當中國課改轟轟烈烈地行進到深水區時，美國教育圈也開始掀起一場課改。說是課改，不如說是一場革命，而在這場革命中，催生出了一門新的交叉學科——STEM。

中國學生常掛在嘴邊的一句話是，學好數理化，走遍天下都不怕。對美國學生來說，這個評價標準要寬得多，包括Science（科學）、Technology（技術）、Engineering（工程）、Mathematics（數學），四個首字母綜合起來就是STEM。

2008年至2013年，美國國家年度教師獎6位獲獎者中，有一半是STEM教師。奧巴馬在2013年的國情咨文中提出兩個教育目標，重點就是“培養新一代的STEM人才”。在國家實力的比較中，獲得STEM學位的人數成為一個重要指標。

如今，在歐美紅透半遍天的STEM，已經悄然進入了中國中小學的課堂。在一些家長眼中，STEM課程只是教孩子擺弄樂高積木和教授代碼機器人，而在一些學校，STEM真的就上成了示范課。

STEM這場變革到底會給中國教育帶來什么，如何克服“異地栽植”帶來的水土不服？

一次特殊的合作教學

未來，你數學是體育老師教的，將不再是一句調侃，而是變成了現實。

“今天，我們讓滑翔機飛起來。”6月的一天，在中關村三小三年級的一節活動課上，來了兩個老師，一個是學生們熟悉的語文老師朱一文，另一個是正在三小參觀學習的芬蘭全科老師Jaana Hekkanen。

盡管兩個老師此次也是第一次見面，但事實上，兩人已經在微信上溝通了很久。從討論課程主題，到分別在各自國家的課堂上試驗，時間已經過去了大半年，而一切都是為了這一堂合作教學課。

在讓滑翔機飛起來之前，中關村三小的孩子們已經做了7節課的準備。前5節課，朱一文帶著孩子們做思維導圖，了解滑翔機的力學原理、制作方法。第六和第七節課調試滑翔機，朱一文給每個小組的學生發一張表格，用來記錄數據，發現飛行問題，尋找原因，調試解決。

在這場合作教學課上，孩子們才是真正的主角。

教師：“飛機為什么可以飛起來？”

學生：“機翼下面是平的，上面是曲線形的，跑的時候機翼下面的空氣速度慢，上面空氣速度快，空氣速度影響壓力，因而上面壓力小，下面壓力大，飛機就慢慢升起來了?！?/p>

教師：“飛機飛行中一共受到幾種力的影響？”

學生：“升力、推力、阻力、重力，而且在飛行中，每種力起到的作用都不一樣?！?/p>

教師：“飛機一滑出便迅速上升，但很快又掉了下來，是怎么回事？”

學生：“跟重心有關，飛機重心太靠后了，相對的機翼就靠前了，所以上升快，但由于作用力不平衡，所以又掉下來?！?/p>

經過一次次調整，最終孩子們的滑翔機達到了沿直線飛行、機翼左右平衡、俯仰適度的要求。

事實上，飛行主題在所有孩子中都很受歡迎。不過讓孩子們真正掌握并會運用飛機的力學原理，這樣的教學難度卻不小。飛機和物理力學有哪些關聯？為什么一些塑料片和小木棍搭起來就能飛？

朱一文是語文老師，而Jaana Hekkanen的強項在信息技術，帶著孩子們做飛機對他們來說是不小的挑戰。

“現在許多學校都有手工社團，但真正的動手做和做手工是完全不同的。”朱一文認為，把‘動手做’變成項目學習，或者把‘做手工’變成真正的學習，對教師來說挑戰都不小。

這堂課吸引了許多教育專家現場觀摩。在首都師范大學教授孫明明看來，這節滑翔機課，恰恰體現了項目教學的優勢。這節課里講到了三個力，重力、差力和升力，而中國課標只要求講重力和差力，項目教學是超課標的，這給了孩子們更大的發揮空間，也給了老師很大的發揮空間。

“在傳統教學中，學生是主體，老師是引導，而在項目教學中，老師成了一個支持者。”孫明明認為，這也對老師的素養提出了挑戰，項目式教學要求老師不僅要有廣博的知識，而且要有跨學科的素養，“未來，你數學是體育老師教的，將不再是一句調侃，而是變成了現實”。

而在斯坦福評價、學習、公平中心學者勞拉·伽特曼看來，項目教學的質量，不僅體現在實驗過程中，更體現在對收集的數據進行的分析和解釋中。通過這種反饋，學生不斷地調整實驗，以此來加深對概念的理解。

中關村三小學生劉平十分高興能參與這堂課?！爸案杏X飛機很復雜，這次滑翔機課程，讓我了解了飛機的構造、力的相互作用，以及如何與大家合作完成一個項目，我甚至可以給大家講飛機如何起飛了。”劉平說。

“在學習的過程中，豐富的語言詞匯、生動的結構、圖解的方式，既給了學生發散性思考空間，又能聚合起來回到課程標準上去?！眲诶?伽特曼認為，孩子們通過這堂合作課，不僅了解了滑翔機構造，掌握了力學原理，而且動手能力大為提高。

在Jaana Hekkanen看來，這種教學方式在中小學里要落到兩個方面，一方面是要考慮如何讓學習變成有一件有意思的事情，另一方面要考慮如何培養學生的創新精神和意識。

在美國威斯康辛大學白水分校教授梁國立看來，這種基于項目教學的STEM教育是對當下時代要求的回應。中國制造業2010年的時候已排名世界第一了。與此同時，世界每年畢業的理工科學生，中國的數量要遠大于美國。美國社會產生了緊迫感，因而提出發展STEM課程，以增加他們在制造業中的競爭力。

一所美國高中的逆襲

STEM像是茲皮科斯手中的一根魔法棒，讓這個原本“學術不達標”的學校脫胎換骨。

2013年的一天，美國馬諾新技術高中的校長斯蒂文·茲皮科斯手機響了，這是一個陌生的號碼，從白宮打來，電話那頭的人告訴他，奧巴馬總統希望參觀他的學校。

這個電話讓茲皮科斯驚喜交加，什么樣的學校讓總統如此垂青？說實話，這所距離德克薩斯州首府奧斯汀14公里、生長在傳統農業社區的技術高中，并非傳統意義上的名校，但該校也的確與眾不同，因為這里是一所STEM教學的樣板校。

在2016第四屆小學教育國際研討會上，茲皮科斯娓娓道來，他與馬諾新技術高中的故事，是一個典型的逆襲故事，像極了電影《放牛班的故事》里的情節。2006年，馬諾獨立學區的初、高中學校被德克薩斯州教育部門評為學術不達標學校，這個社區里的學生差異極大，80%來自貧困家庭，32%英語欠佳，52%屬西班牙語裔，24%屬非裔。

“當時我們面臨的困難不僅是糟糕的州級測試分數，還有嚴重的曠課問題，很多學生從三年級到五年級開始就沒通過州內組織的數學測試?！逼澠た扑拐f。

這的確讓臺下的中國校長和老師們吃了一驚，因為在他們的印象里，STEM多多少少像是一張名校俱樂部的“邀請函”，一所薄弱校能玩得轉嗎？

不僅玩得轉，STEM甚至成為他們絕地逢生的殺手锏。臺上的茲皮科斯來回踱著步，雙手自信地比出各種手勢，STEM像是他手中的一根魔法棒，讓這個原本“學術不達標”的學校脫胎換骨，現在84%的學生都能進入大學繼續深造。

“我聽說你們在做項目學習的公開演講時，會著盛裝，因此我今天也特意系了一條領帶，免得扣分。”訪問當天，奧巴馬的開場白幽默詼諧，讓在座的學生會心一笑，也道出了這里學生的習慣。這里的課程被拆分成一個又一個的學習項目，在每個項目結束時，學生團隊要在一個座談小組里報告自己的成果，這個座談小組通常由項目領域里的專家、家長和社區成員組成。

“學生每年要做50至65次公開演講，截至畢業，他們將會有200次機會登臺演講，報告自己的研究成果?！闭f到這里，茲皮科斯看到臺下的老師張成O型的嘴。

在這之前，一些中國老師對STEM教育的認識，僅限于機器人課程。茲皮科斯也經歷了同樣的過程，“在我剛接手這所學校時，我對STEM的理解和你們一樣，代表科學技術、工程和數學。隨著時間的推移，我終于掰開科學技術的蚌殼，找到了STEM中的珍珠——協作、明辯性思維，交流溝通，這些21世紀需要的技能都在這些課程中得以培養”。

茲皮科斯認為，STEM的意義是對傳統科學技術和工程、數學課程的一種革命性重構。馬諾新技術高中以基于項目的學習為主要教學模式，并推廣到了所有的學科，從科學到語言藝術。老師和學生一起開發基于學生個人興趣的和現實情境的項目。

美國科學教師協會總裁Juliana在接受媒體采訪時說：“STEM教育，首先是科學、技術、工程、數學學科的學習和實踐；其次是通過參與真實世界的項目實現跨學科的融合；再其次是凌駕于學科之上的學生未來職業和終身學習所需要的能力和素養的培養。STEM項目要求學生參與、合作、創新、分享，以及像科學家一樣做研究，像工程師一樣做產品……”

那STEM的課堂如何組織呢？在馬諾新技術高中的課堂里，你會看到幾個學生在講臺上展示一出二戰期間如何處置越獄逃犯的話?。喊烟臃附唤o德國人，德國人會殺死他；把逃犯交給一個能救他一命的醫療機構，會消耗本已短缺的當地資源。

把一節看似枯燥的歷史課上成妙趣橫生的話劇課，這樣的點子，來自一名英語老師和一名世界史老師思想上的“奇妙姻緣”。他們想通過盛行一時的反烏托邦小說《饑餓游戲》來討論道德困境問題，他們決定進行為期3周的協作教學，在這組項目學習中，他們不僅帶領學生探討了極權主義的興起和二戰的起源問題，同時也探討了這部流行小說的語言風格和藝術問題。而這場話劇則是他們項目的展示環節。

一場學科之間的“拆墻”運動

STEM的核心就是學科融合，強調對知識的應用和對學科之間關系的關注。

如果將STEM的內核拆開來，其中一個核心的關鍵詞，就是學科融合。在一些學校，學科融合的課堂形式不僅見于STEM課堂中，也在對傳統學科教學進行的重構中。

即將到來的STEM教育代表了課程組織方式的重大變革。北京師范大學教育技術學院教授余勝泉曾經撰文指出，“目前中小學最廣泛應用的課程模式是分科教學模式，即數學、科學等學科教師負責教授各自科目，很少重視學科之間的聯系。然而，要讓學生為未來的職業發展做準備，他們必須超越學科的界限進行思考。STEM教育的課程設計應該使用‘整合的課程設計模式’，即將科學、技術、工程和數學等整合在一起，強調對知識的應用和對學科之間關系的關注”。

說起來容易，但是分門別類的課程如何“拆墻”呢？美國馬里蘭大學教授赫希巴奇提出兩種最基本的課程模式：相關課程模式和廣域課程模式。

對于這兩種模式，赫希巴奇舉了兩種課堂的例子，在一種課堂里，上物理課可能需要學生預先掌握數學概念，數學和物理教師要通過溝通，讓這兩次課的時間節點相近且數學課的教學排在前面。這就是所謂的相關課程模式，它將各科目仍保留為獨立學科，但各科目教學內容的安排注重彼此間的聯系。

相關課程模式與學校目前的課程模式很相近，但最大的區別在于前者需要不同學科之間的教師對課程安排進行詳細、周密的協調和計劃。

在另一種課堂模式里，教師要圍繞建構和測試太陽能小車組織課程。教師要通過設計太陽能小車，將科學、技術和工程等STEM學科相關知識滲透在內，讓學生通過活動進行學習。廣域課程模式則取消了學科間的界限，將所有學科內容整合到新的學習領域。STEM教育的廣域課程模式不再把物理、化學甚至科學作為獨立的學科存在，而是將科學、技術、工程和數學等內容整合起來，形成結構化的課程模式。

在“拆墻”運動中，最激進最徹底的是芬蘭。

據媒體報道，芬蘭國家教育委員今年8月在中小學全面推行新課程。其實，這輪基礎教育的新課改在2013年2月就啟動了，與新課改相關的基礎教育國家核心課程標準也在2015年2月被審查通過。

芬蘭此次課程改革的核心內容主要包括：培養學生在未來社會所需的核心素養與能力，進行依托學科融合式的“現象教學”，使信息科技技術與課程教學深度融合，發揮學生在課程設計與評價中的主體作用。

所謂“現象教學”，即事先確定一些主題，然后圍繞特定的主題，將相近的學科知識重新編排，形成學科融合式的課程模塊，并以這樣的課程模塊為載體實現跨學科教學。這些主題可以是“歐盟”“社區和環境變化”“芬蘭100年獨立發展史”等。基于“歐盟”這一主題所編排的課程模塊，將同時涉及地理、歷史、社會文化、語言、政治和經濟制度等跨學科的知識。

一件舶來的華美外衣如何穿好

有的人只是餓了，需要一碗米飯，給他一碗紅燒肉，未必是好的。

實際上，像STEM和“現象教學”這樣的跨學科嘗試，在中國的一些中小學也開始了類似的嘗試。在中關村三小，類似的項目學習已經開展了三年，其中的亮點是，他們為了實現課程的互融互通，進行了課程的空間結構調整，這是他們打造3.0生態課程的一種嘗試。

在中關村三小校長劉可欽看來，世界學校的發展已經到了第三個階段。“1.0是農業學校，2.0是工業學校，3.0才是現代化的學校。”劉可欽解釋，1.0是讀書識字的掃盲階段；2.0工業學校把兒童分為班級和年級，按班級和學科授課；而3.0學校，則是生態學校，將會實施班組群、校中校的設置，在這里，知識和技能只是孩子學習的一個方面，更重要的是讓孩子學會與人交往，這種學習必須打造新的空間，給孩子提供交流的可能。

沿著這種思路，三小在空間設計上進行了調整，四棟教學樓，每棟都是一個校中校，集合了語數英教師，作為獨立管理單位，校中校由一個個班組群組成，這是師生生活的基地，由三間傳統教室打通而來，三個年級組成一個小型單元。作為一種新型生態系統，設計的目的在于讓老師和孩子共同生活，不同學科的老師一起研究孩子的發展，以此實現大孩子、小孩子一起學習，共同發展。

在教學上，班群組的形式，打破了傳統的分科或全科模式。不同學科教師集體備課，保持了分科學科的深度和系統性，老師之間也可以分學科協同工作，設計跨學科的活動。

“學校里面處處是博物館、圖書館，三小希望用這種新型的組織生態，跨越學科與學科間的界限，超越學校和社會之間的圍墻，我們希望一起學習，為老師的發展、學生的發展帶來更多的可能?！眲⒖蓺J說。

在上海市虹口區教師進修學院教師柳棟看來，STEM教育的推進，應該帶有一定的國家色彩，因為它涉及課程的改革，學科關系的重組，教育評價體制的變化，學段銜接關系的設計，是一個龐大的系統工程，需要系統和扎實的研究。

實際上，從去年開始，STEM教育已經開始出現在我國的文件和規劃中。

2015年9月初，教育部發布《關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見》，其中明確指出，建議學校探索STEM教育、創客教育等新教育模式。在中國的校園里，也逐漸出現了新的教育模式的探索。

但STEM教育在中國課堂上的跨界和融合，也有其獨特的問題所在。

中關村三小的語文老師孫敬斌中規中矩教了十幾年的語文課，去年開始，他的課堂發生了一次革命。

“我從沒想過自己的語文課可以跟其他學科的老師一起上。這源于一個大膽的想法，不同的‘水’，能不能流到一起？”

“我們四年級語文有《潮水》這篇課文，科學課里有水溶解的課，品德課里有節約水的內容，這些都是講“水”，為什么不讓它們流到一起呢？”

有了這想法之后，孫敬斌就開始跟其他學科的老師一起梳理內容融合的點，然后進行課堂設計。

在一直從事比較教育研究的梁國立看來，像孫敬斌這樣習慣了傳統的分科教學的老師，要邁出跨學科的這一步，似乎并不容易。他用“數學的張三和語文的李四”來比喻學科之間森嚴的壁壘。

“怕幫別人掙了錢，荒了自己的地。”剛剛開始項目學習時，孫敬斌坦言，自己確實抱著這樣的顧慮。

而上海STEM云中心創始人張逸中甚至認為，并不是所有的學校都適合馬上做STEM課程。

STEM火到中國后，很多學校迫不及待地想披上這件舶來的華美外衣。有段時間，很多學校都找到張逸中，想要做STEM課程，但一聊之后，張逸中發現，有些校長并不了解STEM。

“有的人只是餓了，需要一碗米飯，給他一碗紅燒肉，未必是好的。”張逸中說。由于STEM教育的出口始終是走向信息時代的創新，課程設計有信息化的內在要求，學校一旦采用STEM課程，學生必須具備起碼的科學素養，學校需要有一定的硬件環境，以及師資，如果連學校領導都沒有弄清楚做STEM教育的目標，張逸中并不建議這樣的學校盲目參與。

【鏈接】

何為STEM

S代表科學（Science），T代表技術（Technology），E代表工程（Engineering），M代表數學（Mathematics）。STEM教育就是科學、技術、工程、數學的教育。近年來，在國家實力的比較中，獲得STEM學位的人數成為一個重要的指標。

美國作家托馬斯·弗里德曼在《世界是平的》中寫到，在中國，60%的學士學位是授予科學和工程專業的學生，而在美國，這個數字只有31%。還有統計數據顯示，美國生產的科學與工程方面的博士數量的全球份額，正從20世紀70年代高于50%的水平下降到2010年的15%。與此同時，中國、印度、韓國等國家加大在教育、技術和研發方面的投資，這些訓練有素的科學與工程隊伍正在加強這些國家的競爭力。感受到挑戰的美國政府推出STEM計劃，不斷加大科學、技術、工程和數學領域的教育投入，大力培養學生的科技素養。美國弗吉尼亞理工大學的學者Yakman還提出用STEAM來代替STEM。STEAM中的A(Art)包括美術、語言、人文、形體藝術等含義，即用人文素養補全科學精神的短板。

此外，雖然中國每年授予的STEM學位的絕對數量已經超過美國，但是西方對中國STEM學位的質量提出很多質疑。這些質疑包括學科領域研究的質量，國家在每一個學位獲得者身上的投入，學位持有者的知識更新狀況，獲得學位者的創新能力，等等。

（原題為《STEM來了，學科之間如何“拆墻” 》)