2016年11月17日-19日， 由上海市教育委员会指导，上海市教育学会主办，上海市史默国际科学教育研究中心、华师大课程与教育研究所、上海教育杂志社承办的“2016年STEM+教育上海峰会”在上海市南洋中学召开。来自中国、美国、加拿大、英国、以色列等各国教育专家和与会的500余名各界代表围绕“国际视野下的STEM+课程教学与教师专业发展”展开研讨。我校教师张婷、刘佳洺、孔琛、赵欣、赵亚萍、万蔡琳参加了此次会议。
一、STEM概述
STEM代表科学（Science），技术（Technology），工程（Engineering），数学（Mathematics），STEM教育即融合科学，技术，工程，数学的教育。STEM+是指在STEM的基础上，再与艺术（Art）结合，亦被称作STEMA。
1986年，美国国家科学基金会（NSF）发布《本科的科学、数学和工程教育》报告，首次明确提出“科学、数学、工程和技术教育集成”的纲领性建议。此后，STEM教育逐步走入各国课堂，成为一种全球趋势。2014 年，作为上海教育综合改革的试点项目，市教委批准成立“上海市史坦默国际科学教育研究中心”（简称“STEM+研究中心”），承担为期十年的长周期实证教育研究项目，选择区域与学校开展STEM+教育实践探索，课程设计，师资培训。应该说，对于STEM+教育，上海走在了全国的前列。
二、会议概览
18号上午的开幕式上，上海市教委副主任贾炜指出，如今人工智能、机器学习等新技术层出不穷，人类从基因测序到纳米技术，从可再生能源到量子计算，这些技术之间都实现了横跨物理、数学、生物几大领域。由此可见，跨领域的合作实施，已经成为现代科技的发展趋势。STEM教育正是顺应这一趋势，从分科式教育推向整合化融合学科跨学科教育，实现横跨领域的教育模式。
上海市史坦默国际科学教育研究中心主任王懋功介绍了“上海STEM+项目实践推进的新探索”，他从上海实施STEM+项目的背景、基础、推进策略、教师发展路径5个方面做了详细的汇报，他指出STEM+教育是一个长周期研究，目前上海进行了10年的规划，分为了3年、3年、4年三个阶段。教师发展方面，上海已经建立了梯次递进的四级勋章体系，并制定了《教师评级指南》，激励教师共生众创的可持续成长模式。
上海市教育学会会长尹后庆作了“学生发展核心素养与STEM+教育”为题的汇报，他指出，科学教育与国家的科学发展密切相关，目前青少年科学教育中面临着——掌握科学技术知识，但不了解科学研究、技术伦理，解决这一问题需要科学教育从简单的知识传授到素养培育的转型，开展以科学素养培育为导向的教学。以学科素养培育为导向的教学应该创设两种课程，一是学科课程，二是跨学科，也就是综合性课程。这两种课程的主要学习方法各有特点，后者是以探究性学习方式为主导的。两种学习交互，才能实现让教育和学习回归生活，才能体现学生学习的全部社会意义。
美国中密歇根大学和莱斯利大学教授、美国国家科学教师协会前主席Juliana Texley以“Follow the Rainbow to Internation Cooperation in STEM”为题做了精彩汇报，她将STEM比作彩虹，彩虹看似由不同的颜色组成，但颜色知识相同能量的不同形式，STEM也不能被分割成独立的学科，它是一个整体！但在整合STEM时，美国教师也经历了巨大挑战。“这些教师大学期间也是传统的学科学习模式，他们只是在小学阶段学习过少许的科学课程。甚至连STEM主题的参考书籍都很少，因为教材出版社之间并不会就各个学科之间的跨界和融合展开讨论。”对此，美国国家科学教师协会（NSTA）每年都会为教师提供课程方法、技术实现、评价操作等方面的专业发展培训。
18号下午的中学平行论坛上，来自上海市世界外国语中学的陈勇老师、上海市田家炳中学的张迿老师、上海南洋中学的马秀芬老师、上海市民立中学的任杰老师、上海市实验学校东校的祝俊风老师分别介绍了自己学校的SYEM+课程开发和实践经验。马秀芬老师介绍，在南洋中学的研究课中，他们以IYPT（国际青年物理学家竞赛）课题为项目，融合STEM+课程，通过软化科学边界来形成融合型课程。祝俊风老师详细介绍了他们学校是如何构建STEM学习环境的，一方面是构建“硬”的学习环境，包括物理空间、设备资源和物化的文化氛围，如“好奇熊”、“长耳兔”动物模型；二是创设“软”的学习环境，如课程资源和文化氛围。
19日上午，会议安排中外教师祝俊风老师、Donna老师上了两节展示课。Donna老师以“Lifeline of Stars”为课题，安排学生通过小组合作探究形式，以“5E模式”进行授课，学生利用气球的涨破来模拟恒星的成长和消亡过程，十分有趣。祝俊风老师带领学生进行“设计水的净化系统”为研究课题，在展示课上主要完成了对所做净化系统的检测，设计水质检测量表，利用传感器来检测净化前、净化后水的各项指标，比如颜色、气味、PH、TDS、含氯量、钙镁离子含量等。学生通过小组合作汇报、实验测试、设计改进方案等环节，将课堂情景一次次推向高潮。
三、参会感想
化学组（张婷）：
17号下午到达上海南洋中学时， workshop（工作坊）已接近尾声，有些遗憾；18号与19号倍加珍惜地参加了两天的会议，感觉脑容量已经不足。这次峰会不仅是与会代表们各自介绍在STEM+教育领域所做出的成果，我更是看到了关于STEM+有关的过去，以及它可能有的将来。近来，芬兰取消分科教学的新闻在教育界引起轩然大波，STEM+也被认为是取消科学分科的前奏，参加完这次会议后，我认为这个观点是片面的。以化学学科为例，它本身所有的研究物质的结构、性质与运用的属性是其它学科所无法取代的，它对培养学生动手进行物质间反应的实验能力、以及认识物质间反应原理、从微观层面认识物质宏观性质的思维是其它学科也无法给予的。作为一门自然科学，我们应该思考如何将化学更好地融入STEM+课程，而不是将化学知识一股脑儿倒入课程中，为了彰显STEM的优越性而牺牲化学学科本身所具有的功能、价值与魅力。
化学组（刘佳洺）：
经过这次上海STEM+峰会我有很多感想。STEM课程的提出相比之前确实是理念上的进步，然而一个理念的实施需要各种细微的执行配和。我想起了孔子所说的因材施教。学生各不相同，学生探索科学的方式也各不相同。STEM课程是基于全班同学一起的探究的课程，有些学生可能比较内向，喜欢独自思考一段时间后再去分享，或者他喜欢自己不断的探索去思考，虽然探索的过程很慢，但那样一种方式适合他，他能够掌握更多的知识。而有些学生思考得不够深，但他的强项是利用各种信息来完成项目。两种思考的深度不一样，所用时间不一样。那么作为项目主持人的教师给学生探索的时间是多少才合适，怎样的引导是对学生最好的。学生之间怎样的一种交流方式才能让每个学生充分发挥。
其次，我想到一个广告词：创新无处不在，STEM课程跟创新很接近，因为这也是一种创新的课程。既然创新无处不在那么它就会有以下两者相互影响，第一：家庭教育，第二：高考制度。先说第一，创新如果只发生在课堂上那是远远不够的，虽然STEM课程主打的是学科间的融合，但是他的创新思维绝不是仅仅形成于课堂，从小的家庭教育以及生活中的各种创新思维会推动课堂探索中的创新，所以我觉得这也让家庭教育与学校教育更拉近了一步，只有两手共同营造创新氛围，学生才能不断提高自己的创新思维，更好的接近STEM课程的培养目标。其次是高考制度，江苏省的高考制度也在不断的改革中以求匹配学生的素质教育。而今大部分地区大部分家庭还是以高考为重，考试为重。如果以此为目标去上STEM+课程，我想学生会觉得占用他们很多做作业的时间，从而完成的效果大打折扣，这样也只是会形成完成任务而去做项目。
综上所述，我认为上好STEM+课程有以下几个影响因素：1.学生对此课程有明确的认识，不以完成任务的方式去认真探索、合作和交流项目，生活中也有意识的培养自己的创新意识；2.教师充分体现因材施教的理念，观察每个学生探索和思考的方式，评价体系多样化；3.家庭教育要与学校教育相结合，创新项目的探索不仅在课堂还延伸到生活和家庭中，父母应理解并支持学生的探索。
物理组（孔琛）：
近年来，世界范围内科技教育研究者们，越来越意识到在实际的社会分工中从事技术和工程的人数要远远高于从事科学和数学的工作的人数，而学校教育却更加偏重科学和数学的教育。这一种教育的反差现象，在中国尤其明显，我国的课程体系中，有关工程和技术的课程受关注程度不高、比重又很低，所以才有了如今STEM教育在中国的广泛推广。在大会的开幕式上一段精彩激昂的视频告诉了我们STEM教育对中国教育、对每一个孩子的重要意义，鼓舞起了我们满腔的热情与期待。
什么才是STEM教育？两天的会议给了我许多种答案，也给我带来了一些思考。我们通常说到STEM教育，常常能想到的是许多创客、手工课、乐高搭建课程等等，但当我们真正去接触STEM时会发现，这一类课程更大程度上可以称之为“知其然”，你只需要知道它是怎么做出来的就可以了，这比较适合低龄部分的学生，属于启蒙性教育，例如小学和初中。但STEM教育在高中的进阶性教育，学生不仅仅是要知其然，更是要“知其所以然”。学生需要了解其中的原理是什么，需要去掌握其中的技术，需要有一定项目管理的能力，甚至需要学生自己去创造出属于自己的一些东西。正处于青春期的孩子们，急需认同感、需要标新立异和独特感，想做一些更加成年人的东西，所以他自己本身对启蒙类课程也会有一些抵触，所以进阶性课程对于他们来说是更为必要的，让他们通过这些课程知道怎样才能自己创造出来一些东西。
因此，我们去了解去探索STEM教育并且真正想把它实施到高中课堂中去时，面对精彩纷呈多种多样的课程内容与形式，要去研究真正适合高中学生的探索性课程，并不是随手拿来别的学校或是机构的课程就可以使用的，对于这一点我们还有很多要做。
物理组（赵欣）：
这次去上海感受到一个开放的年轻城市对创新型教育的无限憧憬。STAM+作为一种全新的教育理念，必须承认其更符合孩子的成长。但它的推行存在一定难度。考核机制无法制度化、对学校经济要求非常高是最难解决的问题。上海有利的资金条件和与外界融合的发展性眼光才能敏锐的捕捉住这种具有未来发展潜力的教育。与会时，我着意聆听了引入课程的高中的课程进展，主要体现在拓展课与综合实践课上，和我校目前实行的教育课程相同。可见先进的理念虽然推行困难，但不断努力、不断推进改革，总会一步步发展起来，并取得难以估量的影响。
生物组（赵亚萍）：
此次上海STEM会议之行，收获良多，结合本学科具体情况，主要有以下两点思考：
一、目前STEM推广有什么限制？
学生在完成常规课程的情况下，多花费自己的时间和精力来参加STEM，可以在知识、能力等综合素养方面得到提升，但是在评价体系上有所欠缺，现在STEM项目现在只是在上海部分地区推广，处在一个初级阶段，常州地区甚至全国也缺乏一个统一的评价体系，缺乏奖励保障！这样学生的参与积极性就会降低，我们自身推行也会花费精力却并一定能得到很好的效果。
二、我们能怎样将STEM思想融入生物学科？
STEM教育就是培养学生科学、技术、工程和数学综合素养的教育，主要关注科学的交叉融合，我觉得将我们自己的“综合实践课”稍加改进就可以较好地体现出STEM思想。生物信息学最近发展趋势非常好，特别是在大数据时代的基因测序等都为分子生物学、细胞生物学的发展注入了新鲜活力，成果也都发表在Cell、Nature等世界顶级刊物上。我们就可以结合生物模型如细胞、信息编程做一些实验（做一些创新实验可能难度较大但是可以设置一些验证性实验，只要体现出思想即可）。或者结合生物、化学、地理学科做一些空气质量检测优化、水质检测优化等实验，都可以体现学科融合观点，让学生在解决问题的时候注重多角度分析，利用多学科知识解决一个问题，从而增强学生的综合能力。
这些纯属不成熟想法，自己知识面、想法、眼界都较窄，烦请大家指出问题之处，以便改进。
生物组（万蔡琳）：
在STEM+课程上海峰会上，印象比较深的是有两个中外教师直接把STEM+课堂搬到现场展示。中外教师同台上课，擦出了很多思维的火花，让人耳目一新。虽然中外教师教的课程内容不同，但他们的课都有一个共同点，那就是在他们的课堂上，学生都很忙！
在Donna教授《恒星的生命线》的课堂上，学生们都在欢乐地吹气球，用不同颜色的气球，代表不同类型的恒星，在不同的时间轴时，用吹气球或针刺破气球的方式模拟恒星的生长与消亡。遥远宇宙中恒星的一生，通过这样的方式被幽默展现，课堂是生动的，我们研究的问题也迎刃而解，因此，在教学中我们多以活动的形式展开，可以在动手探究中认识科学真理，让学生爱上这门学科。
在祝俊风老师《设计水净化系统》的STEM+课堂上，学生分工协作，纷纷化身“水质检测员”“设计师”“工程师”……这一检测，就发现了不少问题，有小组设计用气压加快水净化速度，不过，他们发现，气压大了，接口就开始漏水；还有小组想利用明矾净水，却发现明矾的加入导致水的TDS值在净化后反而变大了……我想，在STEM+教学中，包括在我们平常时的生物教学实践中，应该多鼓励学生有自己的思维和设计想法，有时我们明知道这样的设计是无法成功的，但还是会让他们尝试，让他们自己发现问题所在。在不断尝试、讨论、改进之中，STEM+课堂才真正体现其意义所在。STEM+课堂很热闹，但课程的设计背后有着一套完整逻辑链，通过引发学生的兴趣，围绕问题进行探究，并尝试解释和评价，通过这些过程训练学生的科学思维，在实践中提升学科素养，是我们在设计教学思路时需要学习和借鉴的，这次会议让我收获很多，更明白了课程设计背后所要坚持的，创新。
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