2024年12月22日，河南省2024年义务教育师资薄弱环节改善暨中小学教师素质提升工程万名优秀中青年教师培育计划小学科学班进入第三天，东南大学儿童发展与教育研究所副所长柏毅教授作了《STEM教育：科学与工程实践的理论与应用》的主题报告和实践教学。

柏毅：东南大学“百研工坊”创始人，东南大学儿童发展与教育研究所副所长，教授、研究生导师，教育部全国中小学科学教育专家委员会委员，教育部“国培计划”科学类项目专家库专家（东南大学）首席专家，教育部全国中小学实验教学精品课评委，教育部学位中心学位论文评委，江苏省第五期“苏教名家”培养导师，中国少年宫协会科学教育领域特聘专家，人民教育出版社《中小学科学教育》期刊编委，中国教育学会科学教育分会常务理事、副秘书长，中国青少年科技教育工作者协会科学教师教育专委会委员，主编《做中学在中国》《儿童发展早期前沿研究》《全国小学科学优秀教学设计案例》《人工智能实验教材》《科学探究实验》等。

STEM教育过时了吗？

“STEM教育过时了吗？”上午的主题报告《STEM教育：科学与工程实践的理论与应用》一开始，柏毅教授便向学员们抛出了这样一个问题。他回忆起自己曾到一个经济不太发达的地方去讲学，与当地一位领导谈起STEM教育时，没想到那位领导竟然鄙夷不屑地说：“STEM教育？外国的东西，我们不学！”柏毅教授深有感触地说：“看来经济不太发达的地方，首先改变人的思想观念很重要啊！”

2023年11月，联合国教科文组织决定在中国上海设立国际STEM教育研究所，这是联合国教科文组织一类中心首次落户中国，而且是在欧美之外设立的首个全球性的一类中心，对中国乃至全球的STEM教育发展都具有重大战略意义。柏毅教授说，这表明STEM教育不仅没有过时，而且成为包括中国在内的许多国家的发展战略。

柏毅教授向学员们介绍了STEM教育从美国源起的过程，并提出了对于STEM教育的解读：在众多孤立的学科中建立一个新的桥梁，为学生提供整体认识世界的机会，通过把这四个领域内学科知识和技能的教与学整合到教学中，使学生学习的零碎知识变成一个互相联系统一的整体，以消除传统教学中各学科知识割裂、不利于学生综合解决实际问题的障碍，是一种跨学科的学习方法。（课内+课外）

对于STEM教育中的四个学科应该如何理解呢？柏毅教授提出，STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）四个英文单词首字母组成的缩写。科学：让学生试图理解自然世界，通过收集实证经验，基于证据测试想法，给出合理普适的答案。如物理、化学、生物、环境科学等。强调“合理、合理、再合理”。技术：源于工程设计，可通过改造自然以满足人类需求。如工业技术、信息技术等。强调“提高、提高、再提高”。工程：用科学和数学知识系统化地设计产品和工艺，从而满足社会的需要。强调“妥协、妥协、再妥协”。数学：是基础工具，学生运用数学，通过逻辑证明解释模式和关系。强调“精确、精确、再精确”。

谈到STEM素养问题时，柏毅教授强调，STEM的问题一定是从生活中来，从真实情境中学习。STEM教育培养的是学生综合运用多学科知识解决问题的能力。强调培养学生严谨的科学思维是STEM教育一个重要的目的。

柏毅教授还提出STEM课程的六大特征：①融合S、T、E、M四个要素；②以工程设计过程为主导；③关注现实问题，注重在真实情境中学习；④以学生为中心——主动实践；⑤学生进行合作学习，参与整个STEM课程；⑥结果开放，允许多个正确答案。

柏毅教授介绍说，2018年12月，美国白宫发布了STEM教育新的五年战略计划——“北极星计划”，成为美国创新人才培养的驱动力量。2017年6月，中国教育科学研究院STEM教育研究中心成立，发布了《中国STEM教育白皮书》，并启动了“中国STEM 2029创新行动计划”。2017年12月，河南省STEM教育研究中心成立，在省级教育行政部门层面开创了先河。希望我们大家共同努力，为中国的STEM教育发展和拔尖创新人才培养作出贡献。一起制作“古法湿版相机”！

下午的跨学科主题学习环节，柏毅教授在播放了一段关于湿版相机的视频后，为学员们出了一道跨学科主题学习作业题：借鉴湿版相机原理，设计制作简化模型，通过可调焦距实现不同景深物体清晰成像功能。

纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。各小组拿到提供的项目活动材料后，从一开始的毫无头绪，到经过讨论后提出初步设计思路；从一次次动手尝试的失败，再到一点点修改的完善……1.0版作品终于成型了，走上台来展示一下，并讲一讲你们的设计思路吧。

经过第一次小组展示，各小组或根据专家的点评意见，或借鉴其他小组的成功经验，再次设计出经过改良优化的2.0版，并进行了第二次的小组展示——我们的1.0版作品原来存在什么问题，后来进行了怎样的优化和改进，现在的成品效果如何。虽然它依旧并不完美，却是小组全体成员集体创造的全世界独一无二的作品。

山重水复疑无路，柳暗花明又一春。对于学员们来说，一个下午的团队合作，不管是刚开始的手足无措、苦思冥想，还是到后来的峰回路转、豁然开朗，都是一次次宝贵的实践体验。相信他们也会把柏毅教授带给他们的这份宝贵体验带回学校，带领更多的学生在探索STEM教育的道路上不断砥砺前行。