem課程從美國流行開來，近幾年傳入中國走進學校課堂之後，一時間學術理論頭頭是道，可是基層實踐操作起來似乎並不那麼簡單。究其原因，問題繁瑣複雜，這裡有課程設置的問題，有教育教學資源的問題，有師資力量不足的問題，有教師授課水平的問題，也有整個系統體系缺陷的問題。本文嘗試知微見著，從幾個小事說起，試圖找到問題解決的思路，促進基層學校stem教育發展。
從課程設置角度看stem教育
Stem課程是由Science（科學）、Technology（技術）、Engineering（工程）、Mathematics（數學）四門科學知識結合起來教授的課程。這也是當前流行的任務導向、問題導向的學習方式。在stem教育之前，實際上美國的學生早已經歷了蒐集信息查找資料，閱讀理解系統思考，組織信息提出解決方案等一系列研究性學習過程。在美國的基礎教育階段，教師沒有教材，上什麼樣的課，組織什麼樣的教學活動，是由不同學科的教師們在一起研究討論的結果，他們打破了學科的界限，這樣可以互相協作，把整個教學活動貫穿起來。我們學校傳統教育的課程設置是數學、物理、化學、生物等等各科課程獨立教授，各不相干，做一個形象的比喻，我們的課程設置就像一個一個鑽井一樣。
在我的聽評課經歷中，有一次在北京某師大附屬學校聽初中歷史課《經濟大危機與羅斯福新政》，“經濟危機”名詞解釋，必然要講到錢的流通，也必然提及凱恩斯主義經濟學。那麼授課教師需要了解基本的經濟學常識嗎？這個問題不言而喻。而且在我們基礎教育階段，更沒有技術、工程類課程的設置，基層學校一時間也難以補充教師資源，無法開辦stem課程。
從課程設計角度看stem教育
華中城市的某科技大學附屬小學請我去幫忙梳理機器人科學課程，科學教師面對5、6年級學生講授傳感器的工作原理。聽評課之後做教學研討過程中我提議，在講授傳感器知識之前，能不能首先引入仿生學這個概念，因為機器人是仿造人類行為製造出來的機器。人類的發展過程中，進化出眼睛、耳朵、嗅覺、觸覺等，我們也要給機器安上“眼睛”、“耳朵”，這樣機器人才能像人一樣識別周圍環境，做出下一步行為的判斷和處理。這時候光傳感器、聲音傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、煙霧傳感器等，就比喻成了人的感覺系統，更容易被學生理解。
我曾經與北京一家教育信息化公司多有接觸，公司派出科研教學人員到美國學習，引進全套美國stem課程，在一次商談會晤期間，我與公司負責人劉博士探討了stem課程推廣的話題。在基層教育局、學校看來，課程示範課演示十分好，但是他們對引入課程進校頗有顧慮，因為一線科學教師多由信息教師、物理教師轉崗過來，對於快速掌握美國stem課程教授方法有很大困難。而且從我的角度來看，stem課程不是說翻譯成漢字就行，更進一步的，就像需要引入“仿生學”概念一樣，我們需要把課程體系中未能做連接的關鍵環節，通過“二次翻譯”有效結合起來，才能適合我們國家基礎教育的現實狀況。
從教育資源角度看stem教育
國外的教育教學資源相對發達，教師、學生遇到什麼問題，一頭扎進互聯網、圖書館的海洋查資料找信息，說明書、操作手冊、製作工藝流程一大把，讀不盡數不完。學校裡創客空間配置的硬件設施也是齊全停當，木材塑料、鋼鐵銅鋁、機械工具、車鉗鉚焊等等應有盡有。即便學校裡缺點什麼，各家長們也會各顯神通，快速集齊，美國家庭的車庫裡，就是一個小型的材料、工具倉庫。我們國家基層學校如果需要發展stem教育，需要營造一個合適的體系環境。
我在小時候讀過《我們愛科學》這類雜誌，要買一套航模的材料郵寄即可，那個時候要郵寄一個月左右的時間。近幾年我曾經走訪過北京、上海、武漢、深圳幾個城市的科學類課外輔導市場，這幾乎就是一個微型的“組裝業”，成套的零部件商場裡應有盡有，買回家或者在培訓工作間組裝起來，能實現基本功能就算大功告成，根本與數學、科學、工程無關。授課教師有從樂高拼裝老師轉過來，也有理化生在讀研究生兼職，他們對stem教育的認識，或者沒有，或者根本就是多餘的。
從知識結構角度看stem教育
早在2007年，我去人大附中拜訪周慶林老師，他是人大附中科研室主任，研究性學習物理學科教師，全國教育科學“十五”規劃教育部重點課題“實施研究性學習的專題研究”總課題組副組長。在當時周老師跟我介紹說，人大附中還只有數理化等自然科學學科的研究性學習課程。於是我就跟周老師探討這樣一個話題，如果說教師教的是知識，知識的體系是科學，科學泛泛的分為三門：自然科學、社會科學、人文科學。那麼我們基礎教育，恰恰缺乏的是對社會科學學科的教授，這次會晤之後的幾年之中，人大附中豐富了課程內容，增加了社會科學學科知識課程。
2014年我在北京航空航天大學給通信工程專業的研究生做講座《大學生如何增長能力》，講座之前我去調研了海淀黃莊中發電子市場，碰巧遇到售賣GPS模塊的小老闆告訴我說，人大附中的一個高中學生總是到我這裡來買這問那，後來這孩子考上清華了就不來了。人大附中的研究性學習做得很好，這跟stem教育異曲同工。像人大附中每年都有教師內部競賽，獲勝者才可以繼續留任本校，不知基層學校知道了作何感想！當然像人大附中這樣的學校，高考自主招生的優勢就更不用我說了。
Stem課程的設計，很容易讓學生建立起知識結構體系來，在學生讀到本科教育時，他們早已經建立起一幢大廈來，他們具備瞭解決問題的知識、經驗、技術，懂得如何查找資料和使用工具，這就是支撐這幢大廈的地基結構橫樑立柱。死記硬背題海戰術帶來的後果就是，一個學生學完了全部基礎教育的知識，就建立起一個自己的材料倉庫，沙子、水泥、鋼筋、木板整整齊齊碼放在一起，就是缺少施工圖紙。
結束語
在我梳理stem教育出路時，我意識到這樣一個問題，當我們試圖冒進學習先進的教育理念、方法時，應該回顧一下我們的基礎，我們是否做好了要引進先進教育理念的準備。所以我首先要提醒的是，我們對“科學”的認識，我們對“技術”的認識，我們對“工程”的認識，我們對“數學”的認識，我們對這些最基本概念，是否已經達成統一了。
俗話說的好，當一個人迷路了，最好的辦法就是回到原點。先不論要不要開展stem教育，我們都需要系統思考整體教育教學環境，逐步提升基層教師職業能力，尤其在課程設計和基本的授課水平方面。當然，教師職業能力提升，這是另外一個話題了。
【專家推介：謝英新教授，中國素質教育戰略頂層設計奠基人；教育科學轉化與應用中心課改專家；教育部基礎教育質量監測中心培訓專家等。】
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