叶兆宁 周建中 杨元魁

编者按：随着信息技术的迅猛发展，人们越来越认识到科学素养、创新思维、科学态度与精神是21世纪人才所必备的素质，因而迫切需要与之相适应的以创新人才培养为本质的教育理念与方法。STEM教育顺应了这一时代要求，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，培养其综合解决问题的能力，促进其创新和批判性思维能力的提升。

本刊将陆续刊发系列文章，结合我国近年来STEM教育的研究与实践，围绕STEM教育中的核心问题，从课程设计、教师专业发展、教学模式、评价策略等方面展开研讨与分析，并运用教学实例说明如何通过STEM教育提升学生的综合素质。

英国科学教育学者Wynne Harlen在《科学教育的原则与大概念》中指出，能够用于解释和预测较大范围自然界现象的概念被定义为大概念（big ideas），她认为K-12年级学生应该掌握基本的科学概念以及与科学有关的概念。[1]随着美国《新一代科学教育标准》（2013年）的颁布与实施，围绕“大概念”开展科学教育以及将工程教育与科学教育结合成为国际科学教育的前沿和新理念。

“大概念”与STEM教育的关联

STEM教育并非简单地将科学与工程组合，而是将学生学到的零碎知识与机械过程转变成一个探究世界相互之间联系的不同侧面的过程。随着STEM教育的发展，“集成式STEM”（Integrated STEM）的概念逐渐明晰，它更加强调在STEM教育中四个领域之间有目的、有方法、有系统的整合。“集成式STEM”课程关注STEM素养、21世纪技能、STEM的工作愿景、兴趣和参与性、连接STEM学科的能力等五个方面。……