理科教育的发展动向--辨析STS、STSE教育与STEM课程

理科教育的发展动向 -- 辨析 STS 、 STSE 教育 与 STEM 课程

程光伟

成都市棕北中学 610041

  【摘要】学生喜欢的初中理科的STSE教育、STEAM课程，以及再早以前流行的STS理念，它们之间有何关系？STS是如何提出，STSE是STS的延伸，STEAM课这个新近产生的理科教育课程，它们之间有什么关系？厘清三者的关系，最终发现就是世界范围内理科教学从理念到课程的演绎。

        【关键词】跨界思维；STEAM课程；综合与实践；STSE教育

【正文】

STEAM教育和STSE教育作为新的教育模式，在国内外掀起了一股热潮。它们走进了理科教育的课堂、尤其是一二线城市课堂的教学中。一方面让国内学校趋之若鹜，另一方面又让许多教师望而却步，其中重要的原因在于很多教师缺少跨界思维和课程统整能力。教育从业者和大多数家长甚至老师并不是很清楚STSE教育和STEAM的区别，甚至于还夹杂着STS理念，所以有必要做一个简明的辨析。

一、 STS到STSE和STEM的 认识

STS教育是20世纪70年代兴起的一种新的科学教育思维模式和价值观。STS是科学Science、技术Technology、社会Society的英文首字母的缩写。STS教育的基本理念为:在科学教育中突出科学、技术和社会的相互关系，使学生理解科学技术在社会生产和生活发展中的应用，增强对科学本质的认识和社会责任感。在真实的技术和社会情境中形成科学知识理

念和科学素养。STS教育的内涵比以往的科学教育观有很大的拓展，但仍脱离不了“人类中心主义”的价值观，忽视了对环境、对其他物种的影响。20世纪90年代中期，STSE教育作为一种更全面的科学教育思维模式和价值观逐渐兴起。STSE教育是在STS教育的基础上增加了环境(Environment)教育。STSE是STS的延伸。

STSE教育的基本精神在于将科学教育与科技发展、工农业生产、社会生活、自然环境紧密结合起来，使学生学习科学知识的同时不仅理解科学、技术和社会的相互关系，还要理解人与环境的关系。STSE教育能综合、正确地看待科学、技术、环境和社会发展之间的相互影响，能正确看待科学技术的社会化问题，合理协调科学技术与社会、环境之间的关系，使科学、技术、社会、环境得以协调发展。人类社会和自然环境为科学技术提供了发生、发展、应用、矫正的空间和平台，而科学技术随着人类社会的发展和进步正以从未有过的高速影响、规范、制约着人类社会和自然环境，这种影响、规范和制约可能以人类意志为转移，也可能与人类意志背道而驰。STSE教育中还渗透着人文价值教育，让学生形成一定的价值标准和信念体系，这使学生能明辨是非、理解科学技术的社会意义，从而使人们树立科学发展观，让科学技术造福于人类。因此，STSE教育是用一种新的理念和实践指导人们正确认识并应对社会和环境的变化，从而促进社会的可持续发展，也是贯彻落实科学发展观的重要手段和途径。

      STEAM教育前身为上世纪80年代美国人提出的STAM教育，包含四个学科：Science（科学）、Technology（技术）、Engineering（工程）、Mathematics（数学），由奥巴马大力推进这种综合课程的实施，旨在从小培养学生动手、创新、综合运用科学知识的能力。随后，在原有四科的基础上加入了Art（艺术）学科，多个学科相融合从而演变为STEAM教育。STEAM要求学生掌握基础的科别知识后综合运用所掌握知识进行创新，而这些创新是需要与现实生活有联系的，也就是你学到的知识能综合运用以解决生活中的问题。STEAM是美国这几年来在发现本国的理工科人才极度缺乏后提出的新的教育战略，简单来说，就是通过教育来吸引更多的人未来从事理工方面的工作，否则的话，美国的很多关键科技岗位将不得不由外籍人来担任。^【1】为了更好开展STEAM教育，老师会在教育活动中鼓励学生综合利用STEAM知识来完成一个有意义的作品。

无论STS到STSE和STEM均是关注科学、技术、工程这些理科知识的教育，这些理科知识如何遵循教育最本真的教育做出的理论上的积极探索。如何把想法、理念变成现实，就需要在平时的教学中落实，在课堂主阵地中落实，于是课堂教学的纲领《课程标准》就有了具体体现。

二、中国、美国等国家的关于STSE教育、STEAM的课程标准

（一）中国、美国等国家的《科学课程标准》

自20世纪90年代以后，许多国家在制订课程标准时都把STSE教育纳人其中，作为公民科学素养教育的重要内容。1995年版美国《国家科学教育标准》中指出：人类需要利用环境中的资源来维持和改善生活。迄今为止，人类一直在利用自然资源来维持人口生存，将来也是如此。地球上的资源并非是无限的，增加消费会对自然资源(在此过程中，某些资源是可以再生的)造成巨大的压力，使某些无法再生的资源趋于枯竭。人类把许多自然系统作为资源。自然系统具有重新利用废物的能力，但这种能力也是有限的。自然系统的改变达到一定的程度，就会超过生命体自然适应的极限和人类技术适应的极限。

1997年加拿大教育委员会颁布了第一个国家科学教育纲要—《科学学习目标公共纲要》中指出：所有加拿大的学生，不管性别与文化背景，都将有机会发展科学素养。科学素养是一种逐渐形成的、与科学习教学研究有关的态度、技能和知识的融合，学生需要它们以培

养探究能力、问题解决能力和做出决策的能力，成为终身学习者，并且用来维持一种对于他们周围世界的好奇感。

我国颁布的《全日制义务教育科学课程标准(实验稿)》指出：我国科学教育的目标是初步形成对于自然界的整体认识和科学的世界观，了解科学技术是第一生产力，初步形成可持续发展的观念，并能关注科学、技术与社会的相互影响。

（二）中国的stem白皮书、美国stem教育的国家目标

从国家层面来看，STEAM目前已经进入到我国国家课程标准之内。2017年教育部印发的《义务教学小学科学课程标准》中，特别把STEAM教育列为新课标标准的重要内容之一。中国教育科学研究院对于STEM教育的研究成果，《中国STEM教育白皮书》主要从三个方面进行总：中国STEAM教育提出的背景，中国STEAM教育实施的成效及存在的问题和中国STEM2029创新行动计划。^【2】

1986年由美国国家科学委员会首次提出在《本科的科学、数学和工程教育》报告中明确提出了高等教育领域中SME&T(科学、数学、工程和技术)教育的纲领性建议。

1996年，美国国家科学基金会的《塑造未来：透视科学、数学、工程和技术的本科教育》报告，针对社会发展中的形势和问题，对学校、地方政府、工商业界和基金会提出了明确的政策建议，包括大力“培养K-12教育系统中STEAM教育的师资问题”。

2007年，美国国家科学委员会发表《国家行动计划：应对美国科学、技术、工程和数学教育系统的紧急需要》报告，行动计划中将STEAM教育从本科阶段延伸到中小学教育阶段，从中小学就开始实施STEM教育，由美国教育部长领导的美国学术竞争力委员会在对联邦STEM教育项目进行整理时,制定了STEAM教育的国家目标。^【3】

三、STSE与STEAM课程

任何教育理想和价值观的实现，必须落实到课程与教学的层面上来，这也必然通过一定的课程形态和课程实施方式来体现。

（一） STSE教育的课程形式

课堂渗透STSE教育，应以学科课程标准为标高，以学科核心素养为核心，以与理科教学同步的STSE教育内容为载体，在概念规律课、实验探究课、习题讲评课、专题复习课和素质选修课的教学中，结合课型的特点实施STSE教育，让学生较自然地受到科学教育的陶冶，在潜移默化中提升学生的科学素养。

第一类概念规律课中的概念教学重点渗透运用概念理解社会生活现象。

概念建立一般要经历“建立概念—理解概念—应用概念”三个环节，在“建立概念”环节中，多以社会生活中的现象进行分析发现，得出概念本身，在“理解概念”环节结合史实等对概念进行深入认识和理解，最后在“应用概念”环节，常将概念与生活再次联系，突出与环境保护、社会进步、科学技术的结合，渗透STSE教育。

第二类概念规律课中的规律教学重点落脚在了解规律的史实和探究规律在生活应用上。

科学规律课教学一般是由“发现规律—探究规律—理解规律—应用规律”四个环节构成，其中“发现规律”注重以社会生活中的现象进行分析发现，必须做到与STSE教育的融合；“探究规律”主要鼓励学生动手实验，验证科学史实，再次经历前人的探究历程；“理解规律”则是对规律本身的再次深入认识和挖掘，多以STSE教育中的一个点为牵引进行展开；最后的“应用规律”注重将规律本身与社会生活、环境保护、科学技术的结合和升华。

第三类实验探究课教学重点落实培养学生实验操作和科学探究能力。

实验是初中理科的基础，实验是科学研究的基本方法与手段。在初中理科教学中，通过科学实验不仅可以使学生获得科学知识、训练实验技能，还能培养学生严谨的科学态度、踏实的作风和良好的习惯，从而使学生形成科学的情感、态度和价值观。

第四类习题评讲课的教学关键应落实科学方法与科学态度情感培养。

随着社会、科技、生活、环境四者互动增强，中考理科大量涌现STSE试题。这类试题来源范围广、选材灵活、情景新颖，密切联系社会、科学和技术，解答时把科学知识同科技信息、能源问题、生活常识、生产实际和环境保护有机地结合起来，要求学生思维灵活，有较强的分析和解决问题的能力。

第五类专题复习课要强化科学知识在生活中的应用和学会运用科学规律解决实际问题。

专题复习课是以知识巩固、深化、整合和综合应用的一种课型，要关注应用性，注重结构性，体现综合性，着眼提高性。复习是要把平时所学的局部的、分散的、零碎的知识纵横联系，使之系统化、结构化。其基本模式是：梳理知识→呈现考向→典例精析→巩固练习。

第六类素质拓展课教学关键是关注课堂生成内容拓展和提升学生综合实践能力。

素质拓展课本身就要求与STSE教育密切结合，鼓励教师创新教学模式、让学生充分参与、作课堂主人，做到形散但神聚，让学生通过社会调查、小组汇报、课外制作、课堂展示等方式全面参与，该课教学形式灵活，关注课堂生成，对老师的能力要求高。其基本模式：引出主题→分组探究→汇报展示→点评总结。

STSE教育打破了知识中心和分科主义的课程开发传统，将科学和技术还原到既有的社会、自然情境中，围绕一定的问题和主题组织课程，即科学课程不是知识形态的教学内容的提炼，而是在社会、自然情境中通过对科学和技术的理解和运用而重新理解科学课程的形态及功能。

（二） STEAM课程

美国州长协会(NGA)和美国师资培训学院协会(AACTE)是推动STEM教育变革的重要组织。2007年，NGA详细阐述了美国实施STEM教育战略的背景、现状、问题和相应的策略。NGA认为，现有K一12(从幼儿园到12年级)核心课程的概念缺乏严格的课程标准，其培养目标与高等学校和工作岗位的实际需求相去甚远;他们认为STEM素养是一种个体在有关科学、技术、工程和数学及其交叉领域运用个人关于世界运行方式的知识和能力。

美国政府非常重视STEAM教育的发展,不断加大投资并将其设为基本的教育策略。开展STEAM教育的目的是提升劳动者的STEAM素养,提高国家竞争力。多数学校设置有专门的STEAM实验室,不同的实验室里有不同的仪器和设备,可以完成不同的项目。例如“格林威治学院STEAM实验室”典型的项目有激光切割、恐龙探究、木材加工、3D扫描打印。我国对STEAM教育的研究热度呈现逐年上升的趋势,北京、上海等地学校多建有STEAM教育场地,开展多样的STEAM课程。STEAM教育是基于项目的学习,将需要获得的知识外显为作品。通过完成作品掌握相关的知识,提高解决问题的能力。人教版初中物理教材中在“想想做做”和“动手动脑学物理”中对学生自制作品也有明确要求,但在完成教材中要求的制作活动中,教师往往把注意力集中在学生理解和掌握相关物理知识上,而忽视了指导学生在制作过程中对技术、工程、艺术和数学的综合运用。这种只要求“做”而不要求“怎么做”、“用什么方法做”、“做的好不好”，就使得“做”的学习活动失去了很多有意义的东西。物理学科中的“小制作”实质上就是一种STEAM教育活动，没有必要花费财力物力单独设课。利用课外小制作活动将STEAM教育理念融入初中物理教学中，就可以促进学生在深入理解和灵活运用物理知识的同时，学习兴趣、动手能力和综合运用多学科知识解决问题的能力得以提高。

综上所述，从STS到STSE教育，到STEAM,就是世界范围内理科教育从理念到课程的演绎。美国政府不论是对STSE教育还是对STEAM教育重视的根本是要确保美国在全球科技领域的领先地位。尽管美国的教育在全世界位居前列，但其强烈的危机意识确实令人叹服。我们也应该具有强烈的危机意识，强烈的危机意识对于教育的改革和竞争力的提高无疑具有重要的作用，是变革教育和创新的动力。

参考书目

【1】《当创客遇上STEAM教育》《课堂内外·好老师》2017年第04期|王黎 李银云 汪旦旦

【2】《2017年中国STEM教育白皮书》解读《现代教育》2017年 第7期 | 王素 中国教育科学研究院 北京100000

【3】《STEAM》课程纲要 https://wenku.baidu.com/view/89edd9030812a21614791

711cc7931b765ce7b97.html