于曉雅，計算機應用專業博士，副教授，北京教育學院信息科學與技術教育學院創客教育研究中心主任，聯合國教科文組織APNIEVE STEM+創新教育中心執行專家。曾于2015-2016 在美國弗吉尼亞理工大學做訪問學者。她曾在訪學期間深入當地中小學STEM課程一線進行現場考察，回國后又在北京中小學校實踐STEM教育，對STEM教育如何落地有自己獨特的做法。
于曉雅在美國進修時與當地師生的合影（左二）
先談問題
于老師是個“較真兒”的人，前不久在北師大舉辦的“中國教育創新成果公益博覽會”上，她把各地各校的展板逐一拍攝，然后按圖索驥，找到相關負責人了解情況，發現了一個普遍現象：展板上各種先進的新理念新名詞，被訪者大都能夠宣傳到位，但是在和他們交談的時候，很多人仿佛在說別人的話，而非自己真正的心得體會，尤其是一旦談到如何開展、實施等具體落地細節情況，不明就里的很多。
演講中的于曉雅
于老師不僅善于發現問題，而且勤于反躬自問。她認為，造成這種局面， 專家、教授的責任也不能回避。正是他們向一線教師們傳遞、灌輸了太多理念，而為教師們提供的“工具”——“支架”又太少，不足以保障他們實踐活動的開展。她介紹道，一些優秀的一線教師，也很想嘗試STEM課程，而且也有極大概率申請下來，但是一旦真的申請，卻又不知道從哪里下手，“所愿”與“所能”之間的巨大差異令他們產生了“焦灼感”。不僅如此，STEM課程編排的獨特性，也令很多學校領導茫然、困惑。所以，有些學校在開展STEM教育時，會讓提供方案的企業人員來主導。
于老師認為，教師、學校的困惑是正常的。教育不是一個又一個熱潮，應該正確認識熱門發展方向與教育本質的關系，理解從素質教育向核心素養的遞進表述中，逐漸接近的教育本質，最終目標是回答教育要培養什么樣的人的目標問題,想清楚這一點，就能認清STEM教育的本質，尋找有力抓手，使其成為中小學生創新能力培養和核心素養養成的有效途徑。
STEM的緣起
于老師認為，STEM雖然是美國首倡，但是美國的STEM教育在中小學一線的落地目前也處于起步階段，也是在大量的探索中前行。“STEM”這四個字母所指向的意義，美國也在不斷摸索。
上世紀80年代早期，美國政府最早推動了STEM教育，但是到2007年，它都是在本科教育階段推進的。其目的是為了吸引美國學生學習理工的興趣，增加美國理工科人才的競爭力。后來，美國人意識到，如果大學階段才開展STEM就為時已晚，必須前移到基礎教育階段，這樣才能培養起學生對理工科學習的興趣和能力。2015年10月7日，經時任總統奧巴馬簽署，美國《STEM教育法(2015年)》(STEM Education Act of 2015)作為一部聯邦法正式生效。
中美STEM的異同
美國STEM與中國的相比，存在幾點不同。
首先，作為政府倡導的項目，不急于把它推進到中小學去，而是通過大學、研究院所及教師培訓機構進行了大量的研究、論證和試驗，才逐漸向一線滲透。
從項目啟動到最終作為法律得以推廣，在這個漫長的時間內，其研究工作、實驗論證、案例樣本的數量之多可想而知，積累了豐富的理論、模型，為STEM教育走進中小學打下堅實的理論和實證研究依據，值得后來者借鑒。
而中國的STEM往往是廠商推動，直接把它“殺”向了一線課堂。很多時候，國內STEM直接采取“拿來主義”，復制美國成功案例，或直接引進國外專家進行培訓。這樣進展快則快矣，但是這里面的問題并未被充分地揭示出來，恐怕會有隱憂。
兩國在STEM推進上的快慢，誰優誰劣，目前尚不好判斷。但是有一點，就是教育不是熱潮，一浪又一浪，教育應當是經過實證研究的，扎實地一步步的推進的事情。
其次，美國在推進STEM過程中存在兩種路線或模式。
第一種就是激發學生對數理化的興趣。政府提供資金支持，把同一學區內的數所學校中的對理科感興趣的學生在某一時間點上集中起來共同學習。于曉雅介紹了一個案例，某STEM中心，曾吸引了22名高一學生參與(其中包括3名女生)。到高三時，僅剩13名學生(其中僅含1名女生)。最后，這13名學生全都被全美排行前5名的理工院校錄取。從中可以看出STEM實施的迫切性。雖然它還有很大的改進空間，但是如果不實施，恐怕連那13名學生最終也不會選擇學習理工科。這種模式給于老師的第一印象有點類似于國內的理科強化班。
于老師認為，比起美國，我國一直重視理工科教育，但是也存在著顯著的缺陷。我國的理工科教育曾經走入讓學生不斷刷題的誤區，固化了他們的思維，束縛了他們的創造力，讓他們失去了學習的興趣。美國的理工科強化班式的STEM，其強調增強學生興趣的實施路徑，對我國來說，也有很大啟發作用。
第二種模式是基于解決世界現實問題或真實情境問題，由此開展基于項目的學習，向學生傳遞應用的策略和方法，強調產品（非特指物、也可以是建議、方案）導向。這種模式更強調解決問題的思路、實際方法、工具手段，給學生帶來的提升是多方面的。即使學生以后不學習理工科課程，他的綜合能力也會強很多。
于老師曾參加過兩屆訪學地區的“STEM科學節”以及當地STEM教育中心學生的“年終項目展示”(Grade work presentation)，給她留下了深刻印象。學生的作品包括：對學校操場的改進意見和成本核算、成績分析數據模型、生態農業園、智能監控等。學生必須把作品以科研展板的形式展現出來，這本身就是對學生科學精神和科學素養的培養。
與之相比，國內一些STEM展會對學生的展板要求就要低很多。宣傳式的、卡通式的展板占了主流，而較少看到按嚴謹的科學研究要求書寫的展板。于老師認為，既然STEM的“S”對應著科學，那么一點一滴都要嚴格按照科學論文的方式來進行，培養學生嚴謹的科學思維是STEM教育一個重要的目的。這才是從每一個細節上推進STEM的正確方式。
于老師舉例道，美國的一些STEM項目，高度還原現實世界。真實世界的一個具體問題，肯定是不會分學科的，而是跨多個學科的。如學生為了完成一個重鋪操場地磚的項目，必須學習工科、數學、工程學，氣象學、地理學、地質工程學、材料學、成本核算甚至市場營銷方面的綜合知識。平常的學習中，學生是通過學科滲透方式進行學習的，而項目建設過程中，學生是以跨多學科的整合方式來學習的。因此，完成了一個項目，就標志著學生的學習能力和綜合應用知識的能力產生一次飛躍。而比能力提升更重要的是，學生的興趣被大大激發起來，創新的熱忱和改變世界的愿望成為了自覺。
最后，美國的STEM與中國相比，存在理念上的差異。
美國北喬治亞大學科學教育副教授Donna Governor曾經點評過上海某位教師講的一節示范課，該教師取得過權威STEM培訓機構認證，是公認的STEM課講得最好的教師之一。Donna認為，該教師的課有學生的活動不夠，教師掌控欲強;更像是實驗課和制作課;沒有把學科知識點與現實生活真正融合起來綜合運用。
Donna也親自上了一堂課，講的是《恒星的生命》。她從真實的太空恒星問題研究開始，通過精心的設計，組織了以學生為中心的學習環境，給了學生充足的資料，設計了時間線，開展吹氣球、星體卡片等活動，引導學生在探索中體驗恒星的生命及最終的形式，給在場的所有人很深的印象，認為她講得很有創意，體現了STEM的精神和特點。但是，這位教授在最后總結時告訴大家，這堂課并不是一堂STEM課，僅僅是她覺得與STEM相象，就拿來和大家交流。此言一出，給在場的中國教師震動很大。
于老師對此分析道，能不能真正做到以學生為中心，是中美兩國STEM實踐中的最大分野。以學生為中心，對于已經習慣傳統講授課堂的教師來說，是很難做到的。如果非要對比的話，是不是STEM教育不重要，重要的首先是你的課堂是不是以學生為中心開展學習活動的。
于老師進一步講了自己的深入觀察。北京某區請了許多外國專家給國內教師上STEM的示范課。中國教師向國外專家學習了半天，所講的STEM課還是缺少STEM的神髓，癥結就在于中國教師很難做到以學生為中心。
“A”的正確意義
于老師還講了一段小插曲。搭政策的順風車，美國也不例外。只要讓自己研究項目與STEM沾邊，就有可能從美國政府那里領到經費。所以一時間在美國國內，“小溪泛濫”(STREAM)，“蒸汽彌漫”(STEAM)。
STEM這兩年在國內更多的也是以“STEAM”的形式出現的。因為有“A”，有些人興奮起來了，認為自己有了搭乘“STEM快車”的機會。對此，于曉雅介紹道，“A”是弗吉尼亞理工字院的一名教授Yarkman所加。實際上，“A”所對應的概念，并非是大多數人所理解的“藝術”，而是“人文”。任何一種學科都是為人服務的，不能沒有人文的因素。沒有人文因素的事物，是不能被人所利用的，也就沒有價值。STEM所服務的對象，以及所創造出來的產品，都是離不開人文的因素。這正是“A”的真正意義。
同理，“R”指向的不是一般人理解的“閱讀和寫作”，而是指與科學理論、工程技術相關的那部分內容的“閱讀”。比如說，沒有數理化的基礎知識，作者寫不出科幻小說，讀者也讀不懂。于曉雅介紹道，有無STEAM訓練經歷的學生，對于科幻作品的理解會是截然不同。不僅閱讀文字作品是這樣，讓他們創作一幅未來的圖畫也有相似的情形。沒有受到STEAM訓練的學生畫一幅畫，完全是天馬行空，而讓有過此經歷的學生畫，甚至有實現的可能。
無論STEAM還是STREAM, 于老師認為，都不是傳統的人文學科或傳統的閱讀和寫作，而一定是為增強STEM人才培養服務的。比如，一名音樂教授也可以申請STEM項目經費，他是通過學生彈奏樂器、編寫樂曲、然后利用樂曲驅動燈光變換、噴泉變換等與STEM領域相關的研究，據此提升學生的STEM興趣，培養STEM人才。比如STREAM，是通過閱讀與STEM相關領域的小說，例如科幻小說，來增強對STEM的興趣和重視。再比如歷史老師，可以從敦刻爾克大撤退這個引子，通過項目式研究性學習，尋找這些士兵的來歷、撤退后參加諾曼底登陸的數目、最終戰死和回家的人數等，科學觀分析，技術支持查閱、編程并動畫顯示人數走向關系等，最后寫成論文，做出展示板。這就是一個涉及人文的但是一定是通過STEM學科解決手段的STEAM案例。還有利用統計手段研究小說等文學作品詞頻、科學線索等，都是這一類的例子。
STEM在國內已步入高速成長期，引發了很多人的美好想象。但是，如果人們多一些像于曉雅博士的冷靜態度與專業觀點，可能會讓STEM避免過熱的危險，讓它在中國的成長之路更加順暢一些。這也是像于老師這樣的專家存在的意義。
