STEM&STEAM教育：我们被“忽悠”了吗？中国教育装备采购网围观1462次我要分享我要投稿
　　在全球化和信息化时代，各种教育的新概念接踵而来。近两年，来自美国的&STEM&以及升级版&STEAM&，不仅在一些学校和教育培训机构被推得火热，在教育部的文件中，也将其作为&跨学科学习&的新模式积极鼓励。那么，美国中小学教育的STEM 和STEAM的实质是怎样的?这概念在中国为什么这么火?本期《成长你我他》，我们特邀教育学者梁国立、科学教师陈耀以及全人教育学者林志敏共同解读，作为中国政府教育主管、学校教师和家长，对于&STEM&或&STEAM&教育的火热，可以有怎样的冷思考?
　　1.理工科的内容为什么用STEM和STEAM的概念被提出来呢?
　　梁国立：STEM这个词，S(science)是科学，主要是自然科学;T(technology)是技术，尤其是信息技术;E(engineering)是工程，M(Mathematics)是数学。STEAM多了一个A(art)，是语言艺术、视觉艺术和表演艺术。而STEM和STEAM两个词都有实实在在表征的意思：STEM指植物的&茎&，以形象的记忆，是把这四个学科当作学校教育的&骨干&;STEAM的中文是指&蒸汽&。
　　从历史发展来看，美国过去是制造业强国，上个世纪初尤其二战之后，主要因为全球贸易，美国的制造业逐渐从北方移到南方，再从南方移到南美，移到亚洲，九十年代更多移到了中国，这个过程，导致了美国制造业的空心化。最近几十年，美国的基础教育、高等教育更多强调的是领导力、交流和沟通等人文学科。但是，2008年前后的金融危机，让美国人意识到，如果没有制造业的支撑，金融无法单独运行下去。于是，美国社会开始考虑：美国制造业需要回归。具有代表性的是2005年有一本书叫《地球是平的》，里面提到，每年从理工科毕业的大学生人数，中国和俄罗斯要远远高于美国。之后，从小布什总统到美国国家科学学会都开始考虑积极应对反思这个问题。2012年，在奥巴马第二任期间，由美国教育部明确提出要求，要把STEM作为学校学科教育的主要内容，认为美国要保持长期繁荣发展，就需要制造业的回归，而基础教育就需要为制造业的回归提供人才的准备。
　　被称为&具有跨学科、创客思维&的STEM或STEAM教育，与传统的数、理、化等课程，有什么不同?引进的教育概念被积极推动，其背后的原因是什么?一线教师对这此现象又有怎样的解读和看法呢?
　　2.一线教师如何看STEM教育?为何在中国这么火?
　　陈耀：我听到STEM这个概念是前年，国内很多学校都开始搞STEM教育，或号称以STEM教育为特色。我觉得，目前国内对这个概念更多的可能是一种炒作，很多学校是为了出政绩。实际上，科学教育在中国的大部分地区都非常薄弱!科学教师在小学是不受重视的。举个例子：很多家长有没有把科学这门课当作孩子发展的核心课程?现在各种培训班满天飞，但科学培训班几乎没有，就算有也是门可罗雀。可能大家都认为，在小学阶段，科学与升学不挂钩，于是就不重视。尤其在中西部地区，有些地方学校的科学教育甚至就是零，我曾经在湖南的一所学校看到他们一屋子的，比城市还好，但他们的科学课就是开展不起来。实际上，很多人没有意识到，科学课是会影响学生未来发展的，当然也就牵涉到中考和高考。科学这门课，在我们的小学里不叫科学课，叫自然课，以前因不受重视，常常是学校里一些退二线的老师拿着一本书来念而已。
　　那么，都是理工科，STEM教育与传统&数理化&有何不同?两者差距还是很大的。STEM教育更侧重于技术和工程，要把科学应用到生活中去，就像梁教授所说，它是为美国国家发展培养需要的人才而设的。这个概念到了国内之后为什么突然得到了重视?我认为与李克强总理前两年倡导&创客教育&有很大关系，这是一个好事情。可是现在，我发现一个很大的问题是，STEM教育却被很多人等同于机器人教育，很多推STEM很火的教育机构，实际上都是做教育的。
　　目前，我们正在做的&一千零一夜家庭科学实验室&，其实本身就是一个中国版的STEM教育。为什么我们这个项目没那么火?因为它是一个公益性的项目。不像乐高，它的机器人一套就七八千元，教育机构在推送过程中能产生利润。因此，我最担心STEM被商业利用，STEM教育不应该等同于机器人教育。
　　梁国立：我很同意陈耀老师的观点，实际上，在我们的基础教育里，科学教育是非常非常薄弱的，甚至有些地方就是零。我认为更多的原因，是大家都不知道应该怎样去做。中国的科学课也是有国家标准的，我们可以横向比较一下美国免费与全球分享的《下一代科学教育标准(2013年)》。中国的科学课是从小学三年级(8岁)开始的，每两年一个标准(2017年教育部新颁布的小学科学教育标准是从一年级开始了，但仍然还是每两年一个标准，约5万字)，实际上并没有能够给老师和学校以性的帮助和指导。每两年期间，学校有四个学期，每个学期该教什么?国家的课程标准，并不能告诉学校和教师。站在国家标准和学校之间的，是教材出版社。学校和教师不得不照着教材上课，要不就不知道是否可以实现国家课程标准了。而下一代科学教育标准是40万字，每一年级都有十分具体的内容，且从5岁开始，与中国相比从开始的年龄就有差距。在内容上，美国的标准不仅把自然科学的学科都都涵盖其中，还打通了各学科的核心概念，并且学了之后要强调应用。同时，还要根据孩子的不同年龄阶段，什么样的年龄有什么特点，也就是基于&人的终身发展&这个学科，与科学课的内容要相匹配。更重要的是，有了前两者的依据，你用什么方式去教呢?也就是当你知道了学科内容，你知道了孩子不同的发展阶段是如何学习的，就要与教法应该匹配。在这三个维度下，去设计课程标准、去实践，其效果与仅仅从一个维度考虑，是有很大差距的。也就是说，要考虑三方面的内容：第一是学科本身，包括学科之间的关联性;第二是要结合学生不同年龄的特点;第三是根据前两者，考虑采用什么方式去教授学生。
　　3.为何从STEM到STEAM多了A?我们被概念&忽悠&了吗?
　　梁国立：从STEM升级到STEAM，是因为在美国学校里，除了理工学科，还有很多教语言、艺术、的老师，他们会说：难道我们不重要了吗?我们的学科也不重要了吗?因此梳理下来，就会发现，学生在做STEM学科的时候，无论是阅读文献还是写报告，都会涉及到语言的应用，你要创新，也要涉及到音乐、美术等因素的影响，因此，就加上了A(Art)。应该说，这是美国STEM在落地过程中，因为遇到了来自美国教师、家长以及学科专家的反弹，而反弹之后，就产生了STEAM。
　　因此，实际上STEM是美国根据美国国家发展，对美国现有基础教育课程的一个&补丁&，而STEAM又是STEM的&补丁&，等于是&补丁&上的&补丁&。当我们把这个逻辑梳理出来了，自然就要问自己：中国推广STEM或STEAM概念，是因为我们的制造业要像美国那样回归吗?还是制造业继续保持的同时还要升级?这是其一;第二，我们的基础教育，是把美国&补丁&的&补丁&打过来?还是说我们需要重新梳理一下?实际上，一些看似时髦的概念，第一，它不会长久，因为你不知道美国是否会十年、二十年一直在推这些概念，你永远跟在人家后面吗?而且时间一长，大家可能都在做表面的文章，却并不能帮我们真正解决基础教育的问题和自己国家发展的问题。
　　因此，要解决自己的问题，我们需要一个整体的顶层设计，而这个顶层设计，就要根据前面提到的三个维度：一是学科内容和学科之间的关联性;二是结合学生不同年龄的特点;三是采用什么方式教授学生。我们要意识到，STEAM它只是学科内容，包含了科学、数学、工程、技术以及语言艺术，音乐、美术等，它并不是方法;第二，美国《下一代科学教育标准(2013年)》，不仅包含了学科内容，还包含学科之间的关联，以及它们在实践层面的应用。重要的是几个学科之间的关联，这与国内传统上对数、物、化的认识没有学科之间概念的共用或共识，是不一样的，这也是国内把STEAM当作&跨学科学习&、&创客教育&的代名词的原因。但是另外，在教法方面，美国的科学教育标准虽然提出了希望和要求，但是教师依然可以&照本宣科&地教，也可以采用&项目式学习&或者我们提出的更系统&真实的学习&的方法去教，几者效果是完全不一样的。
　　如果我们没有意识到以上问题，面对来自国外来的新概念，很容易就接受了、贩卖着人家的概念，若干年之后，回过头你会发现，我们仍然继续接受着、贩卖着别人的概念，做着人家的事情，而我们自己的孩子，却依然不知道该怎样去思考，不知道该怎样做明辨性思维、怎样做价值判断。
　　陈耀：说到进行教育，其实我们连合格的科学老师都很缺，而能够以科学为核心，跨学科教学的老师就更加少!而在我们实施&一千零一夜家庭科学实验室&也就是中国版STEM教育的过程中，我们可以看到它与传统&数理化&有很大区别。相比较而言有三方面不同：第一，它加强了与传统文化之间的融合，不仅包括了语言的，还涉及到传统文化的内容，只要是我们的生活接触到的，甚至是从古至今延续下来的，都可以涵盖其中，这是第一;第二是它的延展性，可以从课堂延续到课外，时间跨度可能是几天、一年、两、三年，我有个学生研究&冰菜&已经两年了;第三是它的逻辑性，这些实验都侧重于事物之间的质疑、分析、推理。以上这三个特点使&一千零一夜家庭科学实验室&虽然没有商业机构在推广，也依然具有很强大的生命力。
　　目前在中国学校，要推广关于STEM或STEAM的学习，我认为最大的困难是观念问题。第一，我们能不能接受这样的教学方法?第二，教师为什么愿意去做这样的事情?只有教师有动力，才会想出各种办法去实施。我认为，整体的解决的方案，第一，需是要全社会共同努力，营造一种环境，政府和学校要乘着大势所趋积极有所作为;第二步，要进行师资的培训和培养;第三步，最重要的是创建课程。课程要本土化，而不要动辄引进上千、上万元的昂贵课程和机器人项目，不要被商业利用。我们国家地大物博，比如都江堰、长城都可以作为课程研究的项目，如果没有自己的课程，一切都白搭。
　　4.面对教育的新概念，我们如何拥有更适合自己的教育理念和课程?
　　陈耀：目前，我们自己推动的&一千零一夜&已经形成了一个系列，首先在课程方面，我们设计了家庭实验的操作指南，让三年级的孩子在操作指南的引导下，可以开始自己的家庭实验的项目研究;第二是老师根据学校里的科学课程，教给孩子一些技能，让孩子学会想问题。我们的课程涉及的范围很广，我会带孩子去周边是大自然里，比如我们学校周边有丰富的水系，学生们观察湖水的变化，比如进行飞行器的研究，从蒲公英，到航模等等。最近我们启动了一个&阿拉丁神灯&计划，目的是想把全国几百所学校的老师们联络在一起，共同推进&一千零一夜家庭科学实验室&项目，这是我们自发地、自下而上地进行的教育改革。我相信，教育未来的希望应该是自下而上的改革，这是我们正在进行的努力。
　　梁国立：弗吉尼亚理工大学教育学院的院长Carol Mullen博士，在我们2013-14年度会议上，关于全球教育，她介绍过三个概念：第一阶段是Local(本地化);第二阶段是Glocal(全球的本地化或本地的全球化)。第一个阶段(本地化)是处于农业社会，依靠自己的村庄和社区就基本可以自给自足。而第二个阶段(全球本地化)是工业社会，虽然看到了全球，但大家主要还是从自己的位置来考虑问题：我怎么样来做全球的生意?我怎么样培养自己的孩子?我培养出的孩子有什么样的工作机会?因此就出现了两个世界上非常流行的说法：我们为什么做全球(或国际)教育呢?一是基于国家安全，二是基于工作安全。也就是，我们国家的孩子肯定有工作，如果有更好的工作也是我的，换句话说，就是我们国家更强大，不会受欺负。而这两个出发点还是站在自己的本位。
　　而第三个阶段概念就是 Global(全球化)，这与前两者就不一样了。就如我们的习近平主席所讲到的，我们是&人类命运共同体&，因为人类经历了几百年的工业社会之后，特别是的交通和，已经把地球都连起来了，出现了&地球是平的&、&地球村&的概念，人类要面对今后共同的挑战，就必须有新的视角。也就需要重新梳理，无论是美国、中国的学校，无论欧洲、非洲、拉丁美洲的学校，有没有一些可以共同学习的东西?如果有，那又是什么呢?基于这个考虑，我们提出了&邻家孩子&的概念。就倡导：作为成年人，我们无论那个国家、无论什么样的社会阶层、无论什么样的宗教背景，要把不同学校、不同城市、不同民族、不同国家的孩子当成自己&邻家的孩子&一样，都应该鼓励我们的孩子在一块学习、玩耍、发展，只有这样一起长大的孩子，才有可能解决我们成年人现在解决不了的问题。
　　因此，去年6月份在全球教育共同体的国际会议上，我与刘可欣校长在会议报告中，就共同明确提出了&和平之光&的课程，英文叫做FLAMESof Peace TiME，意思是&为了和平时代的课程&。FLAMES的第一个字母F，是指与金融相关学科的知识，金融在人类社会积累的学科体系里，是真实存在、且非常庞大的，它又支撑着商业管理等等很多其它学科。虽然各国的学校教育里，会出现教给孩子们通过钱币来算术，通过钱币的名称来学习语言，但仅此而已。我们为什么不能够同时教给孩子、金融学?为什么货币在人类社会里非常重要?就因为它承载着价值判断的意义。当我们计算钱币的时候，我们实际上也在进行价值观的教育，而且落实在每天的日常生活里。但我们并不应该因为我们每天都接触，就认为不需要教，或者我们就不帮助孩子建立这部分的知识架构。
　　第二个字母L，指Legal和Law，Law是具体指某个国家、某个地区的法律，Legal泛指法律和规则。目前各国的学校教育，都强调合作学习、小组学习，但是孩子们之间、人与人之间肯定有规则的，哪怕孩子们打沙包、跳皮筋、玩纸牌都是有规则的。这些规则是不是大家都喜欢?当有人不喜欢的时候，我们怎么样去改变规则?我们改变规则的程序应该是怎样的?改变了规则之后怎样去尊重它?这一部分的知识、能力，我们从来没有在基础教育里架构起来。但是，人类命运共同体，如果这部分做不好，大家在一起可能整天就得打架，甚至战争。
　　A指Arts,包括了语言艺术，语言的多种表现形式，美术、音乐、表演艺术、表现艺术等等，还包括哲学。M指数学(Mathematics);E指工程(engineering);S指科学(science)。要注意的是，这里的科学分为两大部分&&自然科学与人文科学或社会科学。人文科学是关于人的、社会的，在法律规则的部分，如果没有社会科学的积累，单独讲法律是讲不了的，这些学科都是相关联的，虽然，社会科学存在意识形态和国家的差异，但我们为什么不让孩子们之间互相学习呢?比如，让美国孩子学一学中国是如何待人处事的，有何不可?
　　Peace我们用了第一个字母P，是Physical activity，指身体活动。如同金融和法律规则，身体活动在STEM和STEAM里面都没有，但无论哪个年龄阶段，无论哪个国家的学校都不能避免。TiME的第一个字母指技术(Technology)，TiME的里面最后两个字母是me，是指&我&。因为前面所有的学科，最后一定要落实在&我&这个&个体&上。要认识到&我是谁?&&我要干什么?&&我与周围的人如何相处&，这就落实到了&本体&上，这个&本体&与另外的&本体&共同处理事情。以上梳理的这些学科内容，就是我们基于全球发展，人类命运共同体，我们提出的&学校教育应该教些什么?&的认识。
　　有了学习的内容，要如何教给孩子?就又回到我们之前提到的&真实的学习&，因为知识性的东西、学科内容的东西需要在一定的情景下，而且对于每一个学习者来说是有意义的情景下，它才是有意义的，你才会记住它，你才会去用它，才会去创新改进它。
　　5.教育创新，是理念更重要?还是方法更重要?&真实的学习&要如何学?
　　林志敏：我又是欢喜又是忧，忧的是，我非常同意梁教授指出的STEM和STEAM其实只是个&补丁&;喜的是，看到这么多人在努力推动教育改革。而我们会不会被&忽悠&?真是值得探讨。我个人认为，在教育改革过程中，方法论很重要：我们到底是要本土长出来的方法，还是去拿人家现成的方法?仅仅拿&做法&，可能就拿到了别人的&补丁&。因此，改革如果要&借他山之石&，不是借鉴&做法&，而是借鉴做法产生的&根源&，也就是中国古代倡导&授人以鱼&还是&授人以渔&?教育当然要把科学知识教给孩子，但同时，科学精神是什么?科学精神就是实事求是，是去发现未知世界。我们如何有能力、有胆略发现未知世界而不是去抄袭别人?如果我们在传授科学同时又去抄袭，不就失去科学精神了吗?又哪里学得到科学本领呢?
　　科学精神的本质是敢于探索、敢于创新、敢于失败，陈耀老师那样走前人没走过的路，即便是学校不重视，但他觉得有价值的事，就去努力推动，这就是一种科学精神!目前，我们教育普遍的功利化，科学课与升学不挂钩就不重视，教育机构被经济利益所左右，大家都被&高考指挥棒&指引着往&独木桥&方向走，后面还有什么改变的可能性?!更不要说能看到未来的价值，敢于去尝试。因此从本质上来看，STEM是一种课程方法?还是一种价值导向?如果它对我们的价值导向没起到任何作用，它只是美国价值导向下的一个方法，就如梁教授所说，它就只是个&补丁&了!如果科技高举了科学主义、科技主义，人变成了科学的一个工具的话，本身就是教育的倒退。我们要成为科学的先导者，就需要创造一种价值、一种理念，要理念先行，把人的价值放在第一，那才是真正的教育改革。
　　于是，我们是在理念探讨之后，通过实践来印证这些理念。我们的这个教育实验规模虽不大，但很深入本质。为什么这么说?因为我们看到教育必须回归家庭，是家庭的需求构成了教育的需求，而现在教育改革很大的阻力是来自于家庭，是家长的问题，因家长受了过去的教育造成的。因此，从落地家庭去变革教育，是很重要的。但家长不是专业的教育工作者，如何参与到课程改革中?这就是问题的关键!我们首先要教育家庭、教育家长，建立起这个教育体系，慢慢才能影响到孩子。因为家庭是很重要的学习场所，家长的每一句话都在影响着孩子未来的方向。如果家长自己没有把握好方向，就很难给孩子带来好的影响，甚至起到反作用，学校的影响不是事陪功半么?
　　所以，我正在进行的教育实验与梁国立教授不谋而合，他提到&邻家孩子&，我们就是倡导家庭的互相联结，在我们的实验课堂里，至少有一半以上的家庭有家长全程在实验课堂参与学习。要让学校教育与家庭教育完全结合，只有让家长全程参与学习，才有能达到，因此我们的课程是包括有家长配套的学习。我们的项目式学习，与梁教授提出的&真实的学习&完全是有共鸣的，&真实的学习&就是要回到生活，如陶行知先生所说：教育即生活;或杜威所讲的：生活就是教育。我们实验的课程，都是先提出生活中的问题。比如我们让家长来设计一个课程：&臭臭到哪里去了?&为什么提出这个主题?我们往往只关注&吃&却不关注&拉&，孩子们从小只知道大人帮他们把&排泄物&处理掉，婴幼儿是可以的，但是他长大后呢?如果他从小不去了解这些，他长大后就不懂得如何负责任。
　　孩子说：&臭臭到马桶里了。&我们继续追问：&到马桶后接下去呢?&他们说：&到地下去了&。那我们还要带他们接着追寻，从下水道、排污管一直到污水处理厂、垃圾填埋场，整个过程就把环境意识、可持续发展的概念带入到家庭，包括垃圾分类，垃圾处理等，同时把化学、物理、数学都融合其中让孩子学习，包括金融，费用的计算等，同时把人与人的关系、环境伦理也引入，这样学习不是根据课程表，而是打破学校的围墙，让他们学到真正的知识。
　　学习的过程中，还要让科学与价值接轨。如何接轨呢?就是与孩子的生活，与他自己的感受完全接轨。就像&臭臭到哪里去了?&&&&臭臭&在你身边，你的感受不好，可是放到别人身边别人感受也不好呀!这就触及梁教授提到的&ME&&&关于&人&，这个&ME&不是&个人&，而是整体的&我&。一个人学到的知识如果脱离自己，就无法应用知识去解决问题，这个教育是空泛的。我们看到很多学校里课堂上知识的灌输，只是与考试、成绩有关联，考试完毕就遗忘了，就是因为与他自己的感受和生活没关联。
　　而知识与自己的连接，不仅仅是当下的自己，更重要的是与未来的&我&。所以我们会跟孩子说：你未来会长大，会成为父母，还会成为父母的父母，把终极性的思考带给孩子们，与将来自己要成为什么样一个人，都联系起来，这样的教育才是真正完整的教育。如果脱离了这个，教育都是分裂、碎片化的，难怪孩子大学毕业了却把知识都忘记的原因，是学的时候没有与未来联系起来。所以，我们教育的改革不是改变一个方法，而是改革理念&&我们要培养完全的人，全人教育，这才是教育改革的基点。正如梁教授提到的，这是一种，也就是先有了从全人类角度考虑问题的价值导向，然后再去设计课程，以及采用&真实的学习&的教法。
　　梁国立：的确，因为当你有了这样的顶层设计、顶层架构，可以放到不同国家，不同社会的生态进行检验的时候，你会发现，我们需要并且可以拥有共同的追求、共同的价值观，就是&人类命运共同体&。所以，之所以我们今天要谈STEM、STEAM，实际上是要清醒地梳理一下我们国家学校的课程究竟是怎样的，是不是可以满足中国复兴的需求?是不是可以帮助让这个地球变得更好?而美国、欧洲的又是怎么样?当我们有清醒认识的时候，我们就不会跟风，才能更好地使用人类发展至今共用的好的东西。在面对教育的新概念、新浪潮的时候，辩论不是我们的目的，重要的是我们要清楚自己该做些什么、怎么去做。
来源：华语广播网责任编辑：李瑶瑶
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STEM教育在中国
STEM教育正在从上海风靡全国。正如万历年间，徐光启与传教士利玛窦将《几何原本》翻译到中国，经由上海传到全国。STEM，是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）四个词的缩写，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。21世纪，在国家科技竞争力的比较中，获得STEM学位的人数已成为一个重要指标。在去年11月，美国奥巴马政府还明确表示，将特别放开获得STEM学位的留学生留美工作的限制，并将在未来10年内，再培养10万名STEM教师。“没做STEM教育时，我天天做科研，有女孩子问我，‘你天天做那个有啥意思？’STEM云中心，让我的社会价值大大提高。”在华东师范大学一间学者和老师经常聚会的茶馆，上海STEM云中心的张逸中主任对记者说道。两年前，上海STEM云中心成立，STEM教育由此进入中国，这位创客博士也完成了从技术宅到STEM课程设计者的转身。“新车间”：从创客文化到STEM上海的地铁，座位上方的移动电视里，播放着乘地铁到“静安区长乐路站”就有一个创客空间的广告。第二天，我与一枚创客聊天。是这样开始的：“你称得上是一位创客吗？”“这个……不是！谈创客，还得说到它的渊源。”之前就有Hacker(黑客)和Geek(极客)，这些和计算机几乎同时诞生起来的名词。黑客和极客们热衷计算机，爱车库。美国传统，家家有车库，车库里有几十甚至上百种修理工具。1976年，21岁的乔布斯就在自家车库里成立了后来风靡世界的苹果公司。正是在这种车库文化的基础上，创客文化在美国火起来。创客(Maker) 是指将自己的创新想法转变为现实的人。2001年，麻省理工学院比特和原子研究中心发起的Fab Lab成为最早的创客空间。创客们声明，“发明创造将不再只发生在拥有昂贵实验设备的大学或研究机构，也将不仅仅属于少数专业科研人员，而有机会在任何地方由任何人完成。”Fab Lab的理念，带动了此后个人设计、个人制造的浪潮。2010年，李大维先生从美国回来，在上海开办了中国第一家创客空间——“新车间”。不到50平米的空间里，有着各种电路、电脑零配件和微芯片，所有零件都可以用来DIY。这是一个完全向公众开放的空间，每月200元，孩子和成年人都可以在这里拥有一个大小不超过50x50x50cm的储物箱。新车间里，有硬件高手、电子艺术家、设计师、工程师、DIY爱好者，跟你一起拆装电子和物理产品。“创客空间将虚拟世界和现实世界联系起来。”李大维说。在新车间的启发下，2011年，北京创客空间在中关村成立。一年后，“3D打印机”“创客音响”“数音堂”“防盗保险箱”等6个团队，在开放实验室中成长起来，在创客空间的助力下，发展为具备商业运作能力的创业公司。2013年年初，北京创客空间寻找到自身的盈利模式——“产品2.0管理公司”。所谓“产品2.0”，就是指小批量生产定制化产品的团队。但对这样繁荣的创客文化，张逸中还是有所保留。在与一些中学一线教师聊天中，他试图极力扭转大家对“创客”一词的滥用：“国内的大背景是，传统的从事科技创新的老师，都叫创客了，但干的活儿还是以前那一套。创客精神，其实是有分享、有创意，需要制作与实现，需要运用信息化等等。”2014年11月，李克强总理在杭州参加互联网大会，与大咖们的座谈中，这样评价创客，“创客充分展示了大众创业、万众创新的活力。这种活力和创造，将会成为中国经济未来增长的不熄引擎。”2015年3月，全国两会上，发展“创客教育”被写入了政府工作报告。从一位计算机爱好者，到华东师范大学计算机科学博士，再到成立STEM云中心，指导学生参加科技创新大赛，学生、评委、老师、课程设计者几重身份来回切换，张逸中拥有对教育的敏锐嗅觉。“其实，李克强总理关心的不仅仅创客的教育，还有创客的创业。他关心的不仅仅是0到1，而是1到1万的事情。”张逸中拥有极快的思维速度，转念想到，“创客教育的说法始终不妥，就像我们平时不说政治家教育，而是说培养政治素养的教育。”STEM教育在上海落地也不过两年，进入部分中小学的课表仅一年，而原来的科学教育弊病百出，尚需扭转。1976年，乔布斯和沃兹尼亚克在他们的车库里，和他们的第一台苹果机云中心：寻回失落的热情张逸中曾与“小诺贝尔奖”擦肩。十年后，当年的中学生张逸中已是华东师范大学计算机科学博士，他辅导上海交通大学附属中学的学生姚悦参加英特尔ISEF大赛，“十年后，问鼎了最高的国际大奖。所以我是蛮开心的，弥补了之前的遗憾。”在中国政府和中国科协的多方努力下，2000年，中国开始拥有英特尔ISEF（国际科学与工程）大赛的参赛资格。2004年，那时还是上海外国语大学附属外国语学校的朱元晨（现为哈佛大学在读博士）凭借一项可提高计算机图形能力的研究项目，问鼎英特尔ISEF（国际科学与工程）大赛最高奖项，并成为诺贝尔奖百年颁奖史上第一位被正式邀请参加的中国学生。说起这桩十年前的往事，张逸中眼神里还充满静谧的热情。他个子蛮高，穿着平昝的白衬衣，姜黄色裤子，完全不是你对理工男格子衬衫、满脸木然的印象。计算机科学给他带来过长久的兴致。2005年，中学时代的张逸中带到美国的参赛项目是关于提高计算机CPU性能的。“简单讲，在现有CPU上有大量性能都是被浪费掉的。那么，我就想，浪费掉的这部分，是不是能全都要回来。后来做了数学论证，我尝试加了一个小部件，重新设计了CPU的结构，即使开500个程序都不会卡。这个跟日本车的道理是一样的，同样一升油，可以多跑一段距离。原来CPU的利用率在20%到90%左右之间摇摆，现在可以稳定在90%以上。这个技术目前在英特尔里面是用到的。”2014年，张逸中博士负责指导姚悦项目的冲刺阶段。姚悦凭借一台光学计算机项目获奖。创意来源于一次美术课，“调颜色的时候，两种颜色叠加，会产生第三种颜色，姚悦提出质疑，光是不是也可以叠加颜色？如果可以，这个反应就是瞬间的。如果把这些光的颜色表示成数字，参与运算，这样一台计算机完成计算也是瞬间的。”道理很简单，做起来并不容易。无论是自己参加比赛，还是辅导姚悦参赛，整个过程，给张逸中的冲击很大。“我当年在美国，看到的很多项目在中国都是无法想象的。其实，我们的想象力是被压抑的。我们可能认为这些是高大上的，但我们都学过核聚变和裂变的原理，实验是有步骤的，不是瞎倒腾。”2014年，在上海比赛阶段，姚悦的参赛项目一度遭到评委质疑：在中国老师眼里，科学教育就应该是你搞个小发明、小创造，做个生活用品。张逸中印象最深的是，评委给姚悦说，“你是为了研究而研究。”这让张逸中看到基础教育阶段，中国科学教育观念的陈旧。“姚悦项目完全是一个大学生的思维。我认为这样一种方式，才是真正有价值的研究：从提出问题，到怎样解决问题，怎样建模，一步一步，给你呈现的是一个过程。评委反而不适应。”随后，张逸中便跑去游说上海科协，希望专家能够重新审阅姚悦项目。送去参加英特尔ISEF大赛，果然拿了大奖回来。2014年8月，在上海科协和华东师大的支持下，STEM云中心正式上线。这是一个集合了线上课程、线下活动、STEM能力测评、往期优秀科学创新论文检索的平台。真正做到了创客精神的核心：尊重原创基础上的开放。一年时间，STEM云中心线上线下有了30多个课程，诸如《暴风瓶中的气象》《发光的单车安全衫》《简易污水过滤系统》《神奇的力学导电墨水》《低温环境下新型建筑材料的探究》《能量怪兽》等。这些课程不同于以往在物理、化学、生物的分科教学模式，而是将科学、数学、工程、技术的思维溶于整个课程。英特尔ISEF盛会设计者的担忧：科学方法的缺失抽文：“《三体》的故事情节虽然比较扯，但它是我见过的科幻文学里科学逻辑相对严密的一本书。中国为什么不出好的科幻文学作品？与作者本身的科学素养有关，其次还跟想象力有关。”借助现有的上海云中心平台，联合上海市科协、上海市教委以及上海科技馆的力量，每年9月份，“上海市未成年人科学教育推广日”活动都会出现在大众视野。活动分为“科技园丁节”的STEM教育研讨会，“STEM嘉年华”的展示、挑战和咨询活动，以及“科学种子科普行”环节的参观重点实验室活动。展示区，有一节制作“属于你的DNA手链”课程，学生们最终会做成一个手链，把提取的DNA放在里面。用到的材料和工具很简单——盐、洋葱、酒精、研钵。上这样一节课，需要老师一步步引导：“首先，老师会问孩子，DNA在哪里？小朋友可能会说，在身上。DNA是干嘛的？是可以遗传信息、记录性状的。小朋友知道了，我长得高、长得矮，是它决定的。然后，DNA在哪里呢？每个细胞里都有。我们怎么样才能找到DNA呢？细胞里面有细胞壁、细胞核，细胞核里面有染色体，染色体里面住着DNA。”STEM云中心的课程开发团队里不乏生物学博士，让看似高大上的DNA提取实验变得简单易行。“就比如，我们说在房子里找一个人怎么找？先进大门吧，然后找到那个房间，再找到那个人。那么，我们怎么找到DNA呢？我们得先把细胞壁弄破，然后再把细胞核打开，把染色体和蛋白质分开，我们找到了线索。怎么把细胞壁和细胞核弄破呢，我们用研磨的方式。之后，放上氯化钠溶液，就可以把里面的蛋白质和DNA分开，DNA是不溶于酒精的。最后，DNA捞出来，放在瓶子里。”STEM云中心有二三十个老师，兼职或全职，来设计这样一门门课，也有一线教师参与课程反馈阶段，参照学生反应来完善课程。“目前，普通的中小学科技教师很难开发出这样的课程，因为科学方法的欠缺。”这种科学方法的缺失，不仅在课程设计方面，在授课过程中也大量存在。初中的一次经历，给张逸中很深的印象。“我跟随老师参加橡皮筋飞机大赛，看到另一位学生制作的橡皮筋飞机在天上一直盘旋，足足飞了一个小时，但我的只能飞十分钟。”后来才知道，那位老师从美国进口了一根橡皮筋，能多绕一百倍的圈数。“我们的老师多是经验式授课，‘调一调就可以了’，往往那些经验是不可积累的。”然而，在学习的过程中，学生非常需要科学方法的引导。比如那次，他的朋友——上海交大附中的彭禹老师，带学生去参加英特尔ISEF国际科学与工程大赛，一位外国老师问中国的学生，“我手里有是个不同种类的马达，要完成某一任务，你选哪个？”学生随便挑了一个顺眼的，或者自认为差不多的。外国教师很诧异，“你不该分析分析，这个是要完成什么任务，需要多大的马力？马达都是有参数的，你可以根据需要的马力，选择适合的马达。”“这是一套方法，所以国外的机器人做得好，但是你不知道他为什么做得比你好。如果只是靠感觉来做，那是做不出来的。”他从包里拿出一本书，是一本国外的标准STEM教材。“国内的教材更注重知识习得，而这个教材更注重方法。”如何分清楚STEM的每一环节——科学、技术、工程、数学？张逸中做了一个简洁的比喻：就像做菜，我们知道在标准大气压下烧开水，一百度才能沸腾，这个是科学原理。我们写一个菜谱，这个就叫技术。工程是什么？就是去炒嘛！就是有菜谱，每个人炒菜也炒得味道不尽相同。中国人做菜喜欢讲少许，这个少许就是口味问题，但是你如果造房子呢？你放沙子说少许，完蛋了。所以我们需要用数学去定量分析，才能保证每个东西都是一样的。“由于这些原因，我们的科技课也好，始终停留在原地。为什么我们把STEM贯穿到整个课程当中？我们通过引入一个真实世界的问题，用科学的方法、选择什么样的技术、运用什么样的工程方式，以及通过数学作为根据或支撑，来完成项目、解决问题。这个恰恰是我们目前很缺乏的。”推广日研讨会上，针对目前的青少年科学教育，上海市教育学会尹后庆会长也有此担忧：“学生虽然学了知识，但是没有掌握科学道理；学科分隔导致了知识碎片化，探究性课程的探究方法程式化，我们的课更多是在教学生固定方法；再比如，掌握了知识，但不了解科学伦理、技术伦理；学习过程中，我们的研究方法、学习方法没有得到充分的巩固等一系列现状。”这些点，正切中目前科学教育的要害。STEM教育中的人文思考既然目前的科学教育有那么多要做的事，把大把的精力投向此处，也成了张逸中和朋友们津津乐道的事。“没做STEM教育时，我天天做科研，有女孩子问我，‘你天天做那个有啥意思？’STEM云中心，让我的社会价值大大提高。我也受到启发，开展STEM教育过程中，要有人文方面的思考。”比如，制作“发光的安全衫”，就是出于对骑行者安全的考虑，才有此创意。安全衫装有感应车轮转速的传感器，会在背后出现相应的数字，防止交通事故。线下的活动，他们也开始注重结合中国文化。“我们之前做过一个探究：中国建筑的榫卯结构，为什么那么牢固？要用STEM的方法来解析。对它的解释是要有科学道理的，现在还是说不清。”在英特尔ISEF国际科学与工程大赛时，同样少不了人文方面的审查。比赛前，学生要先经过过两个委员会的审查，一个是科学审查委员会，一个是伦理道德委员会。“我们以前有个学生项目，差点被临时砍掉，就因为他是用了老鼠做实验。当然可以用，但是他会问你，是不是必须要用老鼠。”在ISEF大赛上，有一个“3R”原则：减少、替换和优化。减少使用动物的数量，尽量将使用的高级动物替换成无脊椎类动物，优化就是改善实验流程，减少动物痛苦时间。当我们刚弄清楚STEM教育时，也有老师不断提出STEAM教育，A是artist的缩写，代表艺术。张逸中也反问自己，“为什么不提STEAM？”“我还不想过早上升到这个阶段。”在国内普遍的现象是：遇到好的东西，就一哄而上，但是并没有真正弄懂它。很多学校来找STEM云中心，想要做STEM课程，“有的人只是饿了，需要一碗米饭，给他一碗红烧肉，未必是好的。”由于STEM教育的出口始终是走向信息时代的创新，课程设计有信息化的内在要求，学校一旦采用STEM课程，学生须具备起码的科学素养，学校需要有一定的硬件环境，以及师资，学校领导也并没有弄清楚自己学校做STEM 教育的目标，张逸中并不建议这样的学校盲目参与。教育出口的多样化“牛顿发现万有引力时，不过23岁。像姚悦这么大的高中生，正是最有创造力的时候。”说到这里，张逸中自己也觉得这话有点儿鸡汤，但很多创造力就是被这么抹掉的。姚悦比赛回来，已经是2015年5月，由于停课半年，即使参加自主招生，也要先通过高考。对那些试题越发陌生，而他对科学的兴趣日渐浓厚。张逸中和朋友偶尔小聚，曾给姚悦分析过，“如果他留在国内，会是怎样的情况？”大致可以猜到：他将接受体制内的大学教育，为了照顾班级里参差不齐的学业水平，被迫接受统一的教学，而后成为一个没有特色的人。张逸中担忧：我们国家一直在说需要‘拔尖’人才，但‘拔尖’二字从哪儿来？“要有多样化的出口。”他们给中学生开过一堂植物探究的课程，学校有一些信息化的要求，要用传感器。这节课讲完之后，学生可能会有两拨人分化：对植物感兴趣，就去学生物学的课程。也有人说，想要做这样一个传感器，就是工程学的东西。到最后，这些一定是分开的，出口也是不一样的。课程设计之初，要能为孩子不同的兴趣提供不同的出口。“如今，大学取消了保送制度和加分制度，完成了我们多数人以为的公平。而实际上，我们也因此流失了大量的顶尖人才。”张逸中叹息。“为什么要让美国为我们培养这些顶尖的人才？即使有多样化的招生，没有多样化的办学，不给这些拥有特长和爱好的学生以开放的空间和平台，他们仍旧无法在国内的教育体制中成长。”那样一堂植物探究课程，最起码的是为培养学生的科学素养。如果学生有更大的兴趣，STEM就链接有国外的实验室，比如，这个暑假，他们就去了德国哥廷根大学的XLAB实验室的夏令营。英特尔ISEF国际科学与工程大赛的评审委员会，每位专家都是来自生物、化学、计算机科学、工程学、地球与空间科学、医学与健康等多个领域顶尖的教授，都是自费过去。“在国外，会认为是一种荣耀，在国内是看不到的。最难以改变的，还是整个社会对于顶尖人才的看法，以及他们的研究是否能被当前的社会认可。”转自《教育家》10月刊
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