访谈嘉宾：赵中建，教育部基础教育课程改革专家工作委员会委员，华东师范大学课程与教学研究所副所长、教授、博士生导师
在华东师范大学文科大楼15层课程研究所那间书籍、资料凌乱的办公室里，记者与赵中建教授开始了漫谈，由于下午还有讲演，时间被限定在一个小时。短短一个小时，时空不断穿梭，STEM背景下的教育趋势常让我们激动不已，同时又常被问题拉回到现实层面。
当我们从中国课程改革十多年这个长时段来观察时，当我们不断提及过往曾经熟悉也同样让人无限怀想的观念变革时，当下的尴尬现实的确让人有些恍如隔世。然而它的确就发生在并不遥远的昨日，同时也是不断延伸的脚下之路。
中国教育似乎到了新的节点。它不只是单一的维度了，在如此激烈的国际竞争背景下，STEM教育提出的视角回应着中国教育过去十多年的深刻变化，同时又在更为宽广、更为长远的范围内呼应着来自未来的挑战。
如今，愈来愈激烈的国家竞争逐渐演变为教育竞争、人才竞争。当美国人反复用“温水煮青蛙”的道理诉说半个世纪以来的危机意识时，处于世界另一端的我们，是否也察觉到，这种领先者的危机意识正在把鸿沟变得越来越大？
赵教授说，自己只是个点火者。然而这把火点在了忧心忡忡的中国教育者心头。我们如何解释中国教育质量的真相？我们又如何正确观察、评估这个近乎杂乱的现实情境？当我们的学生在国际测试中又一次夺冠，当我们衷心为之欢呼时，另一个声音、另一种挑战似乎也在提醒我们，前面的路还很漫长。
记者（以下简称“记”）：能否给读者介绍一下，典型的STEM课堂具有什么特征，它会强调什么？
赵中建（以下简称“赵”）：STEM素养是一个多学科交叉的研究领域，它囊括了科学、技术、工程和数学四大领域，但STEM素养并不是四种素养的简单组合，而是把学生学习到的各学科知识与机械过程转变为一个探究世界相互联系的不同侧面的过程。因此一个典型的STEM课堂的特点就是在“杂乱无章”的学习情境中强调学生的设计能力与问题解决能力。
这种复杂的学习情境包含了多门学科，其问题可能涉及纳米科技、生物医学和天体生物学等知识。一个STEM课堂上教师可能提出一个问题，然后希望学生组成一个班级范围内的探究小组开展研究。在研究过程中，学生被要求使用技术搜索、分析数据，并设计、测试和改进一个解决方案，然后与其同伴交流研究成果。
记：可不可以这样说，STEM教育中所需的能力恰恰是中国中小学教育中十分缺乏的东西，也是我们长期以来不断在素质教育中渴望达成的内容？
赵：对！今天，在美国有不少的大学专门成立了STEM教育中心，我专门从美国Valley City State University的Greater Plains STEM Education Center 的官网首页上把“什么是STEM教育”完整地翻译出来。我们会发现，它所强调和关注的，恰恰是我们学校教育相对缺乏的，或者是我们新一轮课程改革强调的内容。
记：我们注意到，奥巴马政府多次强调了STEM教育的重要性，今天的美国在把STEM教育与国家竞争力紧密相联，那么STEM教育经历了怎样的发展阶段，究竟是在何种背景下它被提升到如此高的战略地位？
赵：1986年，美国国家科学委员会（NSB）发表了《本科的科学、数学和工程教育》报告，该报告被认为是美国STEM学科集成战略的里程碑。它首次明确提出了“科学、数学、工程和技术教育集成”的纲领性建议。
1996年，国家科学基金会（NSF）再次对十年进展进行了回顾，透视科学、数学、工程和技术的本科教育，在这个报告中把STEM与中小学教育做了挂钩。但真正挂钩起来的是十年之后美国国家科学委员会的报告《国家行动计划：应对美国科学、技术、工程和数学教育系统的紧急需要》，这一报告发表于2007年10月30日，而在50年前的这一天，苏联第一颗人造卫星上天。该报告发表的目的是向美国社会警示：50年前的威胁今天正以另外一种形式出现，美国必须时刻不忘加强对学生的STEM教育。这个报告非常明确地把它与中小学教育挂钩。
今天美国人不断用“温水中的青蛙”去诉说美国当下的危机。“或许不会有进攻，不会有突然显露的时机，也不会有即刻显示其威胁的临头大祸，但是，却会有缓慢的摧毁，逐渐的下降以及在自满的美国与那些富有动力、决心和愿景来取代我们的国家之间不断扩大的鸿沟。”例如中国、印度、俄罗斯就被他们认为是要不断去取代他们的威胁。这就是STEM教育诞生的时代背景。
如果说，1958年的美国《国防教育法》强调的是数学和科学，那么，今天STEM的出现开始强调了技术和工程。反观我们中国的课程改革，主要集中在义务教育阶段的综合实践活动，高中阶段的通用技术，主要包括计算机，当然还有其他一些技术。这方面强调还是不够。
记：在中小学课程中强调科学和数学与强调技术和工程的区别在哪里？
赵：美国“2061计划”就明确指出，科学家在研究和观察一个现象时，认为世界是可以认识的，而工程师看待这些现象时则认为这个世界是可以改造的。我们今天在城市里看到了一幢幢高楼，一座座大桥，一条条隧道，它们无不是工程的结晶。因此，可以说，与数学、科学相比，工程和技术可以更为直接地影响社会系统和社会文化，影响人类事业的成功或失败，给个人带来直接的利害关系。直接推动社会进步的是技术而非科学，尽管每项技术背后都隐含着科学的原理。重视技术、工程教育反映了国际课程改革的一个趋势，尤其随着信息技术的迅速发展，技术已经成为与科学和数学并重的学科而广受国际社会重视。
英国科学、技术和数学教育工作者协会（CASTME）副主席伯勒和英国教育理事会主任谢赫在联合国教科文组织的《连接》杂志上撰文，从全球角度展望了科学、技术和数学的各种问题，认为：科学、技术和数学已日益成为基础教育的一个重要组成部分。可以看见，重视技术教育、工程教育已经成为上世纪80年代以来国际教育的趋势，国际社会已经将科学、技术和数学并列，在看重它们对社会经济发展具有重要作用的前提下，认为学校课程的整体框架中应该同时设置科学、技术和数学教育，它们应该成为基础教育中的重要组成部分。
美国的“面向全体美国人的技术项目”展开及《技术素养标准》的问世，填补了美国全国性课程标准中无技术教育课程标准的空白，回应了世界课程改革中关注技术学科的发展趋势。
在这一点上大陆的课程改革，没有紧紧跟上这个时代步伐和这种国际发展的趋势。
记：那么工程教育呢？它对于中小学课程又有何重要意义呢？
赵：2009年，美国国家科学院发布了一个研究报告《K-12教育中的工程：理解现状和改进未来》。由国家科学院发布有关中小学教育的报告，这个在世界范围内都很少见到。我们经常认为国家的科学一定是最前沿、最尖端的，而他们却不是。
这份报告提出了工程教育的3项原则：一个是强调工程设计。设计这个概念，今天越来越普遍。第二个强调整合，课程整合，尤其是工程，一定是把数学和科学整合在一起。第三强调思维习惯，特别在美国不断提到一个“高阶思维”。
在这种思想指导下，新的科学教育标准第一次把工程技术纳入进去。美国国家科学院下属的国家研究理事会之科学教育委员会于2011年发布了科学教育的新文件《K-12科学教育的框架：实践、跨学科概念与核心概念》，这其中特别强调了实践这个概念，核心概念是单一学科的，跨学科是整合的，还有一个就是把概念学习和实践运用联系在一起，这是第一次把工程运用单独列出并加入到科学教育的新框架中。所以美国工程教育是两个方面，一个是单独设置，一个是整合运用。这一新框架展示了科学的三个维度：一个是科学与工程实践，一个是跨学科，第三是核心学科。这一内容，我们国内学者已经开始把它反映出来，希望得到国家的重视，希望课程改革能够不断吸取这种未来的发展趋势。
实践描述了科学家在研究和建构有关自然世界的模型及理论时的行为，以及工程师在使用设计搭建模型和系统时一系列关键的工程实践。实践更加拓展了工程领域中的科学教育，尽管工程设计类似于科学探究，但两者存在着较大的区别，例如科学探究涉及的是通过研究可以回答的具体问题，而工程设计则包含的是可以通过设计来解决的问题。
《新一代科学教育标准》强调了工程方面的内容将帮助学生了解在日常生活中科学、技术、工程和数学方面的联系。
很重要的一点是，科学和工程设计一定程度上代替了原来的科学探究，一方面是为了强调做与学无法真正分开的道理，参与科学研究和工程设计不仅需要技能，还需要对相关知识的深入理解和运用；另一方面，也为了避免发生片面看法，如将探究技能解释为机械掌握某项活动或程序步骤；或者将探究窄化理解为学生参与实验。
实践、核心概念和跨学科就像一根麻绳一样，紧紧联系在一起。
记：能不能给我们谈一谈，STEM教育在美国具体的进展情况？
赵：早在2007年全美教师教育大学协会就开始强调了STEM教师的培训，当然它是为了保持全球经济的领导地位而提出的。
美国总统科技顾问委员会有两个报告，分别发布于2010年和2012年，一个关于基础教育，一个关于高等教育。在2010年关于基础教育的报告中特别提到，STEM教育将决定美国未来是否能够成为世界领袖，是否能够解决如能源、健康、环境保护和国家安全等诸多领域的巨大挑战。STEM教育还将有助于培养国际市场竞争所需要的能干且灵活的劳动力。
这个报告的最后结论是，为了提升STEM教育必须聚焦于培养和激励，并提出了7条建议，从标准到教师以及教育技术到学生、学校最后到国家。这两份提供给美国总统的报告，专门提到了STEM教育的现状和项目，有国家层面也有州级层面的，还有学区和学校层面的。从这里可以看到，从基层学校到国家政策，美国STEM教育的网络系统是如此的完备。
记：我比较关心STEM教育具体到学校课程的层面，究竟有哪些可供借鉴的案例。
赵：始于1997年、名为“项目引路”（Project Lead The Way， PLTW）的非营利性机构是致力于美国初中和高中开展STEM教育课程计划的重要力量，它的主席兼首席执行官甚至在2013年3月14日的美国国会听证会上作了主题发言，主题就是“STEM教育：产业与慈善计划”，聚焦于STEM教育在经济发展中的作用。
在它的网站上看到，STEM教育的特征在于，以活动为基础、以项目为基础和以问题解决为基础的学习，提供一种动手做的课堂体验。学生在应用所学到的数学和科学知识来应对世界重大挑战时，他们创造、设计、建构、发现、合作并解决问题。
记：这些特点不正是我们新课程改革原来所积极倡导的吗？而如今，我们中国的课堂又有多少还在这个方向上坚持呢？
赵：这是个值得研究的有趣现象。PLTW于2000年推出了独立的单元课程，高中课程叫Pathway To Engineering（PTE），初中课程叫Pathway To Technology（GTT）。具体看到那些课程名称，我震惊了——航空宇宙工程、生物技术工程、土木工程与建筑、计算机整合制造，当这些课程以活动、项目、问题解决为基础时，它们对孩子的培养带来了巨大冲击。还有，2008年推出了生物医学课程：人体系统、医学干预、生物医学创新……
记：这对于教育来说该具有多大的创新性和开拓性啊！
赵：的确如此。美国2013年度国家教师奖获得者杰夫·沙博诺，他是一名科学教师，但他的科学引入了STEM课程，他不仅改变了华盛顿州济莱高中传统的科学课，将数字技术和工程引入到科学，首创了该校的技术和工程课。他还发起过一些机器人的挑战，而在机器人课程中一定要运用到数学、技术、工程设计等知识。
还有托马斯·杰弗逊科技高中，这不是一所历史悠久的学校，但近几十年来特点非常明显，它以培养探究能力为核心的教学目标和以问题解决为核心的教学模式。它的很多选修课程都选用了STEM要求来做。“科学定理、定律、概念是简洁的，单向度的，而真实情境是复杂的，多维度的，当把单向度的知识应用于多维度的情境中，学生的思维路径就变得多元了。”这所高中不断鼓励学生这种多路径的方法。
“当我们和外界连通时，数字化资源和前沿动态就会顺势涌入；当给学生设置的问题就存在于现实生活中时，抽象的科学知识就具备了丰沛的实际意义。这就是为什么STEM课程既要上联数字技术，又要下达真实情境的原因所在。” 托马斯·杰弗逊科技高中的校长伊万·格雷泽如是说。
记：最后我还想问，对于STEM教育本身而言，未来有什么发展趋势？今天我们所谈的STEM教育在中国的学校里究竟有多远的路要走？
赵：STEM教育本身在不断扩展，如全球STEMx教育大会名称中STEM后的x就是最明显的扩大，这里的X代表着计算机科学、计算机思维、调查研究、创造与革新、全球沟通、协助及其他不断涌现的21世纪所需知识与技能，“其他不断涌现的”则表现出一种极大的“包容性”；另外，此次大会专题中多次出现的STEAM，这里的STEAM中的A即艺术（Arts）。同时，STEM教育的实施正在越来越多地与教育信息与通信技术（ICT）结合，而后者的引入为STEM教育的实施提供了更为丰富的方式和途径。
今天所谈的STEM，并不属于我们学校已有的具体学科内容，但却是今天的学生在走上社会后必定要面临的真实世界。它们在我们的学校课程中能否得以体现？如何得以体现？这是我们的课程专家和一线教师要思考的，或者说是我们的课程领导者尤其需要思考的。
STEM教育的提出，尤其是技术和工程教育的引入，是否会给我们现有的学科分类和课程设置、教学带来一种变革？我把这个问题留给自己，也留给读者。
记：谢谢您！