爱华网一、STEM教育之我见
1. 从21世纪的结构看STEM教育
21世纪的结构，学科非常多，分化越来越细，但是主要有四大学科——脑与认知、计算机、生物技术以及纳米技术。世界权威研究曾预言这四大学科的聚合可能会再次改变我们人类的物种。其中之一的纳米技术使得人类能够在科学教育中实现原子级别上的动手制作。计算机技术使我们的世界已经发生了翻天覆地的变化，从某种意义上来讲，计算机技术造就了现在的时代，用一位诗人的话可以这样来描述：“这是一个最好的世界，也是一个最坏的世界”。21世纪的教育已经从知识教育到能力培养，再过渡到21世纪核心素养的培养。21世纪的核心素养受到了当前各个学科教学课程改革的高度关注。我认为21世纪的核心素养是信息素养和科学素养的交集，即科学信息素养。
图1 项华教授主题分享
2. 从科学形态演变看STEM教育
科学史奠定了两种科学的研究形态，一种是在科学研究中引进逻 辑、数学等理论，另一种是实物实验。目前已经出现第三种形态——计算。从这三种形态来看，数学理论是“STEM”中的“S”和“M”，传统的实物实验是“STEM”中的“T”和“E”。而新出现的计算形态是独立于数学、实验及科学理论的独立的形态，我们可借助计算形态解决遇到的问题。
图2 从科学形态演变看STEM教育
3. 从国家战略看STEM教育
目前，美国进入“新硬件时代”。“新硬件”指一切物理上存在的，在过去闻所未闻的人造事物；“新硬件时代”指以强大的软件、互联网技术为基础，以极客和创客为主，以硬件为表现形式的一种新的产业时代。创客教育的概念从广义上来说，是指一种创客文化（运动），狭义上指基于电子的创客教育。我国在2015年3月出台了“互联网+”行动计划，使得教育信息化再次受到了各界的关注。而计算机影响教育主要有两种方式：辅助和重构。目前仍有许多教师停留在用计算机只是辅助课堂教学的状态。想要发挥计算机强大的育人功能，必须出现新的教学法、新的教学模式，即实现课堂的重构。而创客的浪潮为计算机重构课堂教学提供了契机。
图3 创客教育的概念
4. 从深度学习理论看STEM教育
深度学习指个体深度加工信息、理解复杂概念的内涵、建构个人情景化的社会知识体系，以解决现实复杂问题的一种适应过程。深度学习的特征不仅强调动手，更加注重思维能力的发展。而对“思维”的理解也不能停留在以前的理解上，而应是一种“进化了的思维”，目前信息技术教育里面出现的“计算思维”就是不断进化的思维。
图4 深度学习与浅层学习的区别
二、STEM能力的培养策略
1. 将搜索引擎和探究作为学科融合的利器
图5 将搜索引擎和探究作为学科融合的利器
2. 基于项目式学习，创新学科与跨学科教学模式
无论是学科内部或者跨学科，都必须创新新的教学模式。在新的环境中如何组织教学，课堂中如何组织学科教学，新课程中如何组织跨学科教学等等问题都需要新的教学模式的提出和实践。
3. 借助学校创客教育架起学生与社会消费和生产的桥梁
在学校中建造创客空间，以此纽带吸纳不同的学科以及对此感兴趣有想法的教师，教师再将他们的创意推广到社会的其他群体中，从而逐步构建起学生与社会消费和生产之间的桥梁。
4. 加强教师的行动培训策略
纵观培训有两种方式，一种是以讲授为主、自上而下开展的方式，也是目前国家开展教学培训采用的主要方式；另一种是行动培训，即自下而上开展的，教师在工作中带着问题，采取行动研究的方式发展专业技能的培训。
“移动学习”教育部-中国移动联合实验室
MLlab
