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STEM课程可能会掉入的“坑”

作者 | 抱朴子

当前，STEM课程满天飞。有哪个学校不做STEM，都好像显得不高级一样。观察和反思当前大热的STEM，总结出了几个“坑”，希望能让教育回归本源，让课程回归本质。

没有产生理智发展，掉入“活动化”的坑

这主要有两大原因，一是课程目标没有聚焦核心知识和技能，产生学科理解；二是教学流程不是探究式学科实践。展开来，综合去说：

首先，STEM课程以跨学科的综合课程方式，来发展学生的问题解决能力，在这个过程中，习得知识与技能，形成学科理解。它并不是一种综合实践活动，而是一种学科课程模式。综合实践活动和学科课程最大的区别就在于是否具有学术性。可以说，凡是不聚焦核心知识与技能，发展学科理解的，都不是STEM，而是一种低理智水平的活动。

那么，怎么判断一个STEM教育中的学术性呢？很多老师也说，你看，我们这个STEM项目里也渗透着知识和技能啊，比如说用厨余垃圾堆肥，就用到生物、化学等学科知识啊。这里有个关键点，就是学术性与生活经验的巨大差别鸿沟。从生活经验出发，我们都知道堆肥需要生物发酵，发生化学变化。但这中间变化的学科表达是什么？学科思维是什么？学科模型是什么？学科工具是什么？如何论证、验证并分析数据的？··· ··· 这一切学科的核心问题，变成了一节课甚至更短时间的知识学习，学习细菌、化学方程式（有的连这一点也可能不学，变成一场动手的娱乐活动），这当然不能产生学科理解，这种形式的学科学习，如同“甜点”一般，装饰在STEM教育大餐上，是点缀性的活动，绝非学术性活动。

要变为学术性活动，我们至少需要以下几个方面的设计。

一个是项目目标的设计，需要围绕KUD（知识、技能、理解）去展开，这中间的理解目标至关重要，K和D都是围绕这个而展开的，这个项目的大观念/基本理解是什么？核心概念是什么？

二是要围绕这个目标展开驱动性问题的设计。没有驱动型问题，就不会产生探究性活动，学科实践活动就陷入操作和识记，而不是从生活中生长出学科理解。

三是要确定好评价量规。所谓教学评，评既是工具，也目的。量规制定的质量，就决定了教与学的质量和方向，一定是基于学科理解的设计，不论是真实表现性任务还是其他常规评价，都是如此。这其中，也有很多工具可以使用，比如维金斯的GRASP工具、理解的六侧面工具等。

四是要设计好教学探究流程。设计思维不失为一种较好的工程模型思维，它和杜威的五步法有异曲同工之妙，也可以结合PBL的流程，设计出不同STEM教育的探究模型来。我个人设计了一个七步法的STEM教学模型，就是结合的这两者的优点而形成的。

为了跨学科而跨学科，掉入“拼盘化”的坑

2号坑的表现是，以人为单位而不是以问题为单位去组建STEM项目。何为以人为单位，举个例子。某项目名为土壤研究，就集合了生物老师、数学老师、物理老师，因为生物老师需要化验土壤成分、数学老师需要计算土地面积、物理老师需要在土地上搭建蔬菜大棚。貌似是一个围绕土地、土壤而展开的跨学科学习，但其实各行其事，完全是为了跨学科而跨学科。

跨学科是因为学科理解的必要性、探究活动的必要性而产生的，是问题中心、追求理解的必要选择。还是举刚才土壤这个探究项目为例子，假如我们确定的学科理解是理解土壤是生态系统的一部分，受系统的制约，也影响着系统（只是假设）的话，我们为了达到这个理解，当然需要生物老师的参与，同时，这个理解需要寻找通过制造土地与植物、与周边环境的关系图、数据关系、变化趋势等，就需要信息技术老师、数学老师等的参与等等，你看，我们是因为需要而跨学科，而非为了跨学科而跨学科。

以为STEM需要烧钱，掉入“高端化”的坑

很多学校以自己创客实验室设备多么贵、多么先进为骄傲，AI（人工智能）、VR（虚拟仿真）、3D打印等等最新的科技设备摆在教室里，以为这就能保证STEM的正常开展。很多学校不敢开设STEM课程，也误以为STEM课程是需要烧钱的、贵族化一个学习方式，这其实是因为对STEM概念不清晰而导致的。概念既是一个事物的边界，也是事物的本质所在。确定好边界，我们才能把握它的本质。

一般来说，STEM可以分为五大类型。分别是验证型、探究型、制造型、创造型以及综合型。

◇验证型

验证水中溶氧量会受不同因素影响而发生变化，并要求实验小组制作海报，要求呈现研究问题、研究过程、测量数据及结论，与同学们交流分享整个研究活动并互相评价。

◇探究型

美国科罗拉多大学博尔德分校工程学院设计了一个关于空气污染的STEM课程，涉及的学科是物理科学、地球与空间、工程技术，面向的是小学高年级学生。如：学生通过调查空气的组成、性质、大气层和空气在日常生活中的重要性来学习空气质量的概念，并用糖果拼图和饼状图的方式将空气成分展示出来；使用简单模型研究温室效应；识别造成学校和家庭室内空气污染的来源物，探索可以减少和放置空气污染的措施等。

◇制造型

MIT动手创新课程中有一节课：制作电报机，面向的是初中的学生，涉及的学科是物理学和工程学，通过该课程要达到的目标是了解发报机的工作原理，动手制作简易的电报机，能用光或声音表达。

◇创造型

让学习者通过STEM知识的综合运用去完成一个创新物品的设计和制造。如机器人编程、航模等，也如创造一个新样式的蔬菜大棚。

◇综合型

美国宇航局喷气推进实验室（JPL）合作开发的火星教育项目。火星教育项目 STEM 课程内容划分为“概念建模”“工程”“我们如何探索”“科学研究”四个领域，每个领域由一系列主题课程组成，形成了一个覆盖 K-12 年级的课程计划。某中学也在做以“慧耕园”为名称的STEM探究，以现代农业为主题，开发系列课程体系。

所以，根据这个划分，STEM既可以是红玫瑰，也可以是墙上的蚊子血。所有的设备、物资只是形成学科理解、进行学科探究的工具，而不是目的。

以上可以说当下STEM课程的三大坑。

义务教育阶段，面临即将到来的信息时代基于理解的课程改革风暴（可以称之为第九次课程改革），我们秉持怎样的变革精神，直接决定了这场变革是否又会沦为另一场概念的狂欢。

愉快地接受+深沉地思考+谨慎地行动+真诚地反思=新一轮变革精神。不知众方家以为如何？欢迎批评指正。

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