2024年12月22日，河南省2024年義務教育師資薄弱環節改善暨中小學教師素質提升工程萬名優秀中青年教師培育計劃小學科學班進入第三天，東南大學兒童發展與教育研究所副所長柏毅教授作了《STEM教育：科學與工程實踐的理論與應用》的主題報告和實踐教學。

　　柏毅：東南大學“百研工坊”創始人，東南大學兒童發展與教育研究所副所長，教授、研究生導師，教育部全國中小學科學教育專家委員會委員，教育部“國培計劃”科學類項目專家庫專家（東南大學）首席專家，教育部全國中小學實驗教學精品課評委，教育部學位中心學位論文評委，江蘇省第五期“蘇教名家”培養導師，中國少年宮協會科學教育領域特聘專家，人民教育出版社《中小學科學教育》期刊編委，中國教育學會科學教育分會常務理事、副秘書長，中國青少年科技教育工作者協會科學教師教育專委會委員，主編《做中學在中國》《兒童發展早期前沿研究》《全國小學科學優秀教學設計案例》《人工智能實驗教材》《科學探究實驗》等。

　　STEM教育過時了嗎？

　　“STEM教育過時了嗎？”上午的主題報告《STEM教育：科學與工程實踐的理論與應用》一開始，柏毅教授便向學員們拋出了這樣一個問題。他回憶起自己曾到一個經濟不太發達的地方去講學，與當地一位領導談起STEM教育時，沒想到那位領導竟然鄙夷不屑地說：“STEM教育？外國的東西，我們不學！”柏毅教授深有感觸地說：“看來經濟不太發達的地方，首先改變人的思想觀念很重要啊！”

　　2023年11月，聯合國教科文組織決定在中國上海設立國際STEM教育研究所，這是聯合國教科文組織一類中心首次落戶中國，而且是在歐美之外設立的首個全球性的一類中心，對中國乃至全球的STEM教育發展都具有重大戰略意義。柏毅教授說，這表明STEM教育不僅沒有過時，而且成為包括中國在內的許多國家的發展戰略。

　　柏毅教授向學員們介紹了STEM教育從美國源起的過程，并提出了對于STEM教育的解讀：在眾多孤立的學科中建立一個新的橋梁，為學生提供整體認識世界的機會，通過把這四個領域內學科知識和技能的教與學整合到教學中，使學生學習的零碎知識變成一個互相聯系統一的整體，以消除傳統教學中各學科知識割裂、不利于學生綜合解決實際問題的障礙，是一種跨學科的學習方法。（課內+課外）

　　對于STEM教育中的四個學科應該如何理解呢？柏毅教授提出，STEM是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數學（Mathematics）四個英文單詞首字母組成的縮寫。科學：讓學生試圖理解自然世界，通過收集實證經驗，基于證據測試想法，給出合理普適的答案。如物理、化學、生物、環境科學等。強調“合理、合理、再合理”。技術：源于工程設計，可通過改造自然以滿足人類需求。如工業技術、信息技術等。強調“提高、提高、再提高”。工程：用科學和數學知識系統化地設計產品和工藝，從而滿足社會的需要。強調“妥協、妥協、再妥協”。數學：是基礎工具，學生運用數學，通過邏輯證明解釋模式和關系。強調“精確、精確、再精確”。

　　談到STEM素養問題時，柏毅教授強調，STEM的問題一定是從生活中來，從真實情境中學習。STEM教育培養的是學生綜合運用多學科知識解決問題的能力。強調培養學生嚴謹的科學思維是STEM教育一個重要的目的。

　　柏毅教授還提出STEM課程的六大特征：①融合S、T、E、M四個要素；②以工程設計過程為主導；③關注現實問題，注重在真實情境中學習；④以學生為中心——主動實踐；⑤學生進行合作學習，參與整個STEM課程；⑥結果開放，允許多個正確答案。

　　柏毅教授介紹說，2018年12月，美國白宮發布了STEM教育新的五年戰略計劃——“北極星計劃”，成為美國創新人才培養的驅動力量。2017年6月，中國教育科學研究院STEM教育研究中心成立，發布了《中國STEM教育白皮書》，并啟動了“中國STEM 2029創新行動計劃”。2017年12月，河南省STEM教育研究中心成立，在省級教育行政部門層面開創了先河。希望我們大家共同努力，為中國的STEM教育發展和拔尖創新人才培養作出貢獻。一起制作“古法濕版相機”！

　　下午的跨學科主題學習環節，柏毅教授在播放了一段關于濕版相機的視頻后，為學員們出了一道跨學科主題學習作業題：借鑒濕版相機原理，設計制作簡化模型，通過可調焦距實現不同景深物體清晰成像功能。

　　紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。各小組拿到提供的項目活動材料后，從一開始的毫無頭緒，到經過討論后提出初步設計思路；從一次次動手嘗試的失敗，再到一點點修改的完善……1.0版作品終于成型了，走上臺來展示一下，并講一講你們的設計思路吧。

　　經過第一次小組展示，各小組或根據專家的點評意見，或借鑒其他小組的成功經驗，再次設計出經過改良優化的2.0版，并進行了第二次的小組展示——我們的1.0版作品原來存在什么問題，后來進行了怎樣的優化和改進，現在的成品效果如何。雖然它依舊并不完美，卻是小組全體成員集體創造的全世界獨一無二的作品。

　　山重水復疑無路，柳暗花明又一春。對于學員們來說，一個下午的團隊合作，不管是剛開始的手足無措、苦思冥想，還是到后來的峰回路轉、豁然開朗，都是一次次寶貴的實踐體驗。相信他們也會把柏毅教授帶給他們的這份寶貴體驗帶回學校，帶領更多的學生在探索STEM教育的道路上不斷砥礪前行。