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节前思考
1．STEM教育实施目的与核心素养培养有很多共通之处，两者存在着怎样的契合性？
2．STEM教育与核心素养对接存在着一定的必要性和可行性吗？
3．核心素养为STEM教育实施提供了哪些？
STEM教育变革了传统的教育组织形式，开辟了综合创新人才教育的新范式，成为全球化时代各国相继开展的教育形式。但是STEM教育作为舶来品，在中国发展与实施的过程中难免会出现“水土不服”的现象，因此，STEM教育作为21世纪全球人才培养共同目标，与中国学生发展终极目标的核心素养间的对接，是教育发展与核心素养充分落地的必然趋势。
2016年我国颁布的《教育信息化“十三五”规划》中明确提出：有条件的地区要积极探索信息技术在“众创空间”、跨学科学习（STEM教育）、创客教育等新的教育模式中的应用，着力提升学生的信息素养、创新意识和创新能力，养成数字化学习习惯，促进学生的全面发展，发挥信息化面向未来培养高素质人才的支撑引领作用。同年，我国根据新世纪人才培养目标，研制出中国学生发展的全新理念与蓝图，勾勒出适应未来社会发展的新型人才形象，树立起我国教育立德树人的新航标。
全球化与信息化的飞速发展，为世界各国的经济、贸易往来提供了便利条件，同时也搭建了包括教育人文的交流和学习平台。每个国家和地区都基于自身发展需求，借鉴他国教育改革和发展经验。这种现象也被德国哲学家哈贝马斯称为“世界经济的结构转型”。美国在1986年率先发起STEM教育，其他欧洲大国如英国、德国、法国等都相继制定了STEM教育的政策，一时间STEM在世界范围内得到了极速发展，中国的STEM教育也从萌芽阶段发展到初步发展阶段。STEM教育模式如果不考虑中国国情而是将其原封不动地“移植”到中国，必然会造成“水土不服”，如何将先进教育理念落地于本土化成为值得思考的问题。
核心素养作为全球性的发展战略与教育理念，体现了世界各国在21世纪对人才培养的共同诉求，核心素养在中国的发展则蕴含和体现了中国的文化背景、教育国情与人才培养的愿景，因此，将STEM教育与中国特色的教育理念的融合与对接，是促使STEM教育适应中国“水土”的良方。
发展具有时代特色的STEM教育，要求我们在深刻理解STEM教育本质的基础上，以核心素养作为推进STEM教育的指南针，而不必拘泥于STEM教育固有的形态，将核心素养与STEM教育进行高度融合与无缝对接，并适时对其进行革新与转化。在借鉴国外教育先进理念的同时，保持自身的理性，避免锐意革新的自我迷失，重视本土文化再造意识是教育在全球化与信息化社会中发展的内在要求。
在自然科学产生以前，中国与西方各国均以人文教育为主。自近代自然科学诞生以来，特别是在工业革命4.0时代的到来，科学技术带给人类高度发达的物质文明，也影响着人类生活的方方面面。科学教育与人文教育间的博弈在所难免，最终科学在教育领域占据了上风，人文教育逐渐走向边缘化。在时代的发展过程中，科学技术与人文文化不断地进行自我完善与更新，逐渐意识到二者价值互补的重要性，表现出融合的意向。对于教育而言，促进科学技术教育与人文文化教育的融合与共同发展是其功能所在，教育承担着科学技术的传播和人文文化继承、发展与创新的重任。
学习者是一个完整的人，理应获得全面的发展，这就要求他们必须拥有完整而全面的生活，只有在完整的生活当中进行实践，才能获得完整的经验。科学性的经验和人文性的经验，都是“完整的人”在发展过程中不可或缺的重要组成部分，但如何培养促进这二者融合的全面发展的人就成为摆在教育者面前的一大难题。核心素养是世界各国根据自己的教育实情为学生制定的发展蓝图，期望学生在人文底蕴和科学精神等方面得到全面发展，这就使得学科间知识的整合与联通显得尤为重要。美国新媒体联盟发表的《国际教育信息化发展2015地平线报告（基础教育版）》指出：“STEM教育的设计理念是所有学科都能而且应该要彼此关联，这样学生才能够对真实世界获得整体的、相互联系的认知”。STEM教育既包含科学技术学科，又兼顾人文艺术学科，在传统相互分离、各成体系的学科间架起桥梁，帮助学生将零碎的知识整合成完整的知识体系，可以说STEM教育是学科知识融合的典范，它能够给予学生完整的世界体验，又满足中国学生发展核心素养的本质要求。STEM教育与核心素养的对接与融合是工业化、信息化时代人们对人文修养与积淀的渴求与诉求，科学技术与人文文化融合是时代发展的必然趋势，二者的融合不但是科学教育与人文教育走向协同发展道路的枢纽，更是我国培养全面发展的现代人的合理范式。
核心素养既是世界各国教育发展的共同追求，也是我国教育发展的目标与方向，也是学生全面发展的终极目标，课程是学校教育最有效的实现途径，核心素养需要以课程作为依托来进行落实。核心素养对人才的培养与发展提出了综合性的目标，而STEM教育也是基于多学科交叉融合并付诸实践的一项教育尝试与探索。STEM之所以能够成为综合性教育理念，是因为STEM教育（后发展为STEAM教育）所包含的科学、技术、工程、数学、艺术之间存在结构上的顺序关系，在人们分析和改造世界中发挥着各自作用，在STEM教育中，科学支持人们认识世界的规律；技术与工程支持人们根据社会需求改造世界；艺术帮助人们以美好的形式丰富世界；数学则为人们发展与应用科学、技术、工程和艺术提供思维方法和分析工具；人们只有在拥有了技术的前提下才可以理解科学，只有在理解了艺术和数学之后才能从事工程的研究与开发，这就是STEM与核心素养课程应该具备的内在结构与逻辑。因此，以STEM课程为载体，助力核心素养的落实，在逻辑与现实中都具有相当大的可行性。
可以说，核心素养为STEM课程提供强大有力的思想武器，STEM为核心素养的落地与渗透提供载体支撑，为核心素养的真正实现提供母体，这不仅仅是教育目标与课程彼此完善、相互统一的需要，也是在教育过程中加强理论与实践对话，促使理论指导实践，实践丰富理论，将教育目标转化为教育现实的必然要求。
建构主义学习理论是STEM教育与核心素养相结合的源起。建构主义强调学习者基于自身的社会经验基础，在一定的情境下对知识经验进行主动建构的过程。
核心素养是以具体的知识、经验、技能为基础，强调发挥学生的主观能动性，使之在实践体验的过程中生成意义，实现由具象的“双基”能力向“大概念”“思维方法”的飞跃，关注何种知识和能力对个体发展更具价值性，并注重“文化”对培养学生情意态度的重要作用。STEM教育是以跨学科学习为形态，以项目为主线，以工程实践为途径，挖掘学科知识、重构知识网络，使学生形成跨学科思维方式与创新能力。
因此，在建构主义学习理论视角下，STEM教育与核心素养均认同学习是基于情境的问题或项目，通过协作会话，主动构建知识体系、生成意义的过程，在知识观、学习观、师生角色定位、教学活动设计等方面具有内在相关性，表现出明显的建构主义倾向。
STEM教育与核心素养的共有属性包括外在特质和内在特质。
外在特质表现为：跨学科性、情境迁移和实践反思。
跨学科不仅指学科勾连以软化其边界，而且应凸显不同学科内容与知识脉络的一体化整合，围绕工程项目，使科学原理、技术应用、文化精神有机融合，为核心素养之整体意义上的“学生发展”提供依托载体。同时，跨学科教育具有教育目的的创新性、教学内容的交叉性、教学方式的研究性、教师和学生知识、能力、素质结构的复合性等特质。实施跨学科教育有助于学生的多元知识结构，以及创新能力的培养，其开阔视野，提高综合素质，是创新型人才培养的必然选择。
两者都要求基于实境性的问题或项目培养关键能力，能够自如地运用基于真实的社会情境，适应社会并解决复杂问题。在解决问题的过程中涉及知识的应用与迁移，探究和创新，达成知行合一、学以致用的教学理念。STEM教育与核心素养在为学生提供真实情境，让其在解决问题的过程中提高学生各方面的能力与素养达成了共识。这种富有情境性的实践知识观不仅是在教育过程践行“授之以渔”的重要体现，也是今后知识教育进行转型的方向。
STEM教育与核心素养均以行为指向的能力培养为目标，并在行为中强调反思与迭代、调整与修订，将核心素养的目标诉求融于STEM基于项目学习过程，并在不断实践反思中提升创新能力。
内在特征表现为以综合能力为核心、以文化涵养为归宿的高阶能力结构。STEM教育与核心素养所秉持的共同的人才观、教育观和知识观，不仅为学生的发展提供了无限可能，也为二者的对接与融合提供可能性并指明了方向。
中国学生发展核心素养以能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力为核心，与STEM教育的综合性人才培养目标相吻合。未来社会需要综合化、全面化的人才，而具备单一技能与知识的人恐怕难以在未来社会当中立足，更不用说在未来社会中获得更多的幸福感，STEM教育作为一种培养未来综合性人才的教育模式与教育趋势，旨在为未来的科技社会培养全方位的人才，这与核心素养所秉持的未来人才观不谋而合。
核心素养之人文底蕴与科学精神，和STEM教育之人文素养与科学素养有诸多共通之处，可分别从人文和科学的不同视角出发，将碎片化知识进行整合，以多视角、多维度的方式进行学习，使学生形成核心素养。
STEM教育与核心素养两者在培育目标、课程建设、建构模式、评价方式等方面存在耦合联系。两者都遵从以生为本、全面发展的设计原则设定教学目标、组织教学内容、选择教学方式、实施学习评价，使学生在问题解决中形成关键能力。在目标理念方面，基于宏观视角的STEM教育与核心素养以个体发展需求为重心，兼顾社会发展需求，从人的角度思考“如何培养人”；基于微观视角的STEM教育之三维创新能力，与核心素养要素中的技术应用、创新创造、批判质疑、勇于探索、勤于反思具有内在一致性。在教学内容方面，核心素养强调“少即是多”的组织原则，注重对知识的深度理解，与STEM教育深度挖掘知识间内在关联和运用方法的设计要求相同。在教学方式方面，STEM教育与核心素养均认同群体建构、合作共享的探究学习方法，使学生在同客体世界、同他者、同自身的对话中主动生成意义。在学习评价方面，STEM教育与核心素养倡导的多元开放的混合式评价体系，依从以学生个体为单位的纵向评价准则，本着学习过程动态性、多样性的观念，从发展的角度审视学生学习效果，关注其审慎自省、自我调控的元认知能力的培养。
核心素养的习得依赖于深度学习，因为深度学习和核心素养之间的联系就在于——迁移，而STEM教育即运用先前所学的知识和技能支持新的学习以及在文化关联的新情境中解决问题。从这一角度而言，STEM教育是一个过程，既存在于个体的认知活动之中，也通过群体间的合作交流而生成，这一过程的重要学习结果之一即核心素养，其形式为可迁移的知识、技能和态度的综合体。核心素养的属性决定了它的习得必然依赖于深度学习过程，而核心素养一旦形成又会有力地支持深度学习，两者是相互加强的良性互动循环关系。
核心素养第一次把“人文底蕴”和“科学精神”放到同等重要的位置，一般来讲，科学代表着理性、艺术代表着感性。理性和感性是人心智组成的两大要点。STEM教育在发展的过程中，逐渐融合了A（艺术／人文）的特色，即STEAM，通常与STEM等同含义。
文化是教育的主要内容，无论何种形式的教育，都是以文化传播为主要载体的，STEM教育也是如此。传统教育对课程的科目分工比较细致，强调不同科目的区别。而STEM教育强调的是学科之间融合，在学科之间建立一座联系的桥梁，融合知识与技能，尤其在当今日益发展的互联网时代，学科融合能力和技能将为学生未来的生存发展提供必要的条件。而这些都是以文化基础的学习和积累为前提的。STEM教育一般以基于项目学习进行，在知识层面上要求更高，需要从不同的学科中提取关键信息，所以更促进了学生对知识的学习，由此可见，文化基础是STEM教育的内在动力。
自主性是人作为主体的根本属性。自主发展重在强调能有效管理自己的学习和生活，认识和发现自我价值，发掘自身潜力，有效应对复杂多变的环境，发展成为有明确人生方向、有生活品质的人。STEM教育是学生在自组织学习、情境认知学习和活动学习理论指导下，基于自身建构的统整学科的综合学习。其具有三大本质：真实性、综合性、发展性。即将学习融入自然、社会、生活领域，通过学生真实体验、调查、演讲、建构作品等，提高学习融会贯通的跨学科知识运用能力和创造力，以及在未来能够创造性解决问题的能力，可以说核心素养的自主发展就是STEM教育的培养方向之一。
社会参与，重在强调能处理好自我与社会的关系，养成现代公民所必须遵守和履行的道德准则和行为规范，增强社会责任感，提升创新精神和实践能力，促进个人价值实现，推动社会发展进步，发展成为有理想信念、敢于担当的人。
STEM教育强调团队协作开展学习，培养学习者乐于分享、交流的团队智慧，这对于学生处理自我与团队、自我与社会关系构建了天然的环境基础；道德准则和行为规范也成为学生全面发展和全面成长的一种准则标准，例如STEM教育中强调技术安全，如网络安全与技术应用道德观；STEM教育中也需要在工程实施中制定规划和行为准则，要求学生在遵守自己制定的准则的前提下按照规划不断推进；STEM教育也致力于培养学生在通过多学科知识解决问题的过程，提升自身的理性思维、创新意识、团队合作能力、科学探究和实践能力，进一步建立健全生命观念和社会责任感；STEM教育认为：学生学习中在具备国家认同的前提下，学生的探究才是具备正确的方向，创新才是具有正确价值观导向的创新。而国际理解要求具有全球意识和开放的心态，尊重世界多元文化的多样性和差异性，在这样的理念下，STEM教育这个“舶来品”才能够洋为中用，在与国内外先进理念和实践的对接、联通与融合过程中不断地得以发展。
STEM不是科学、技术、工程、艺术和数学知识的简单叠加，而是将学科整合到一种“教学范式”中（Judith A. Ramaley，2016）
。这种整合不仅是实践操作层面上的整合，更体现价值体系的整合，即自然科学和人文科学精神的融合，人文素养和科学素养相互渗透，是文化基础投射到现实世界中的具体体现；此外，STEM教育的起源背景也蕴含着“美国对自身国际竞争力下降的反思”，因此，STEM从内容组成、组织实施无不带有时代的鲜明色彩，也承载着社会本位的内涵。而教育本身育人的功能又从个体本位满足了学生主体的需求，可以说STEM教育兼具社会本位和个体本位的两种价值，对于核心素养中的三大方向六大维度的实现提供了一个自然的解决路径。STEM教育证明了理性思维和文化追求可以自然地融入问题解决的学习中，同时也彰显了一种学习文化，一种偏向工科思维的学习系统，一种趋于能力和智慧叠加的行动学习，并因此形成重要的能力和思维品格。
与传统课堂教学相比，STEM更注重学生在整合跨学科的知识应用中充分调动思维，以任务为驱动，主动地确认目标、寻找资源、建构路径、解决问题，将知识的获取、方法与工具的利用以及实践创新的过程进行了有机多元融合。STEM每一个学习环节都建立在学生对问题的观察、比较、分析、综合、抽象与概括的基础之上，这些思维方式是理性思维的具体体现，而且这个思维过程充分调动并锻炼了学生的科学探究能力和实践能力。学习过程中逐渐培养的精神也是科学崇尚的研究和实践精神。因此，融合人文艺术的STEAM教育，推动核心素养要求的文化底蕴和科学精神的形成，促进文化基础的发展。
STEM学习是学生在活动参与、项目设计、问题解决中进行的实践活动。这种问题解决并非浅显的问题，而是一种“不良结构”（ill-structured problem）的复杂问题，即没有明确的结构和解决路径，如初始状态不明确、目标状态不明确、解决方案不明确等。需要多学科“碎片化”知识的整合和应用，形成多样的、开放的解决问题的途径，形成多元的解决方案。这种项目学习恰恰能培养核心素养指向的问题解决能力。
STEM学习以实践为取向，项目的趣味性和真实性更能够激发学生学习的主体性，能够引导学生面对学习对象进行能动建构和主动加工。具体来说，学生学习的状态从被动地学习识记、理解知识转为主动实践，并获取能力思维成长，养成主动学习的意识。日积月累形成了乐学善学的良好习惯和风貌。
STEM学习本身兼具工程属性，即通过工程设计，完成复杂问题解决过程，培养学生的工程思维。工程是为了满足人类需求进行的创造性活动，它是运用技术进行设计、解决问题并制作产品的过程。工程是不断更新的，工程设计是一个迭代的过程。工程设计的过程一般包括：识别需求、定义问题、头脑风暴、进行调查、理解限制条件、提出多种解决方案、评估并选择最优方案、制作模型、交流想法、测试改进、制作成品（Aikaterini Bagiati，2011）。在产品迭代的过程中，学生不断地挑战自我，进行科学反思，分析存在的问题，寻找解决问题的方案，这种过程恰恰能够培养学生的自我反思，自我评价，在不断的挑战中培养具有积极的心理品质，坚韧抗挫能力，能调节自身，管理个人，形成良好的人格品质。
目前，STEM教育越来越呈现技术增强型的趋势，政府各部门发布的一系列政策都体现了对将技术融入STEM教育以促进学生STEM学习的重视。2018年，美国公布STEM教育的“北极星计划”，尤其强调提高学生的数字素养和计算素养的教育发展路径，《用技术支持STEM学习的九个维度》这篇报告正是具体论述了如何转变现有STEM教育模式。可见，以网络技术、通信技术、人工智能技术等为代表的信息技术，在STEM教育中发挥着越来越大的作用。虽然说STEM中的技术不仅仅代表是工具属性的技术（还代表经验属性的技术），但不得不说，科学技术带给学习的便利和深刻也影响着教育的变革。因此，STEM教育中提倡的技术成为学习工具，利用技术支持深度学习的方式也不断影响着学生的信息素养，学生在STEM学习中不断辨别信息、分析和处理信息，其信息素养的培养得以实现。此外，学生在STEM学习中可以通过网络技术了解国内外发展动态，在跨文化交流中不断地认识世界、理解世界和改造世界，这对学生增强国际理解起到积极的正向作用。
学生发展核心素养包括个体形成正确的责任意识，同时具有团队意识和互助精神，能主动作为，履职尽责，对自我和他人负责等。STEM是一种在社会性互动中开展的、以学生为中心的跨学科合作学习。存在着学生与环境、学生与其他学生、学生与教师之间的社会性互动。在这种以学生为中心的学习中，学生个体的价值观能够被充分地引导和投射。一方面，学生可以在社会性互动过程中，意识到自己的分工和责任，以及自己在学习共同体中所分配的角色；另一方面，教师可以通过引导、展示和呈现，协助培养学生的自立性、自主性和自治性，激励学生更勇于承担责任，激发团队精神。此外，STEM学习中工程设计理念指导下需要不断地设计、修改、再设计、再修改，在修改的不断更新中，有助于学生形成良好的劳动意识，培养他们的动手操作能力，促进他们改进和创新劳动方式。
创新素养是学生应具备的、适应终身发展和社会发展需要的创新品格和创新能力，它是学生核心素养的“核心”成分之一。当前，知识创新和实践能力的塑造一起被视为是STEM教育人才培养的重要指向。虽然STEM教育中注重实践、注重动手、注重过程不等于提升创造力。但在教师思维启迪下，结合动手实践和探索能够唤醒学生与生俱来的创造力潜能。在STEM教育中常用的六种培养创新思维的模式，为提升学生的创新素养提供了重要而有效的途径。
以上六种思考模式经常在STEM教育中发挥作用，创新思维促进学生的多方面能力发展，促使学生的想象力得到激发和保护，自主能动性得以发挥，思考和解决问题能力得以提高，而这种培养创新思维的方式正是核心素养培养中提升创新素养的需求。
STEM教育作为舶来品与本土的核心素养对接，相互依存，互相促进，核心素养的导向对STEM教育是创造性的转化；STEM教育对于核心素养的培养形成了有效的路径。时代发展、教育现实的必然要求促使STEM教育与核心素养间的对接成为必然趋势。STEM与核心素养的理论基础、共同属性、共同原则也促使两者具有对接的契合可能。核心素养的文化基础、自主参与和社会发展也成为STEM教育的内在动力、培养方向与发展视野，成为STEM教育实施的强有力赋能。STEM教育的诸多特点也使核心素养的落地成为可能。
STEM教育与核心素养成功对接，两者在不同程度上相互促进。STEM教育在不同学科的核心素养要求下，又可以有怎样的作为？根据本学科课程标准中对学科核心素养的要求进行解读，思考STEM教育是否可以促进学科核心素养的提升？怎样提升？在下方画出思维导图表达你的观点。