2018年11月29日至12月1日，中国教育科学研究院STEM教育研究中心与海淀区教师进修学校、新加坡INTWELL教育管理集团共同举办了一场“海淀区初中学科教师STEM教学实践能力提升专项研究”培训会。参与此次STEM培训的老师，除了各校的数学老师、物理老师、科学老师之外，还有一批语文老师、美术老师也参与其中。

STEM看似与文科是“远亲”，但如此次授课讲师陈伟权博士所言，在新加坡高考科目STEM课程中，取得最高分学生的授课老师往往是中文老师（即语文老师）。下面，我们从一位参与此次培训的一名一线语文老师的视角出发，看一看STEM到底是什么？

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STEM课程这个名词在中国教育界依然风靡多年，然而它似乎一直带着一层朦胧的面纱，许多一线老师并不没有见过它的真面目。我们甚至一直有一个误解，这是一个涉及理工科范围的课程，与文科老师无关。令我惊讶的是，陈伟权博士讲述了新加坡的一项调查，在他们的高考科目STEM课程中，取得最高分学生的授课老师往往是中文老师（即语文老师）。虽然不知道未来中国高考中会不会囊括STEM课程，但是STEM课程的理念也许是未来教育的一部分。

STEM课程的老师可以先自查一下，你的课程是真正的STEM课程吗？

如果出现了“否”，那么，我们就要继续学习了。

STEM课程规范清单

1.课程是否存在真正的问题？

2.学生是否与问题有关？

3.课程是否允许多种可接受和创造性的方法来成功解决问题？

4.课程是否整合和应用了重要的科学和数学的内容？

5.工程是否清楚地使用工程设计过程作为解决问题的方法？

6.课程是否采用以学生为中心、实践教学和学习方法？

7.课程是否导致模型或原型的设计和开发？

8.学生是否清楚技术在课堂上的作用？

9.课程是否成功地让学生参与有目的的团队合作？

10.课程是否包括测试解决方案和评估结果？

11.课程是否让学生参与交流，传达他们的设计和结果？

STEM课程呈现出来的形式往往是一个涉及一些科学知识的“工程”（装置），但是它的实质却指涉了更广大的教育核心问题。毕业生应该具备怎样的知识、技能和态度呢？陈博士介绍了哈佛大学的教育家托尼•瓦格纳的一本著作《21世纪技能》，其中提出未来世界需要创新型人才必须具备七个关键力：

1.批判性思考与解决问题的能力。

2.跨界合作与以身作则的领导力。

3.灵活性与适应力。

4.主动进取与开创精神。

5.有效的口头与书面沟通能力。

6.评估与分析信息的能力。

7.好奇心与想象力。

因为在相对发达的国家的未来的工作世界里，创造性工作占了极大的比重。

我们在谈及“创造性”工作的时候，首先得知道“创造”是什么？创造力（creativity）、创意(creative)与创新(innovation)，这个词语看起来很相似，却在互相联系中互相区别着：

创新源自创意，创意来自人的创造力。

创造力是一种能力，创意是创造力的具体发挥，是一种与众不同的想法。创新是将创意落实到工作或者生活中，产生某种效果，如果没有效益，就不算创新，只能算想法。因此，创意的绩效取决于创新成果的展现。

创新思考的目的是为了解决问题。我们时常提及的“解决问题”的能力，它到底是什么呢？

1.解决问题的方法，通常不会只有一个途径。

2.问题的解决通常都有限制条件：时间、经费、技术等，因此有时候问题解决不采取最佳解，而是采用最适解。

3.每一个问题都有不可忽视的特定脉络与情境。

4.不同类别的问题，适用不同的方法。

5.问题视规模大小及可切分性，可分为基本、复合问题。

6.从问题的确认、原因分析、对策拟定、决策分析、执行对策，最终评估与追踪，持续改进与不断学习的模型，以提高问题解决的质量。

我们常常觉得自己已经没有创造力了，创造力的障碍在于：变得过于专业，怕模糊性，担心看起来愚蠢，害怕错误和失败，相信自己没有创意。我看到这个障碍的时候，作为老师，心里不安了片刻。当我们要求学生在课堂制作一个完美的“产品”的时候，不就是设置了创造力的障碍吗？当我们在各种典礼上要求“仪式”的完美，却不在乎主角有没有仪式感，这不就是阻碍创造力吗？更可怕的是，如果一个没有创造力的老师，看见学生在创造力的驱使下“犯错”，便会义无反顾地“纠正”这个“错误”，从而遏制创造力。因此完美的呈现真的那么重要吗？

当创新思考和问题解决结合在一起，它分为三个方面：认知、情意与批判思考。

“认知”对教师来说并不陌生，这一维度指的是我们勇敢面对问题创意思考的五种能力：敏觉力（sensitivity）、流畅力（fluency）、变通力(flexibility)、独创力(originality)、精进力(elaboration)。

敏觉力是指对问题或者环境的敏感度。

敏觉力的训练方法有：留意时事信息。观察周遭事物的变化及其原因。勇于尝试新的事物：让生活更有创意。保持好奇心：经常有发问的精神。经常自我反省：写札记或者日记。这似乎是学习语文最初的能力，如果没有对生活的敏觉，便没有对语文的理解。

流畅力是指对同一个问题或者看法能够提出很多观念或是新点子，来解决问题。“流畅”的是观念、表达和联想的数量。

变通力是一种举一反三的能力，能够从多角度、多方位思考同一个问题，能够适应各种状况，不要以僵化的方式看问题。譬如以不同的立场观念来解决同一个问题的“多点集中法”能够训练变通力。

独创力是指反应的独特性，当看到同样的事务，能想到别人所想不出来的观念或事物。第一堂课的自我介绍就能体现学生的独创力，是否以编剧的手法来设计，用幽默的方式来表达？教师的教室的设计和学生在作文课上的改编故事的能力，都是独创力的表现。

精进力是一个与其他能力不同维度的能力，如果其他能力都是二维的，那么精进力就是第三维。讲求心思细密及考虑周详的能力，以求达至精益求精、尽善尽美。

情志包含了富有好奇心、喜于想象、敢于挑战、勇于冒险和拥抱失败。

批判思考具化为三种能力：分析（analysis）、综合（synthesis）、评鉴（evaluation）。

分析是一种了解能力，将概念或者原则，分析为各个构成的部分，了解互相关系的逻辑能力。综合是一种组织能力，片段概念或知识、原理原则与事实等统合成新观念的整合能力。评鉴是一种决断能力，是指能够建立评估标准并作为价值判断的能力。情志是一些感性因素，批判思考是一些理性因素。

个人的创造力是资源、动机和创造性思维能力的函数。因此创造者的激情和知识专业专长同思维能力一样重要。我时常在思考，学生学习语文的动机是什么？大家所赋予语文课堂的那些宏伟的理想，往往败给了多数学生不喜欢语文课堂的现实。当大部分学生认为语文很简单，比物理化学数学简单太多了。（大概是一个人对于未知或者厌恶的领域往往抱有轻视的态度。）中国大部分学生在中学语文课堂上学习状况非常糟糕而浑然不自知。如果把语文学习的动机更明晰化，是否会让“功利”的学生更愿意在语文学习上体现他们的创造力？也许“能力”会比“文本”更有“市场”。

陈博士介绍了四种思考工具：

1.奔驰法（SCAMPER）

2.六顶思考帽

3.打破沙锅法

4.换位思考

首先是奔驰法(SCAMPER)分别是替代（Substitute）、合并（Combine）、调适（adapt）、其他用途（put inother use）、消除（eli minate）、重排颠倒（Reverseor re-arrange）。奔驰法的适用性非常强，拿传统的奥利奥作为例子，就能够设计出市场出现的各种奥利奥的“变型”。

“六顶思考帽”是Edward de Bono开发的一种思维训练模式，也是一个全面思考问题的模型。它给一个思考者或者团体提供了平行思维的工具，从而避免将时间浪费在互相争执上，将群体讨论和个体思考相结合。使用六种不同颜色的帽子代表六种不同的思维模式。

“白帽”（信息帽）：客观的手机资料、寻找事实。特点是“客观”，陈述问题。

“绿帽”（创意帽）寓意创造力和想象力，具有创造力思考、头脑风暴、求异思维等功能，这个角色负责提出解决问题的方案。

“黄帽“（乐观帽）：从正面考虑问题、表达乐观的满怀希望的建设性的观点，评估该方案的优点。

“黑帽”（谨慎帽）：运用否定、怀疑、质疑的看法，合乎逻辑地进行批判，尽情地发表负面的意见，找出逻辑上的错误，评估该方案的缺点。（此帽看起来，美其名曰“找茬”）

“红帽”（情感帽），它代表直觉、感受和预感等感性层面的看法。

“蓝帽”（指挥帽），这是负责控制和调节思维的角色，负责控制各种思考帽的使用顺序，规划和管理整个思考过程，并负责做出结论。

“六顶思考帽”是我印象最深刻的一项工具。这将会成为议论文写作和小组讨论活动中的有效的工具和脚手架。

白帽好比一个文献综述和基本调查，绿帽提出创意论点，黄帽和黑帽从正反两面看待问题，蓝帽总结。这是一个将思维平行切割后，有趣的可视化呈现。其中也体现了扩散性思考和聚敛性思考。

视觉思考，用图画来表达想法，效果和文字表达不一样，通常速度更快。视觉思考是数据信息意见、思考与沟通、图像相交叉的部分。信息可视化的例子有维恩图，适合比较事物的异同；流程图，适用于处理时序性事项。概念可视化的例子有思维导图、同心圆蜘蛛图。策略可视化的例子有鱼骨图。

陈博士讲解了许多理论、概念和工具之后，终于在最后一天的下午让我们触摸了STEM本身。

STEM中的四个领域：科学（science）、技术（technology）、工程(engineering)、数学(mathematics)处于核心地位的是E——工程。

科学是理论，技术是方法和手段的集合，数学是工具，工程是实践，stem课程最后所呈现出来的“产品”往往是一个装置或是工程。

STEM的频谱中，有三个容易混淆的概念：多学科（multidisciplinary）、交叉学科(interdisciplinary)、跨学科（transdisciplinary）。陈博士用三张图表达了三个概念的内涵：多学科是苹果梨子香蕉放在一起，交叉学科是混入苹果香蕉梨的水果酸奶，跨学科是把水果香蕉梨打碎之后的混合果汁，不分你我，这是各个学科被一个项目内化的过程。我的理解是STEM课程不是水果拼盘，是水果冰沙。

跨学科整合和STEM是最接近的，跨学科学习是回答问题、解决问题、处理问题的进程，因为很多问题太宽泛、复杂，依靠单门学科不足以解决。跨学科整合的基本取向是基于项目的学习模式（PBL）和以学习者为中心。

PBL也是一个熟悉的词汇，也是我们正在实践的概念。以实践性的项目完成为核心，将跨学科的内容、高级思维能力发展与真实生活环境联系在一起。

PBL学习模式的5个标准：

1.项目位于课程的中心，学生通过项目学习相关的学科知识。

2.是真实性的，这些项目注重现实情境下真实问题的研究与解决，譬如可以与日常生活相联系，试图解决一个严峻的社会问题。

3.以学生为主导，教师扮演着指导者和咨询顾问的角色，项目赋予学生自主权、选择权和无监督工作以及责任。

4.必须能够让学生参与建设性的调查。

5.关注引导学生接触学科中心概念和原理的问题。如果语文课本上的经典都可以被设计为和真实情景对话，从而连接成一个项目，一定会更吸引学生。

陈博士认为，STEM课程的具体目标有四项。

第一，在科学、技术及数学范畴让学生建立稳固的知识基础，并提升学生的学习兴趣，以助他们日后在有关范畴升学和就业，应对现今世界的转变所带来的挑战。

第二，强化学生综合和应用知识和技能的能力，培养学生21世纪所需要的创造力、协作和解决问题能力，以及使他们具备创新思维与企业家精神

第三，强化校内教师的专业能力和他们之间的协作。

第四，培养与STEM范畴相关的人才和专家，为国家的发展做出贡献。STEM课程的核心特征有九项：跨学科性、技术增强性、实证性、情境性、协作性、设计性、体验性、艺术性和趣味性。

以下两张表格来自于陈博士的课堂，大家可以较为直观地看到我们的不足以及stem的反传统。

成功实施STEM教育的障碍

1.合格的STEM教师准备不足和供应不足。

2.教师专业发展投资不足。

3.学生的准备和鼓励不足。

4.学习和学生的经历之间没有联系

5.缺乏来自学校系统的支持（常规课时不足）

6.STEM领域缺乏合作研究

7.内容准备不足

8.低质量的教学和评估方法。

9.学习设施差

10.缺乏为学生提供实践培训。

STEM课堂与传统课堂的区别：

维度	传统课堂	STEM  PBL
内容呈现	明确定义的任务	模糊定义的任务
	松散定义的结果	明确定义的结果
	单一科目	多学科交叉
师生关系	个人学习	合作学习
	教师是知识的给予者	教师是学生学习的协助者
学习方式	教科书驱动	任务驱动
	基于获得知识、技能的讲授	基于项目实践需要的讲授
	依赖性解决问题	独立性解决问题
学习评价	注意分段性学习效果	注意积累性表现
	考试、测验以评估知识的习得	过程和输出产品的评估

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