最近，英國(guó)國(guó)際權(quán)威科學(xué)期刊《自然》（Nature）與美國(guó)權(quán)威科普期刊《科學(xué)美國(guó)人》(Scientific American)合作，在2015年7月15日出版的《自然》期刊上集中推出幾篇從幼兒園到大學(xué)的科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)（STEM）方面的文章，并配以非常醒目的封面圖片、名為《培育21世紀(jì)的科學(xué)家》的封面文章和名為《一種教育》的期刊社論，系統(tǒng)審視了全球STEM教育的挑戰(zhàn)和希望。美國(guó)連接在校教育和職業(yè)生涯的期刊《技術(shù)》（Techniques）在2015年3月出版了STEM專題（STEM Issue），指出：當(dāng)STEM教育的重要性和價(jià)值已經(jīng)成為教育改革和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要部分時(shí)，STEM教育就成為今天的創(chuàng)新，明天的成功。同樣，由美國(guó)督導(dǎo)和課程開發(fā)協(xié)會(huì)主辦的著名教育期刊《教育領(lǐng)導(dǎo)》（Educational Leadership）在2015年1月出版了題為《全民STEM》（STEM for All）的專題文章。這一切確切地傳遞著這樣一個(gè)信息：現(xiàn)在是關(guān)注和重視STEM教育的時(shí)候了！ 早在近30年前的1986年，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF）就發(fā)布了名為《科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程本科生教育》的報(bào)告，強(qiáng)調(diào)要加強(qiáng)大學(xué)教育并追求卓越，以使美國(guó)下一代成為世界科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者，并就此向各州、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)、私營(yíng)部門和作為聯(lián)邦機(jī)構(gòu)的國(guó)家科學(xué)基金會(huì)提出諸多建設(shè)性建議。這或許是最早提出STEM教育的一份重要文獻(xiàn)（最初的英文縮寫為SME&T）。國(guó)家科學(xué)基金會(huì)在1996年對(duì)美國(guó)大學(xué)科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程和技術(shù)教育的十年進(jìn)展進(jìn)行回顧和總結(jié)，發(fā)表了名為《塑造未來(lái)：科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程和技術(shù)的本科生教育新期望》的報(bào)告，針對(duì)新的形勢(shì)和問(wèn)題，對(duì)學(xué)校、地方政府、工商界等提出明確的政策建議，包括要大力培養(yǎng)K12教育系統(tǒng)中科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程和技術(shù)學(xué)科的師資隊(duì)伍。2007年10月3日，國(guó)家科學(xué)基金會(huì)又發(fā)布了名為《國(guó)家行動(dòng)計(jì)劃:應(yīng)對(duì)美國(guó)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育體系的重大需求》的報(bào)告（以下簡(jiǎn)稱《國(guó)家行動(dòng)計(jì)劃》），針對(duì)面臨的兩項(xiàng)主要挑戰(zhàn)，提出兩個(gè)方面的措施：一是要求增強(qiáng)國(guó)家層面對(duì)K12年級(jí)和本科階段的STEM教育的主導(dǎo)作用，在橫向和縱向上進(jìn)行協(xié)調(diào)；二是要提高教師的水平和增加相應(yīng)的研究投入。而10月3日這一天正是蘇聯(lián)第一顆人造衛(wèi)星上天50周年紀(jì)念日。此時(shí)發(fā)表《國(guó)家行動(dòng)計(jì)劃》的目的，就是要向美國(guó)朝野警示：50年前的威脅今天正以另外一種形式出現(xiàn)，美國(guó)必須時(shí)刻不忘加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的STEM教育。這里還須提及的一份重要文獻(xiàn)，是美國(guó)總統(tǒng)科技顧問(wèn)委員會(huì)于2010年向美國(guó)總統(tǒng)提交的名為《培養(yǎng)與激勵(lì)：為美國(guó)的未來(lái)實(shí)施K12年級(jí)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育》的報(bào)告。該報(bào)告的如下表述充分顯示了STEM教育對(duì)于美國(guó)的戰(zhàn)略意義和積極價(jià)值，這在一定程度上也顯示出STEM教育的普遍價(jià)值：STEM教育將決定美國(guó)未來(lái)能否成為世界領(lǐng)袖，能否解決如能源、衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)和國(guó)家安全等諸多領(lǐng)域的巨大挑戰(zhàn)。STEM教育將有助于培養(yǎng)國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)所需要的能干且靈活的勞動(dòng)力。STEM教育將確保美國(guó)社會(huì)繼續(xù)做出基礎(chǔ)性發(fā)現(xiàn)并提升我們對(duì)我們自身、我們的星球和宇宙的理解。STEM教育將造就科學(xué)家、技術(shù)專家、工程師和數(shù)學(xué)家，他們將提出新的思想，制造新的產(chǎn)品并創(chuàng)造出21世紀(jì)的全新產(chǎn)業(yè)。STEM教育將為每一個(gè)個(gè)體提供為獲取足夠生活的薪水，以及為他們自身、他們的家庭和社區(qū)作出決定所必需的技術(shù)技能和計(jì)算素養(yǎng)。STEM是科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)（Science, Technology, Engineering and Mathematics）的英文單詞首字母的縮寫。我們可以這樣來(lái)認(rèn)識(shí)STEM：首先，STEM是分科的，它代表著科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四門獨(dú)立的學(xué)科領(lǐng)域；其次，STEM又是整合的，這或許是今天強(qiáng)調(diào)和重視STEM時(shí)最為看重的；再次，STEM還是延伸和擴(kuò)展的。就分科而言，這里以美國(guó)中小學(xué)各科標(biāo)準(zhǔn)為例予以說(shuō)明。最早是美國(guó)全國(guó)數(shù)學(xué)教師理事會(huì)（NCTM）在1989年公布其《美國(guó)學(xué)校數(shù)學(xué)課程與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》，而后又在2000年公布了新版標(biāo)準(zhǔn)《學(xué)校數(shù)學(xué)的原則和標(biāo)準(zhǔn)》。隸屬于美國(guó)國(guó)家科學(xué)院的國(guó)家研究委員會(huì)會(huì)（NRC）在1996年發(fā)布了美國(guó)第一份《全國(guó)科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》，且在2013年再次公布了標(biāo)志著美國(guó)新一輪科學(xué)教育改革的新標(biāo)準(zhǔn)，即《下一代科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)》（NGSS）。此次新科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)第一次將工程和技術(shù)教育單獨(dú)列出并加入到科學(xué)教育的標(biāo)準(zhǔn)中，且非常注重跨學(xué)科學(xué)習(xí)和實(shí)踐參與，旨在幫助實(shí)現(xiàn)科學(xué)和工程領(lǐng)域的教育愿景。2000年4月，美國(guó)國(guó)際技術(shù)教育協(xié)會(huì)及其下屬的面向全體美國(guó)人的技術(shù)項(xiàng)目隆重推出《技術(shù)素養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)：技術(shù)學(xué)習(xí)之內(nèi)容》的全國(guó)性中小學(xué)技術(shù)教育標(biāo)準(zhǔn)。此外，美國(guó)國(guó)家科學(xué)院于2009年發(fā)布了由國(guó)家工程院和國(guó)家研究委員會(huì)組成之K12年級(jí)工程教育委員會(huì)提出的研究報(bào)告《K12教育中的工程：理解現(xiàn)狀和改進(jìn)未來(lái)》，并提出中小學(xué)實(shí)施工程教育的三項(xiàng)原則和七條政策建議，其中的建議七提出：國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和美國(guó)教育部應(yīng)該支持研究STEM素養(yǎng)的特征和界說(shuō)。研究者應(yīng)該不僅要思考科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的核心知識(shí)，還要思考連接這四個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的大概念（big ideas）。這是我們理解科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)作為各自相對(duì)獨(dú)立的學(xué)科的基礎(chǔ)。作為集成戰(zhàn)略的STEM教育并不局限于四門各自獨(dú)立的學(xué)科，而是更關(guān)注其整合的意義和價(jià)值。這正如美國(guó)瓦利市州立大學(xué)（Valley City State University）的STEM教育中心官網(wǎng)在解釋什么是STEM教育時(shí)所說(shuō)：STEM超越其首字母縮寫所意味的，它遠(yuǎn)不止于科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)，STEM 教育是關(guān)于學(xué)生參與的學(xué)習(xí)，是基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，它運(yùn)用科學(xué)探究過(guò)程和工程設(shè)計(jì)過(guò)程，是跨學(xué)科的，是關(guān)于積極學(xué)習(xí)的，是關(guān)于合作與團(tuán)隊(duì)工作的，是關(guān)于解決實(shí)際問(wèn)題的，它連接抽象知識(shí)與學(xué)生的生活，整合過(guò)程和內(nèi)容……。美國(guó)項(xiàng)目引路(Project Lead The Way, PLTW)機(jī)構(gòu)的觀點(diǎn)更明確了STEM教育的整合特點(diǎn)及其現(xiàn)實(shí)意義：STEM教育課程計(jì)劃旨在使學(xué)生參與以活動(dòng)、項(xiàng)目和問(wèn)題解決為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，它提供了一種動(dòng)手做的課堂體驗(yàn)。學(xué)生在應(yīng)用所學(xué)到的數(shù)學(xué)和科學(xué)知識(shí)來(lái)應(yīng)對(duì)世界重大挑戰(zhàn)時(shí)，他們創(chuàng)造、設(shè)計(jì)、建構(gòu)、發(fā)現(xiàn)、合作并解決問(wèn)題。美國(guó)國(guó)家科學(xué)院出版社于2014年出版的《K12年級(jí)STEM整合教育：現(xiàn)狀、前景和研究議程》，對(duì)理解STEM教育的整合有了更為全面的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為STEM整合教育遠(yuǎn)不是單獨(dú)的、定義明確的經(jīng)驗(yàn)，它包括一系列不同的體驗(yàn)，涉及一定程度的聯(lián)系。這些體驗(yàn)可能發(fā)生在一個(gè)或幾個(gè)課時(shí)內(nèi)，貫穿整個(gè)課程，體現(xiàn)在單一學(xué)科或整個(gè)學(xué)校中，包含于校外活動(dòng)中；認(rèn)為通過(guò)對(duì)STEM整合方案的研究獲得如下三點(diǎn)重要啟示：整合必須明確，支持學(xué)生學(xué)習(xí)單個(gè)學(xué)科的知識(shí)，整合并不一定越多越好。同樣，從目前發(fā)展的情況看，STEM教育本身也在不斷擴(kuò)展和延伸。首先，STEM教育發(fā)端于美國(guó)，但現(xiàn)在已經(jīng)不斷地出現(xiàn)在其他國(guó)家的教育改革中。如英國(guó)教育與技能部早在2006年就發(fā)布過(guò)《科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)計(jì)劃報(bào)告》（The Science, Technology, Engineering and Mathematics Programme Report），英國(guó)代表教育之科學(xué)團(tuán)體（SCORE）機(jī)構(gòu)在2010年發(fā)布了一份三次專業(yè)發(fā)展活動(dòng)的總結(jié)報(bào)告《STEM提供者的變革性課程》（The Changing Curriculum for STEM Providers）；2013年全球STEMx教育大會(huì)的專題中涉及的國(guó)家有芬蘭、澳大利亞、新西蘭、贊比亞等；此外，還有美洲國(guó)家組織對(duì)拉丁美洲與加勒比地區(qū)STEMx教育的支持的專題。其次，STEM教育本身也在擴(kuò)大。如全球STEMx教育大會(huì)名稱中STEM后的x就是最明顯的擴(kuò)大，這里的x代表著計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算思維、調(diào)查研究、創(chuàng)造與革新、全球溝通、協(xié)助及其他不斷涌現(xiàn)的21世紀(jì)所需的知識(shí)與技能，其他不斷涌現(xiàn)的表示出一種極大的包容性。此次大會(huì)專題中還多次出現(xiàn)STEAM，如以STEAM為支撐的高爾夫課程從STEM向STEAM進(jìn)發(fā)STEAM設(shè)計(jì)；又如2013年8月，中國(guó)第一屆中小學(xué)STEAM教育創(chuàng)新論壇在浙江溫州中學(xué)舉辦；以STEAM模型為中心的技術(shù)教育課程設(shè)計(jì)正成為當(dāng)前韓國(guó)技術(shù)教育發(fā)展的最新動(dòng)向。STEAM中的A即藝術(shù)(Arts)。再次，STEM教育的實(shí)施正在越來(lái)越多地與教育信息與通信技術(shù)（ICT）結(jié)合，而后者的引入為STEM教育的實(shí)施提供了更為豐富的方式和途徑。美國(guó)科學(xué)與技術(shù)研究聯(lián)盟（ASTRA）于2013年711月連續(xù)發(fā)布了《2013教育技術(shù)》報(bào)告，對(duì)教育技術(shù)革命及其對(duì)教育領(lǐng)域的影響進(jìn)行了全面的闡述，認(rèn)為教育技術(shù)革命正在為學(xué)生創(chuàng)造出更為有效的學(xué)習(xí)方式，讓他們理解學(xué)習(xí)如何與真實(shí)世界相聯(lián)系，并向他們提供有助于其更為徹底、深入地進(jìn)行學(xué)習(xí)所必需的工具。教育技術(shù)正在變革著K12教育的面貌。隨著教育技術(shù)延伸至課堂，學(xué)生不再是信息的被動(dòng)接受者。當(dāng)學(xué)生已經(jīng)擁有智能手機(jī)或iPad時(shí)，很少有人能夠靜靜地坐在課桌后面。當(dāng)STEM教育與迅速發(fā)展中的教育信息與通信技術(shù)相聯(lián)系時(shí)，它所帶來(lái)的教育效果或許難以預(yù)料，但其前景卻令人十分期待。最后，STEM教育從最初關(guān)注或集中于高等教育，到逐步下移至中小學(xué)教育乃至幼兒園活動(dòng)，從國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力人才的培養(yǎng)擴(kuò)展至學(xué)習(xí)方式的變革。盡管從比較研究的角度看，STEM教育在世界其他國(guó)家的出現(xiàn)和實(shí)施已經(jīng)為時(shí)不短，且越來(lái)越顯現(xiàn)其引人注目的積極方面，但它在我國(guó)教育研究界和中小學(xué)一線的出現(xiàn)只是最近幾年的事情。2012年第4期《上海教育·環(huán)球教育時(shí)訊》曾開辟STEM教育專欄，刊登有《STEM：美國(guó)教育戰(zhàn)略的重中之重》等若干篇文章，這是我國(guó)教育類雜志第一次較為集中地介紹STEM教育，而由中國(guó)科協(xié)青少年科技中心翻譯、科學(xué)普及出版社于2013年出版的《STEM項(xiàng)目學(xué)生研究手冊(cè)》，或許是我國(guó)第一本有關(guān)STEM教育的譯著。我國(guó)中小學(xué)新課程改革至今已有10多年的發(fā)展歷史，且已取得相當(dāng)?shù)某删筒�獲得諸多有益的經(jīng)驗(yàn)，但在如何延續(xù)或深化這一課程改革，尤其在學(xué)校教育如何注重培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和問(wèn)題解決能力（或者說(shuō)21世紀(jì)基本素養(yǎng)或技能）等方面，國(guó)際的經(jīng)驗(yàn)或許可以為我們提供某些方面的借鑒。為了使我們能夠充分了解世界其他國(guó)家尤其是美國(guó)在中小學(xué)課程改革和發(fā)展中實(shí)施STEM教育的現(xiàn)狀，從中獲得某些有益的經(jīng)驗(yàn)，我們策劃出版中小學(xué)STEM教育叢書（本叢書系由我本人主持承擔(dān)的上海市教育科學(xué)規(guī)劃課題美國(guó)中小學(xué)STEM教育研究成果之一），其中既有翻譯著作，包括美國(guó)國(guó)家科學(xué)教師協(xié)會(huì)出版社（NSTA Press）于2012年出版的《在課堂中整合工程與科學(xué)》、英國(guó)勞特里奇出版社（Routledge Press）于2013年出版的《設(shè)計(jì)·制作·游戲：培養(yǎng)下一代STEM創(chuàng)新者》及荷蘭Sense出版社（Sense Publishers）于2013年出版的《基于項(xiàng)目的STEM學(xué)習(xí)：一種整合科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)方式》3本譯著；也包括由我本人選編或撰寫的《美國(guó)STEM教育政策進(jìn)展》和《美國(guó)中小學(xué)STEM教育研究》2本著作；同時(shí)計(jì)劃出版出自我國(guó)一線學(xué)校的相關(guān)著作。


2015年8月25日