向世清，博士，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所研究員。長(zhǎng)期從事激光物理與工程技術(shù)的前沿研發(fā)，是參與產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略與決策咨詢、基礎(chǔ)教育改革咨詢、科技創(chuàng)新中心發(fā)展戰(zhàn)略設(shè)計(jì)等多領(lǐng)域戰(zhàn)略專家，也是上海市最為活躍的科技創(chuàng)新教育專家之一。

（2）STEM教學(xué)法的過(guò)程在這里描述為“九步”。這是一種人為的劃分法，也可以說(shuō)是我建議的劃分法。這樣的劃分十分必要。雖然在實(shí)際的學(xué)習(xí)中任何一個(gè)研究性學(xué)習(xí)和探究活動(dòng)內(nèi)部并不存在這樣的一種步驟劃分界線，但是在學(xué)生心中建立起這些步驟，毫無(wú)疑問(wèn)會(huì)給他們的學(xué)習(xí)帶來(lái)極大的幫助。這是因?yàn)?，?duì)整個(gè)研究性學(xué)習(xí)和探究過(guò)程進(jìn)行適度劃分，既是對(duì)過(guò)程的基本實(shí)現(xiàn)確保有效推進(jìn)的關(guān)鍵，又是對(duì)過(guò)程的準(zhǔn)確和規(guī)范實(shí)現(xiàn)管理的基礎(chǔ)。而且，因?yàn)檫@些劃分，學(xué)生的一個(gè)STEM項(xiàng)目的全部學(xué)習(xí)過(guò)程就會(huì)更加清晰地演變?yōu)橐粋€(gè)類似“帶有某種規(guī)范但又并不是完全嚴(yán)格苛刻的軌道”的流程，就可以使他們更準(zhǔn)確地理解過(guò)程的邏輯和要求，從而對(duì)全過(guò)程的發(fā)展方向、演變邏輯和遞進(jìn)順序有清晰的掌握。此外，這種劃分還更利于他們將過(guò)程再細(xì)分為一個(gè)個(gè)小型任務(wù)單元，總體上使全部任務(wù)通過(guò)分解而變得相對(duì)簡(jiǎn)單和容易，并在按照各個(gè)任務(wù)單元漸次地實(shí)現(xiàn)總體任務(wù)的推進(jìn)和達(dá)成的同時(shí)，對(duì)各個(gè)任務(wù)單元可以逐個(gè)地更多深化理解和體會(huì)，然后還可能在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的再思考和再組配。最后，從可行性角度看，按照此種步驟過(guò)程，學(xué)生也可以更好地提前做好計(jì)劃、設(shè)計(jì)方案并前瞻預(yù)判可能會(huì)發(fā)生的各種問(wèn)題。總之，階段的劃分使得學(xué)生可以將解決問(wèn)題的方法論的所有核心內(nèi)容化為一種實(shí)際的操作性技法，使學(xué)生的學(xué)習(xí)可以更多自主化，依靠自己即可完成后續(xù)的不斷推進(jìn)（很多時(shí)候，能夠劃分出步驟，就已經(jīng)表明設(shè)計(jì)計(jì)劃和方案可以算完成一大半了）。

其實(shí)，這就是在教給學(xué)生一種過(guò)程方法論。任何一個(gè)學(xué)生在類似這樣的過(guò)程中有了這種方法論意識(shí)，今后就可以將其遷移至其他的研究與探究過(guò)程中，從而變得真正算是“學(xué)會(huì)了”。這才是方法論的價(jià)值，這也才是學(xué)習(xí)中乃至學(xué)習(xí)本身最為重要的。

那么九步的每一步具有什么樣的意義和要求呢？

第一步：選定主題或問(wèn)題。這一步具有非常關(guān)鍵的意義（所以這里會(huì)多花一些篇幅予以闡述），因?yàn)槿魏我粋€(gè)學(xué)習(xí)者首先需要明確他在已有的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上繼續(xù)下一步的學(xué)習(xí)目的。這第一步實(shí)際上是在當(dāng)時(shí)當(dāng)下選擇學(xué)什么?？陀^上，對(duì)學(xué)什么而言，存在著有意學(xué)習(xí)和無(wú)意學(xué)習(xí)，一個(gè)學(xué)習(xí)者在前行邁向未知世界的時(shí)候，對(duì)于其前面的道路上將會(huì)遇到什么樣的或者想學(xué)什么樣的學(xué)習(xí)內(nèi)容，并將其表征為當(dāng)前的“主題”或“問(wèn)題”，既可能是有意識(shí)選定的，又可能是隨機(jī)遇上的或者隨心所至的（所以，選定主題有時(shí)是刻意的，有時(shí)是隨機(jī)的?？桃夂碗S意可以適當(dāng)考慮兼有，但大多數(shù)情況下還是刻意更好，或者通過(guò)一定的過(guò)程將隨意上升為刻意，讓刻意中包含隨意。當(dāng)然，學(xué)生自身可能做不到刻意，那太正常了。笑）。人的終身學(xué)習(xí)由一個(gè)人自身從小到大的時(shí)間演變性學(xué)習(xí)片段所連續(xù)組成，每一個(gè)前面的學(xué)習(xí)片段都影響著后續(xù)緊跟的學(xué)習(xí)片段并對(duì)未來(lái)片段的選擇作出方向性影響（如果很順利的話，這種影響會(huì)造就順利的正向積累;如果有時(shí)不順利，則會(huì)形成過(guò)程的反復(fù)和折向，雖然有著其他方面的好處，比如增加橫向的拓展性與鍛煉抗挫折的積極性，但總體上會(huì)對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)連貫性造成一定的負(fù)面影響。特別的不順利還會(huì)導(dǎo)致學(xué)習(xí)信心的破壞與動(dòng)力的暫時(shí)影響，并在后續(xù)的學(xué)習(xí)中留下多方面的陰影）。所以必須強(qiáng)調(diào)，選定不同的主題或問(wèn)題既具有對(duì)終身學(xué)習(xí)全過(guò)程的極大影響，也很現(xiàn)實(shí)地決定了學(xué)生當(dāng)前學(xué)習(xí)的好奇心與興趣是否可以得到好的滿足，從而決定了其學(xué)習(xí)動(dòng)力的強(qiáng)弱和實(shí)際學(xué)習(xí)過(guò)程的心態(tài)情緒及堅(jiān)韌程度。

“萬(wàn)事開(kāi)頭難”，選定主題是一個(gè)極為重要的決策環(huán)節(jié)。那么，究竟是讓學(xué)生自己選題還是由教師幫助完成呢？這不能一概而論，有時(shí)需讓學(xué)生，有時(shí)則又必須具有教師的介入（我個(gè)人認(rèn)為大多數(shù)時(shí)候教師必須介入指導(dǎo)）。這一點(diǎn)上，可以從學(xué)生和教師兩方面看。

對(duì)于學(xué)生而言，很多時(shí)候是依照其自身當(dāng)下的學(xué)習(xí)遞進(jìn)需求和興趣發(fā)展關(guān)注，加上少量的機(jī)會(huì)機(jī)遇決定當(dāng)下的選擇的。特別是有這樣一種情況，即：前面他正在學(xué)習(xí)什么，會(huì)對(duì)他接下來(lái)學(xué)習(xí)什么形成直接的決定要求，從而形成學(xué)習(xí)的連貫性，直到他認(rèn)為或被告知他已經(jīng)將某一方面的知識(shí)暫時(shí)學(xué)完了（這一點(diǎn)，可以由教育學(xué)上的建構(gòu)主義教學(xué)理論和當(dāng)前已經(jīng)興起的聯(lián)通主義教學(xué)理論合起來(lái)進(jìn)行解釋。依據(jù)建構(gòu)主義理論，他會(huì)主要根據(jù)已有的知識(shí)自動(dòng)——順理成章地、水到渠成地——建構(gòu)形成接下來(lái)要學(xué)習(xí)建構(gòu)的知識(shí)。就像砌墻，下一塊磚頭用什么樣的最好，是由已有砌成的墻的形狀等要求所決定的。而依據(jù)聯(lián)通主義理論，當(dāng)前如果他同時(shí)有很多下一步想要學(xué)習(xí)的知識(shí)要求，學(xué)哪一方面此時(shí)都可以時(shí)，又恰好遇到的偶然機(jī)會(huì)提供了某一方面的學(xué)習(xí)可能，正好匹配上其中的某一方面時(shí)，他便會(huì)依照機(jī)會(huì)的可能，變向所匹配的學(xué)習(xí)內(nèi)容。聯(lián)通主義教學(xué)理論說(shuō)的就是因?yàn)楦鞣N信息的聯(lián)通提供給學(xué)生選擇機(jī)會(huì)，讓學(xué)生可以關(guān)注到新的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)與要求，所導(dǎo)致的一定程度的輔助性學(xué)習(xí)選擇。所以最終的選擇是由已有的知識(shí)基礎(chǔ)和遭遇的下一步感興趣的學(xué)習(xí)內(nèi)容共同決定的）。但是，一個(gè)學(xué)生自身所進(jìn)行的這樣的選擇往往只能提供學(xué)習(xí)的方向，對(duì)一般方式的學(xué)習(xí)是適合的、可行的，對(duì)形成STEM方式的學(xué)習(xí)卻是不夠的。為了確定一個(gè)STEM選題，還需要考慮更多的方面，而這些方面對(duì)于一個(gè)還處于學(xué)習(xí)階段的學(xué)生而言，一般是超出了他可能具有的決策考慮能力的。那么，教師在這里提供很好的指導(dǎo)性幫助就很務(wù)實(shí)和必要。

對(duì)于教師而言，在幫助學(xué)生選題時(shí)，其更多地屬于對(duì)STEM項(xiàng)目的框架進(jìn)行設(shè)計(jì)的范疇（當(dāng)然是為學(xué)生而設(shè)計(jì)的，而不是為自己或純粹為了完成教學(xué)任務(wù)）。在這里，教師不僅要依據(jù)學(xué)生的知識(shí)建構(gòu)和興趣發(fā)展等需求考慮，更要從當(dāng)前的STEM項(xiàng)目的題目大小、知識(shí)范疇、技能包容、實(shí)踐可能、探究空間、學(xué)習(xí)效率、拓展走向等方面，給予學(xué)生朝向高效目標(biāo)和高效過(guò)程的原則性和引導(dǎo)性輔助。

一個(gè)好的STEM項(xiàng)目選題，必須具有以下幾點(diǎn)特征。

（i）選題本身是一個(gè)問(wèn)題。如果不是問(wèn)題，則不值得探究和研究。尤其是，這個(gè)問(wèn)題最好是現(xiàn)實(shí)生活中的真實(shí)問(wèn)題，否則容易陷入紙上談兵的漩渦。STEM崇尚解決真實(shí)的問(wèn)題。

（ii）選題必須具有一定的知識(shí)范疇界限，即既可以容納有一定的知識(shí)包集，又不至于給出在此項(xiàng)目中需要學(xué)會(huì)過(guò)多知識(shí)的要求。

（iii）該知識(shí)包集必須依據(jù)某個(gè)主題而集合，最好是一個(gè)概念專題（在美國(guó)的科學(xué)教育中稱之為“大概念”，后續(xù)我們將更多介紹），且具有一定的挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)難度。如果包集的知識(shí)容納空間太小，概念過(guò)于簡(jiǎn)單，很容易就實(shí)現(xiàn)掌握，缺乏對(duì)學(xué)生當(dāng)前學(xué)習(xí)的挑戰(zhàn)性（挑戰(zhàn)也不能過(guò)高，這里遵循“多跳一跳夠得著”的原則），則會(huì)形成學(xué)生的動(dòng)力缺乏，然后就會(huì)讓學(xué)習(xí)索然無(wú)味，那就完全不是STEM的風(fēng)格。

（iv）該知識(shí)包集必須是跨學(xué)科性的，或者反過(guò)來(lái)依據(jù)真實(shí)的事物現(xiàn)象或事件所對(duì)應(yīng)的概念中可能包括的各個(gè)學(xué)科的知識(shí)而存在，而不是刻意將其限制在某個(gè)學(xué)科（如果特殊地為了實(shí)現(xiàn)某個(gè)單學(xué)科概念的教學(xué)而采用STEM教學(xué)式，也是可以只界定在單學(xué)科內(nèi)的，但是最終可能會(huì)失去STEM中自然解決問(wèn)題的知識(shí)拓展優(yōu)勢(shì)）。

（v）必須使得學(xué)習(xí)過(guò)程中可以設(shè)計(jì)融入實(shí)踐性和探究性環(huán)節(jié)，而且這種環(huán)節(jié)居于更為重要和主要的地位，沒(méi)有這種環(huán)節(jié)就會(huì)失去STEM教學(xué)法的本義。其中可以適用和鍛煉學(xué)生什么樣的和哪些技能，更需要仔細(xì)考慮。一般地，一個(gè)簡(jiǎn)單的不值得探究和實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題是不可能提供這樣的技能鍛煉空間的。

（vi）有利于更好地促進(jìn)深度學(xué)習(xí)和拓展探究。這里說(shuō)的是學(xué)生不僅可以將需要學(xué)習(xí)的知識(shí)以多種方式學(xué)深學(xué)透，而且可從現(xiàn)有的知識(shí)范疇，順著自身的拓展興趣走向關(guān)聯(lián)到具有自身個(gè)性化特點(diǎn)的知識(shí)內(nèi)容，更好實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的個(gè)性化，并延展出每一個(gè)學(xué)習(xí)者不同的拓展可能和發(fā)展走向。