国际视域下的STEM众筹式学习行动初探(二)

对STEM教育理念的重构

美国盐湖城教育科技初创公司Ardusat，是一家向K-12（从幼儿园到高三）阶段的学生们开放的，可以远程控制接入轨道卫星的小公司，很多加州的学校都利用它来进行科学实验。亲手实践操作近地轨道卫星有利于激发学生的学习动力，促使他们对科学、技术、工程和数学等科目更加感兴趣，目前针对小学和中学开放的科学实验项目包括测量地球磁场和监视大气污染状况等。基础课程和工具免费，付费用户可以自定义实验内容。

诸如Ardusat这样向教育开放的开源硬件提供商还有很多，而这类泛学科的跨界渗透模式，正在成为改变当今世界教育发展的真正动力。

1.“前逻辑概念”语境里的教育七大黑洞

在讨论21世纪STEM教育的时候，回溯教育的核心属性，似乎有些别扭，但如果我们从教育进化论的视角来加以疏解的话，这种后顾显然能凸显STEM对于教育的一脉相承特性。借用自然科学界不算普及的“前概念”定义，其对教学的影响而采取的解决策略看，归纳起来主要有：通过师生对话显示出学生的前概念；创设各种问题情境引发学生的认知冲突；以实验验证、概念重释、比较鉴别等方式纠正前概念中的错误成分。1959年威斯康辛大学提出的柯氏四层次训练成效评估模式包括学习者反应、知识迁移、行为迁移、组织影响四个层次。德国教育学家斯普朗格（1882-1963）曾经这样论述：“教育的最终目的不是传授已有的东西，而是要把人的创造力量诱导出来，将生命感、价值感唤醒。唤醒，是种教育手段。父母和教师不要总是叮咛、检查、监督、审查他们。孩子们一旦得到更多的信任和期待，内在动力就会被激发，会更聪明、能干、有悟性。”

由法国教育部顾问埃德加・莫兰（Edgar Morin）首先尝试以一种被他称之为“复杂范式”的方法思考世界与社会，进而对人、社会、伦理、科学、知识等进行系统反思，以期弥补各学科相互隔离、知识日益破碎化的弊端。他特别指出：这种“复杂思维范式”直接对应“在知识的传授中的七个黑洞（在初等教育、中等教育和高等教育中皆如此）”。包括教育无视知识范式本身的问题；人们不教授能够将信息和数据放到特殊背景中去的知识；被教育大纲所忽略的人的同一性；现阶段只是世界一体化的某个进程；人们需要教授的恰恰是不确定性（而非教授确定性）；传授人类间的理解；超越混乱状态的全人类伦理（地球文明）追求。

以上问题不仅提醒人们如何来思考知识的性质（就教育而言，应该同步重视信息指示错误的根源，实现自我批评式的知识反省，研究自我应付信息复杂性的能力）；也要意识到知识的领域在扩展的同时，也增加了它与无知的领域的触点。现代人都了解，确切的知识并不是那些在形式或数学程序上极端复杂的知识，而是能够将信息和数据放到特殊背景中去的知识。

“前概念”的诸多学术成果，从历史的侧面验证了STEM为什么会与“知学合一”、“做中学”形成太多的交叉，乃至于在境外，完全是一种自然的推演和不同阶段发展的产物。

2.思维科学对现代教育的迭代认知

思维科学（noetic science）是研究思维活动规律和形式的科学。思维学可以划分为三个部分：逻辑思维、微观法；形象思维、宏观法；创造思维、微观与宏观结合。从思维科学的观点来看，创造思维才是智慧的源泉，逻辑思维和形象思维都是手段。思维科学研究思维的规律和方法，其传统关注侧重有意识的思维、抽象思维（逻辑）、形象思维（直感）和灵感思维（顿悟）；思维科学的任务就是研究怎样处理从客观世界获得的信息。

现代科学的思维方式在现代科学发展过程中经历了巨大的变化，形成了与近代科学差异很大的新角度、新方位，从机械观思维向以系统观为主导的思维转变，强调认识系统的整体性、动态性、复杂性和进化性（或互补性）。思维科学体系作为一种综合科学体系，它所纳入的学科归类大致可以梳理出基础科学、技术科学和应用技术；20世纪50年代以后，各学科的多层次和横向渗透发展，尤其是计算机科学的诞生，为全面、系统地研究思维现象开辟了新途径。

思维科学对现代教育的迭代认知，构成了现代教育的开源趋势，也由此改变了知识传授是教育的主要诉求的价值观；诸如质疑、批判和考问、预测、解释、决定和说服……现代思维方式（学习方法论，包括逻辑进化概念结构、论证析解离散认知等）构成了现代教育的重要支撑。

3.STEM教育理念的重构元素

至少在美国，STEM的兴起是自上而下，从高校开始启动，这也就不难解析STEM教育理念，与其说STEM强调的是科学（S）技术（T）工程（E）数学（M），还不如说，STEM的亮点在于，第一次站在教育体系的视域，陈述了系统思维、工科能力、工程意识和哲学逻辑的重要地位。这其中，系统思维意在通过凸显教育的学术特性来探究科学（S）研究在教育过程中需要强化的位置。是一种途径协助人们从宏观角度了解系统，包括了整体结构、模式及周期。它关心的是整体及其各部分之间的关系。工科能力，意在通过对“工科”概念的重新解读来思考时代背景下突破知识的固化，实现知识融合，突破技巧局限的全新领会技术的核心价值。构筑工程教育的实践环节以突出能力训练的创新潜能开发教育。培养学生对科学新发现的洞察能力、协同能力、适应能力、自我更新能力和学科知识融会贯通的能力。工程意识，意在建立一套契合人才培养目标的工程教育管理模式、工程教育课程面向工程实践的素质培养；由此引申出K12工程教育及其与高等工程教育衔接的比较研究。

至于国内对K12层面的解读，也呈现出百家争鸣的盛况。其中，柳栋老师在去年和今年的STEM论坛上的发言成为旗帜标杆式的定义，得到了业内外的广泛认同。围绕技术技术教育，柳老师巧妙地结合STEM这个词，赋予STEM新的解读：根据科学的概念和原理――S，借助数学的方法建模与分析――M，选择相应的技术的手段――T，在真实的世界里通过工程的途径――E。

到了具体运作层面，中国国际教育交流协会及其青少年竞赛与指导中心与美、英、法等国的诸多教育学术机构建立了紧密的合作关系，将各类在教育理念上具有先进性、在学术上具有前沿性、在国际上具有影响力的青少年学科竞赛和交流项目推介给中国青少年，帮助中国学生走出国门。学生在扩展视野和知识面的同时，亦切身体验欧美教育理念及思维方式，更清晰地认识国际社会与自己所处的时代，更好地选择并规划未来学业和职业生涯。

以电子创客为主攻目标的景山学校的吴俊杰老师梳理出关于3Make（Make it Read， Make it Cool， Mske it togolltor）的流程，分别从电子环境元素、编程体系、材料区分、硬件结构和设计诉求等几个条线，对其发展沿革和脉络做了系统梳理。

上海的张江STEM CLUB的经验则站在教改的视角，侧重于STEM学习方法论和STEM实践平台的孵化实验。

（未完，待续）