清华附中学校长王殿军：STEM课程与单科学习如何互相匹配？

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编辑|Mavis

来源| 中国未来学校实验室

全球化背景下，教育资源在全世界范围内进行着广泛的流动与重新配置。作为这一趋势的重要表现形式，国际学校的发展日益受到社会各界的强烈关注。

目前国家大力提倡素质教育，也愈发注重对未来人才国际化视野、国际参与能力、领导力与创新能力的培养。下文根据清华大学附属中学校长王殿军在第二届中国STEM教育发展大会上的主旨报告口述整理。

清华大学附属中学校长王殿军

我今天分享的是基于清华附中的经验提炼和总结出来的东西，尤其是关于课程设计的一些原则，包括评价的方法。许多东西都是在中国教科院STEM研究中心王素主任的指导下完成的，在这里我只是介绍一下我们阶段性的一些思考和成果，未来会以正式的形式发布。

STEM课程的性质和定位

STEM课程讲了很多，站在中学校长、中学老师的角度，我们到底应该怎样认识STEM教育或者是STEM课程。我今天讲的仅代表我个人的观点，因为这个并没有官方的说法。

在我看来，STEM课程是通过技术和工程的设计过程，整合科学和数学的知识内容，为学生创设真实的问题情景，学生自行设计、探索解决问题的方案。从中可以看到，STEM课程不仅要整合科学和数学的知识，还要整合别的学科的知识。

这其中有一个基本的假设，即在做STEM课程的时候，学生已经具备一定的知识，因此，千万不应有这样的错觉和梦想，认为未来有了STEM教育，单科教育就不要了，我认为永远不是这样的。

学生学完单科课程之后，为什么还要用STEM再进行一个综合学习，那是因为前者只是知识性的教育，而后者主要是基于知识的真实问题的研究，培养学生的素养和能力，这是STEM课程的独到之处。但并不要指望STEM课程可以替代学科教育，我认为是不可能的。在讲STEM的时候，我们一定要认清这个课程的本质性质和地位。

从不同的角度来看STEM课程，它到底是什么？

它应该是中小学的校本选修课，永远不要指望其喧宾夺主。STEM课程作为一种选修课，要配合分科学习，不能取代，它们是互相匹配或者是和谐相处的，它有其独到之处。

STEM课程主要强调跨学科或者是学科融合，注重综合性，其目的是为了培养基于所学知识，进行综合研究和解决问题，培养一种解决问题的能力、创新能力和科学研究的素养。而单科学习往往起不到这样的作用。

STEM课程的学习方式也不太一样。单科学习往往有完整的知识体系，教师有教材、课本，照着从头讲到尾，孩子们不断地练习和考试。而STEM学习不是这样的，它有一套完整的、严谨的教学体系，它是基于问题、基于项目的，任何问题、项目抛给学生后有一个过程，即研究、整合所需要的知识；分析、解析这个问题；设计解决方案；实验、反复迭代；最后将问题解决了。

STEM课程的内容也不一样。它不讲究知识的完整性、体系性，而是基于解决问题过程的严谨性和完整性。她是依托知识，但是不囿于知识。

教师的角度来讲，STEM课程强调怎么样引导、指导学生把问题相关的知识整合起来，然后研究过程能够沿着正确的方向发展。教师不能取代学生去做这件事，而是指导和引导着学生完成项目或者问题的解决过程，在这一过程中获得能力和素养。

功利化的教育讲究最后的结果，对于功利化的STEM教育，我是坚决反对的。STEM教育更强调的是在研究问题、探究主题的过程中获得的能力和素养，所以这个课程学完之后没有什么结果，但其实学生已经获得了很大的收获。

就评价而言，STEM教育的评价不是最后要考试或者比赛，而是过程性的、形成性的评价。

STEM课程的目的和意义

为什么要开设STEM课程？STEM课程在培养人的能力和素养方面有其他任何课程不可取代的独特作用，没有STEM课程，有些素养和能力就没有办法培养或者培养的不好。这是它存在的价值和定位。

培养创新研究精神，发展动手实践能力，激发学生的学习动力，培养团队合作意识，全面提高学生的心智尤其是智力发展。特别最后一条要强调的是有效地提高学生成绩。通过我这么多年的实践，STEM确实可以提高学习成绩，而且提高的幅度相当大。

我最近收到我们负责STEM的教师的一个微信，他说我们学校长期从事STEM课程学习的一些STEM迷，成天泡在实验室里的孩子们，他们今年高考的平均分数是685.37，这个成绩远远高于我们学校的平均水平。所以如果你所在学校的校长反对你做STEM的话，你就用清华附中作为例子来说服他/她拿出空间、拿出钱来做STEM教育。

从上面可以看到，STEM课程具有较大的教育意义。STEM上课的形式或者用课程的观点来讲，它主要是项目式学习。所以在美国的很多专著里，STEM和PBL永远是结合在一起的，从课程的内容角度讲，STEM是综合的，从课程的形式来讲它是基于问题、基于项目的。所以PBL这种授课形式是它主要的教学和学习的形式，大家不要这两个方面割裂开来。

开展STEM教育，需处理好的关系

STEM课程与常规的国家课程的关系。在中学STEM一定是配角，不要企图登上主舞台。因为主舞台是留给那些主要学科的，每一个国家都会认真地讲其数学、国语以及一些其他的单学科，这是人们建构一些系统知识的必要过程。但是只有系统的知识不会用，没有能力应用也是白搭。在过去为什么培养不出创新人才，就是没有STEM教育。因此要处理好这两种课程的关系。

同时要处理好单学科的学习与STEM学习之间的关系。知识是一张网，经纬都需要，光有经不行、光有纬也不行。

STEM教育与改革之间也是有一些关系的，特别是它的课程本身如何在中学定位？STEM是民间先搞起来的，有巨大的育人价值，但是国家的政策往往有点滞后，到现在在中国的标准课程改革方案里都没有这个词。“STEM”是一个英语的缩写，在中国正式的课标里面可能不太便于出现。

总体而言，STEM是一个好的概念，但是中国有自身的特点，中国学科教学有中国学科教学的体系，在STEM教育当中还是要与本国实践相结合。

清华附中STEM教育实践

清华附中围绕STEM做的一些事情，主要是基于当时的创客空间、高研实验室以及其他的一些方面。

这是我们通过STEM教育取得的一些成绩，在这一过程中学生们收获良多。但是如果人家做完之后确实取得了很好的成绩，我也不反对去申请奖或者获得奖，不为目标，但是有了好的目标也可以。

图 2

当前STEM课程很繁荣、很兴旺、很发达，大家一窝蜂围上来，但STEM课程到底应该怎么样开发，怎么样贯彻落实才能得到效果，怎么样评价，还没有一个有秩序、有规范的标准，使得现在所有的与科学教育有关的都叫STEM教育。

所以STEM教育就是科学教育的一个框，只要科学教育都往里装。恨不得就让一年级孩子开发卫星，这种做法实际上有非常大的风险。STEM教育既然依托于单科知识，用到的知识就应与学生现在掌握的知识相匹配，用到的能力和素养也应是学生能够驾驭的。所以STEM课程的实施得有一些规范，包括课程的要素等等。

中小学《STEM课程标准》研发

基于清华附中的实践，在王素老师的指导下，我们制订了一些相关的标准。研发的主要目的是规范STEM课程的内容和实施办法，以及实施过程中关注的一些要素，还有如何最终评价这个课程和学生在这个课程中的表现。未来在适当的时候可以公布给大家提意见，希望这个标准未来是众筹性质的，大家共同贡献智慧形成中国的一个标准，这个标准还是非常重要的。

我们研发的过程非常辛苦，花了一两年的时间，几十位教师共同参与，吸收了许多专家的观点，研究学习了美国和其他世界各国的一些经验和专著（见图3）。经历了学习、体验、教学实践以及编写《课标》四个阶段，最后得出了一些结果。

这其中有两个东西想跟大家说一下，我们在小学的时候实际上有一个科学教育标准，也就是说从小学生一年级一直到六年级，科学教育要讲什么东西、讲到什么程度，都是有标准的。

从初一开始，我们就没有科学教育这个标准了，只有单科教育的标准。所以，从初一到高三，如果按科学整体来看，你教一些什么东西，如何来综合地体现，实际上我们没有这一标准。

所以我们做了一件事情，就是把平时主要来自于物理、化学、生物，甚至一些来自地理或者其它个别学科的，与科学相关的内容都整合起来，构成一个中学的科学教育内容体系。这个体系如何编排，我们从《以大概念理念进行科学教育》一书中提炼出十大概念并以此为统领，把所有的知识统领在一起，贯穿五个学段。

基于所做的这件事，我们就能了解到，初中的科学掌握到什么程度，高中掌握到什么程度，在设计STEM课程标准的时候，一定要遵循其知识体系，不能够超纲太多。我们的标准是按科学、技术、工程和数学这几个方面，共同在不同的年龄段对知识、方法、内容有一个要求。同时我们尤其对跨学科的综合能力也有一些要求，所以你的课程必须体现这些方面，一类的概念、二类的概念、三类的概念等等，这个标准的编排就是基于这样一张表格。

前不久王素老师也组织了一些专家讨论，提出了很多宝贵的修改意见，由于时间关系还没来得及修改。现在只是同大家分享一下这个思路，就是要规范不同年龄段的STEM课程涉及的所有东西，以供参考。

把中学阶段六年的科学能够整合起来，这一项工作本来就挺有意义的，这是大概内容编排的格式。我们共分为一二年级、三四年级、五六年级、初中阶段和高中阶段五个阶段。

科学探究比较重要，我们对科学探究过程的提炼表述见下图：

整个标准编下来大概有400多页，几十万字，我们的老师真的很不容易。我们要把STEM课程当中用的东西都树立起来，这样你在设计课程时会有意识设计这些环节：

• 提出问题

• 作出假设

• 制定计划

• 搜集证据

• 处理信息

• 得出结论

• 表达交流

• 反思评价

未来的标准主要是用于开发新的课程时有参考和依据，旧的课程可以做一些修订，让其符合这个规律。

这是开发过程中的一个流程图，这是一个案例，未来正式发布的时候我们会有很多的案例。同时会给大家提供教师的评价、课程的评价，包括学生学习这个课程的评价，没有评价，这个课程的好坏就无法言说，当然要有一个标准，才能基于这个标准进行评价。

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