近年来，各地积极探索 STEM教育的推进方式，为孩子的综合学习、深度学习提供更大的可能性。近日，2019中国学前 STEM教育大会在成都举行，来自全国各地的专家、教育工作者探讨了 STEM教育在幼儿阶段的创新和实践。 STEM教育的到来，为学生提供了全新的“跨界”学习方式，而学生学习方式的改变，倒逼老师教学方式的改变。怎样着手设计 STEM课程？面对“拆墙”、“重构”的 STEM浪潮，很多老师仍准备不足，在实际操作中，不知道从哪里着手，不清楚课程从哪里来。在探讨“未来的学习方式”的同时，“未来的教学方式”急需关注和解答。

STEM是什么？

长期以来，动手能力的缺失是中国教育一个严重问题。传统教育下的学生动手能力差，想象力、空间思维、逻辑思维能力、创新能力等的培养严重不足， STEAM教育正是解决该问题的途径之一。2015年，教育部发布《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见（征求意见稿）》，提出学校要探索 STEAM教育、创客教育。STEAM教育在中小学，乃至学前教育全面铺开。

1985年，美国提出了“幼儿园至高中学生掌握科学技术、知识、能力和思维习惯”的“2061计划”。1986年，美国国家科学委员会发表《本科的科学、数学和工程教育》报告。该报告第一次明确提出“Science、 Technolo?gy、 Egineering和 Maths”教育的纲领性建议，被看做 STEM教育的开端。

“ STEM教育是科学、技术、工程与数学四门学科之间系统的融合，强调跨学科之间的联系，通过基于真实情境、工程设计、项目等方式的教学，促进学生探究性学习方式的形成以及综合素养的提升。”中国教育科学研究院 STEM教育研究中心副主任李正福说，其基本目标是培养学生的 STEM素养，包含了科学素养、技术素养、工程素养和数学素养，同时，它又不是四者的简单组合，而是培养学生运用这四门学科知识，把学习到的零碎知识与机械过程转变成探究真实世界相互联系的不同侧面的综合能力。

STEM广阔的内涵和外延，对开展教学的老师要求越来越高。在教学上，由过去的老师向全班学生提供资讯，转变为学生在老师的引导下，进行探究、解难、参与讨论；由过去的老师向学生提一些只有一个答案的问题，转变为学生就一些开放性的问题进行讨论，并着眼于所提出的证据是否足以支持其结论。凸显学生自主的“学”的同时，老师能否对学生提供足够的支援、有设计地“教”，成为一道难题。

教师面临的问题有哪些?

问题一

“我要教什么？”

“怎么才能说服园长，同意我修一座桥呢？”活动中，成都市金牛区机关第三幼儿园教师杜雨婷分享了关于“中国桥”课程的设计与思考。每个孩子从运用小木片创作各种各样的桥、利用废旧材料设计制作桥开始，到测量现场，亲手切割一块块木条，然后定位、拼接、敲钉，最终创造了造型各异的小桥作品。制作过程中，孩子们遇到了一个棘手的问题，要想在学校修桥，需要先找园长批地，为了向园长说明自己的意图，小组成员们自发展开讨论，制作项目说明书，清晰罗列了自己的设计图、实施构想，还打磨了自己的发言，争取一次就能通过审批。

桥修好了，孩子们又有了新想法，“万一出了安全事故呢？要设立护栏，还要放置安全标志。”然后，一场孩子们自己策划“禁止翻越”“小心坠落”的标志设计大赛就这样开始了。杜雨婷说，幼儿园阶段常以主题活动的形式推进，一个主题往往就是一个或者多个具有挑战性的任务，随着活动的深入，挑战升级，任务不断优化。

这座“桥”并不是凭空而来的。在前期活动中，幼儿园老师就留心发现孩子感兴趣的话题，从中筛选出有价值的课程元素，在创设和设置情景中推动活动的深入开展，从而构建真正属于孩子、孩子感兴趣的项目式科学活动。

无论构建怎样的 STEM课程，老师首先要思考的问题是：“我要教什么？”根据儿童的生活背景、目前整体学科学习水平、日常生活中接触到的东西、兴趣点、此前的 STEM活动经验，来产生 STEM项目。

“在幼儿园进行 STEM教育，一定要遵循幼儿以直接经验为基础的学习方式和特点，以幼儿的亲身经历和体验为主，支持和满足幼儿通过直接感知、实际操作和亲身体验获取经验的需求。”李正福说。

“对科学原理的探究是一个多维度、多层次的全面探索过程。”华南师范大学教育科学学院教授杨宁表示， STEM教育源自高等教育的理工科专业，下延至基础教育阶段，根据不同年龄段的需求，有了不同的形态。但STEM活动应始终遵循“低结构性”，强调孩子的自主探究学习，引导孩子在与材料的活动中进行充分的操作和体验，从而获取关于科学原理的初步感知。

问题二

“我还要什么素养？”

许多人狭隘地认为， STEM教育是机器人教育、编程教育，关键在于器材上，恰恰相反， STEM教育的质量在于老师的 STEM教育意识，核心是“人”。中国教育科学院“STEM2029”学前段课题组指导教师华帅认为， STEM教育在学前阶段落地，需要“好老师、好内容、商业配套、跨界专家、好园长”五大要素。“园长和老师是核心，需要先把自己的格局打开，具备多学科学习的意识、具备多领域思维的格局。”

“刚开始接触 STEM时，我觉得根本无法进行，因为我的教育背景中缺乏物理、化学等理工科知识，这不是误人子弟吗？”成都市金牛区机关第三幼儿园教师钟娟说，做跨学科的教育，对老师的知识结构、学科素养面临极大的挑战。她坦言，因为自身知识结构的局限，在设计课程的过程中，常常走进死胡同。“幼儿园女教师多、文科生多，科学、物理的知识比较匮乏。”

中班孩子喜欢从楼上往下扔东西，钟娟想借这个契机，策划关于“自由落体”的课程，但在用皮球和小石块做实验的过程中，孩子们一致认为小石块会先落地。即使实验结果显示皮球先落地，他们也不认同。“怎么为孩子们解惑呢？”她一度陷入迷茫。

“第一件事是：自己先搞懂背后的科学原理。”钟娟问了很多中学的物理老师，补上相关知识，在此基础上，再思考孩子们能够接受的程度，以及如何进行能够落脚的活动。

孩子觉得重的一定先掉，钟娟便找来天平，让孩子们自己称量，比较皮球和石头的轻重。为了用事实说服孩子，她还采用了录像的方式，录下落地的瞬间，让孩子们“眼见为实”。

钟娟发现，“不给孩子讲知识”其实更考验老师，也更考验课程设计的细节。对于大多数教师来说，开发新的教学模式和课程结构需要教师更新自我教学技能，对学科知识有新的理解，掌握更多的学科教学法知识，这就对教师的专业发展提出了要求。

“跨学科不代表没有学科，跨学科不代表学科不重要。 STEM教学其实对老师的学科素养都有了更高的要求。”李正福表示，中国STEM教育最缺少的是技术与工程教育，而原有的师范院校中没有相应专业，所以，技术工程类教师在学校非常紧缺，即便有些学校已经开设了 STEM方面的选修课或必修课，但都面临着合格教师短缺的问题。

华帅认为，教师素养不仅体现在老师自身的知识结构上，还表现在老师在引导过程中教育价值的取舍。对此钟娟非常认同，随着了解的深入和实践的增加，她发现，协作、明辩性思维、交流沟通等孩子未来需要的技能都蕴藏在 STEM中，重点在老师如何引导。

“很多时候，我们要克制自己告诉孩子什么是什么，即使孩子遇到坎儿了，也尽量引导，让他自己去探索、感知。”成都市金牛区机关第三幼儿园教师刘晓静发现，传统的学科教育中老师的角色是课程的教授者，传道、授业、解惑，然而， STEM教育将老师从传授者转变为学生学习过程的引导者、组织者和支持者。“ STEM课程中，对孩子们探索、发现了什么，学到了什么，是没有具体要求和规划的。很多知识老师自己能嚼碎就好，如何做课程设计才是真正考验老师的水平。”

问题三

“我要怎么教？”

如何设计课程？华帅总结出“了解背景、定义问题、分解问题、累积知识、发现规律、验证规律、解决问题、反思问题”八大步骤，对知识进行充分构架。

他以大家熟悉的《三只小猪》为例，对八个步骤进行具体阐述。首先，通过阅读绘本故事或观看动画片，详细解读故事中的情节和冲突，了解三只小猪的经历和需求。自然地引出核心问题：怎样的房子能挡住大灰狼吹的风呢？在进一步讨论与思考中，老师可以引导孩子将这个核心问题分解为：房子长什么样？用什么样的材料？怎样知道它抗风？这些问题会涉及到的知识，老师心中要有数。华帅建议，老师可以拿一支笔，在纸上把能想到的知识点尽可能多地罗列，再进一步归纳、筛选。“有了几次尝试之后，你会发现，自己在纸上写到的知识面越来越广，思维逐渐被打开。”

在《三只小猪》的教学中，通过搭建、测量、制作融入数学、建筑、材料等知识，让孩子们在过程中，自己发现规律，这是常见的课程设计。华帅在美国一家幼儿园里见到了新颖的做法，老师用电吹风模拟大灰狼，对孩子们的小房子进行抗风测验，并在下一阶段的探究中，增加“如何挡住两只大灰狼一起吹？”“如果不是大灰狼，是大象来撞，可能会怎样？”的情景变化，融入风力比较等自然知识、防撞抗震等结构知识。在反思环节，老师鼓励孩子们通过实践中自己的收获与思考，重新讲一个故事，三只小猪有了许多不一样的结局，孩子们的语言表述能力也渗透其中。

在华帅看来，整合学科的 STEM教育不仅仅是基于某一学科载体为主体，而应在教学中恰当融入其他学科的理论认知和实践认知，尽量去主体化，以整合学科知识的方式进行教学设计，并在学习过程中注重培养学生的创新、批判思考、问题解决、合作交流等能力。

问题四

“我该如何创设情境？”

有什么办法让餐巾纸“飞”得更远？团成球、包硬币、把纸打湿……在小学、初中阶段，老师可以直接把问题抛给孩子，孩子会立即开始创造性思考。但在学前阶段，凭空抛出这样的问题是很难和孩子发生联结的。设计背景对于学前阶段非常重要。

华帅举例，在幼儿园开展这项探究活动时，首先花了30分钟给孩子们讲阿拉丁神灯的故事，引导孩子们发现故事中重要的道具——飞毯，再提出问题：我们能不能将飞毯还原出来呢？“读故事的30分钟很重要，要真正带孩子们进入故事情节，和小学阶段花5分钟把故事读完完全不一样。高质量的 STEM课程一定是引入式的，情景式的。”华帅说。

“设计情境是非常必要的。”当天活动上，金牛区机关第三幼儿园带来了一堂课例“护蛋行动”：学生用限定的材料给鸡蛋做保护装置，不轻易被碰碎，其中涉及到工程、数学、物理等等知识。钟娟介绍，教学时，会先给孩子设定一个环境，例如，“蛋宝宝旅行记”，引导孩子们思考，“蛋宝宝”要去不同的地方旅行，它可能会从山坡上滑下来，也许会被撞碎，那它该如何保护自己，安全到达目的地？“孩子们沉浸在故事中发现问题、解决问题，创设情境更利于教学的开展。”钟娟说。

“情境是 STEAM教育重要而有意义的组成部分，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。”在杨宁看来， STEAM教育不是教授学生孤立、抽象的学科知识，而强调把知识还原于丰富的生活，结合生活中有趣、挑战的问题，通过问题的解决完成教学的过程。﹃没有学科边界﹄的教育

STEM→STEAM→STREAM

2011年，美国维吉尼亚科技大学教授Yakman提出将“ A”（艺术）纳入 STEM，变成STEAM，这个“A”，广义上包括美术、音乐、社会、语言等人文艺术。这两年，又演进为STREAM，多出“R”（写作），强调文字表达、信息整合的能力。“ STEM”逐渐发展为包容性更强的跨学科综合素质教育。今后，这一串字母还会越来越长，但导向上其实十分明确，未来社会，更强调孩子的核心素养，它包含文化基础、科学素养、人文素养等方面，期望孩子具备复杂情境下解决问题的能力，以及面对高速发展的信息社会的能力。

明确 STEM教育的发展方向后，我们还需要思考如何让 STEM更多元的问题。STEM教育需要国际视野，更需要本土情怀。未来，对传统文化资源的吸收和利用，本土教育素材的融入将是发展的重点，进而逐渐建立起富有中国特色的教育理论体系和实践模式。

记者发现，无论“ STEM”四个关键要素背后的学科特点，还是“ STREAM”六个关键要素背后的学科特点，从中可看出一点：面向未来的深度学习，并不看重对知识的认识，强调的是它的连接性，倡导“没有学科边界”的学习方式。比起知识，未来社会更重要的能力是怎么运用知识——是每个教师必须摸索、实践、反思的问题。