向世清

前一讲我们细致地给出了STEM规律的多种内涵性特点。至此，我们更为清晰地理解和认识到了其所描述的自然界的逻辑规律性。而其同时也代表了我们人类的思维认识与自然界之间相互作用所具有的程序性规律框架，这正是人类长期发展中通过不断积累所达成的认识高度，尽管可能尚未完善，但也已经是接近真理性的结果。正因为有了这种认识，我们人类与自然界和客观世界的关系才得以被进一步准确理解、正确利用，并能应对未知，我们也才有可能与客观世界和谐相处，达成一种所谓的“受限下的自由王国”状态。因此，这就是人类的活动所必须遵守的普适性自然法则。而教育也是人类的一种传承性活动，所以它也一定遵守这样的法则。那么，适用这一法则反过来会给教育带来什么样的深度影响呢？

自NASA开始探索新型科学教育后，人们就在逐渐探寻合适的新型模式，羟过边认识边改进，不断尝试了用STEM规律影响教育理念和行为的调整，从而更准确地促进教育演变，并反过来使教育可更好地为科技发展培育后备人才。在这一稍显漫长的努力过程背后，也已经显现出了教育本身不断得到促进的发展结果，人们对教育方式的改进方向也逐渐更为明确。因此，接下来我们具体阐述STEM规律带给教育的促进作用（注意：我們也就从讨论STEM规律升格到讨论STEM教育的规律了）。

这里，我们将首先基于前一讲所给出的细致特点剖析，对之前所提出的STEM究竟有什么规律内含于其中的一系列等价问题一一作归纳性回答，然后自然地过渡到解密STEM规律用于教育的作用上。

·STEM这些分开的学科究竟是什么？

答：代表人们原本分别定义的科学、技术、工程和数学。很多人将其理解为4种学科，但因其意义大于学科，严格意义上称4种“范畴”更合适;更有人建议称为4种“职业性（ professional）工种”。因此，需要更多思考前一讲我们所给出的各个内涵界定和意义。

·为什么要放在一起？

答：出于真实准确认识事物的全貌和全演变过程;出于它们反映了人类认识事物的不网层面、层次;出于它们代表了人们的认识反作用于事物的不同进程环节。它们本就是一体的，只是出于我们人类当初认识它们时分开更具方便性，才被分类从而分开的。放在一起，才是本原的、完备的。

·为什么可放在一起？

答：它们实际上是相互递进和相互依托的，在认识问题和解决问题时也只有包含所有、全面递进、结合使用才可彻底达到目标。它们是一个问题的不同方面，是解决问题进程的不同方法环节，总体合体才构成解决事物的完备方法论，缺一不可（人们早期解决问题时往往只用到1或2项，并不需要完全一起使用，那只是一种表象，是因为当时问题过于单一和简单。简单问题基本被解决后，如今剩下的都是更综合、复杂的问题，都具有更高的挑战性，所以方法论不全怎么可以呢）。

·放在一起又反映了什么新内涵？

答：它们一起构成了人们解释和解决问题的总体方法论，实际上汇成或者回归为一个整体独立的概念，上升到了认识论的基本原则和方法论高度。既超越了学科知识的简单相加，又抽象出了更具普适性的思维方法意义，由此可以广泛用来解释旧问题和指导解决新问题。从学习的角度而言，这是学习中要完成的顶级内容任务。

·我们真理解了放在一起的内涵和意义么？

答：客观地说，绝大多数人没有真正理解。甚至可以说，没有真正从事过科技创新研究（特别是参与过工程性工作，有过综合性思考和解决问题过程）的人，是很难真正理解的。单纯从事教育的人，如果不通过教育之外的途径和经历，也基本上没有可能真正理解。

·STEM又为何可以用至教育（图1）？STEM教育的本质究竟是什么（图2）？STEM教育触动和改变了教育的什么关键“神经”？

答：下面即将给出“真正捅破窗户纸”的回答。

STEM 之用于教育：教育借用科技方法论与过程形成新的教育模式

我们都知道，敦育是传递知识及其相关文化内涵等的行为与过程。自人类形成知识以来，甚至在知识被文化之前，人类的教育就已自然存在，可以说是与生俱来的。在教育中，被用来传承的知识（这里一定是广义的内涵）本身是依托于人自身、万事万物和客观世界而存在的描述性或总结性的传承内容，一直随着时代的发展而不断积累丰富。早期，多数知识更偏经验性。随着长期的进步和提升，知识便有了逐渐增强的科学性，并出现多种分类方式。例如，以科学（即分科的意思）学科而分类整理或者归纳（现代已经上升到知识管理层级），或以职业工作分类等，当然还包括有隐性和显性知识之分等其他意义上的分类法。人类历史上相当长的时段正是依据分类对知识进行针对性深化发展，所以才有现代各类学科的专业化，而且当今的专业化可谓更占主导。到今天，人类知识的总量和丰富程度越来越扩大到了惊人的地步，反映出人类对客观世界和自身的认识也越来越深入和升华。但不可否认的是，人类还有无穷的知识需要发现、认识和创新。

无论知识的多少，人类实施教育时，历史上总是存在着如何传承知识的所谓教育方式方法的问题，缩小一点概念，即存在着教学范式和教学法的问题，归根结底是解决如何教和如何学。为了说明STEM敦育是逐渐演变而来的教育模式的概念，以下我们简单叙述一下人类教育的演变历史，特别是关于教育方式方法的演变。

事实上，早期人类的教育基本不存在公共的形式，一般仅以家庭个人传承、长者经验授予徒弟的方式。后来，人类出现了教师的概念和角色，可能算是有了真正意义上的教育，此阶段教育的过程、方式大抵离不开“教师讲，学生按要求听、记、读、练、用”。到了17世纪，夸美纽斯作为一个开先河的教育家，创立了所谓的班级授课制，提出了高度概括规律的直观性、循序渐进性、巩固性的“三性”教学原则，正式奠定了教学论的科学理论基础。到19世纪，德国教育家赫尔巴特提出了阶段教学法，把教学过程分为“清楚、联想、系统、方法”4个阶段，成为“科学教育学的奠基人”。再稍后来，他的得意门生又将4阶段发展成为“准备、提示、联想、概括、应用”教学5阶段，更达成了教学模式的易于理解和推广使用。在此基础上，俄国著名教育家凯罗夫在其《教育学》一书中正式给出了对近代国际教育影响深远的教学活动“5环节”，即“组织教学、复习新课、讲解新课、巩固、作业”模式（事实上，我国的学校教育模式受此影响最大，几乎成为不可逾越的教育铁律。直到今天，很多教师和教肓研究者还信奉这是教育最好的甚至是教学唯一的模式！应该说，尊重传统与科学是对的，但也要看到和接受发展，与时俱进）。

应该说，在传统的环境条件和时代背景要求下，对于当时的知识情况，这些教学模式无疑具有先进性和科学性。只是，从19世纪下半叶到20世纪上半叶，随着科技的急剧发展，人类知识急剧增多并复杂化，单纯追求知识的记忆性复制式传承的教学法逐渐显示出明显的局限性，这些教学模式就迎来了进一步发展的要求。于是，美国教育家杜威提出了针对性的批判，他更追求教育的实用主义，所以他基于实验和研究开创性地提出了“做中学”，展现出更好的教学效果，从而成为普遍接受的新时期的教学原则。这一教学法增加了与生活情境的联系，更多关联了问题解决与验证的过程，实现了活动与探究实践的促进，为现代教学提供了新的思想和发展空间（而在我国，20世纪上半叶，受杜威的影响，曾有陶行知、陈鹤琴等中国著名教育家继承了“做中学”的思想并进行了深入的实践探索与适当改进，对我国后来的教育发展也形成了较大的影响）。