（1.美国纽约州立大学布法罗分校教育学院；2.首都师范大学教育学院）
尽管对STEM教育有各种不同的理解，但一个普遍认同的关键方面是科学、技术、工程和数学的跨学科学习，即综合STEM教育[3]。这是因为科学、技术、工程和数学虽然是既定的学校科目，但跨学科学习方面存在不足或需要加强。跨学科STEM教育与科学、技术、工程和数学的学科教育在概念理念和实践上有着明显的重叠[4]。虽然STEM教育强调整合，但它并非K—12教育的单一学科；它并不取代学校中的科学、技术、工程和数学等单独学科。
一、STEM教育方法
STEM教育有很多方法。在这里，我们介绍3种常见的方法：工程设计、基于项目的学习，以及创客空间。
工程设计
设计是工程的核心要素[5]，可以用于STEM教育的课程设计和教学实施。Roehrig等人基于对有效综合STEM教育课程和教学的全面文献回顾[6]，确定了高质量综合STEM课程和教学的7个基本特征。这7个特征在综合STEM课程与教学的设计和实施中是有机联系并系统执行的（如图1）。
情境整合综合STEM学习应以科学、数学、技术和／或工程的具体内容知识为基础。换而言之，STEM学科内容为综合STEM学习提供情境。
内容整合除了特定内容外，综合STEM学习还应促进STEM学科内容的整合与衔接。这种衔接可以通过多学科和跨学科的方法实现。
参与真实的STEM实践在综合STEM学习中，学生应该有机会参与STEM实践。STEM实践的核心是基于证据的推理，如论证和数据科学。学生应利用自己的文化和个体知识，在应用STEM实践方面表现出能动性。
21世纪技能综合STEM学习应支持21世纪劳动力技能的发展。21世纪技能包括协作、沟通、批判性和创造性思维，以及解决问题的能力。
STEM职业综合STEM学习应该让学生接触到各种STEM职业，并促进学生对STEM职业的兴趣。
基于项目的学习
基于项目的学习（Project-basedlearning，PBL）这一概念源远流长，可追溯至100多年前约翰·杜威关于“将学习视为日常问题的探究”的初始思想。然而，当今的基于项目的学习理念是基于对学生学习方式的深入研究而形成的，特别是融合了建构主义、情境学习、社会文化学习和认知工具理论[7]。在K—12课堂中实施基于项目的学习的方法有很多[8]。在STEM教育中，Krajcik和Blumenfield提出了基于项目的学习的几个关键特征[7]。
协作基于项目的学习是一种涉及包括教师、学生及其同伴在内的协作过程，他们共同构成了一个学习社团。协作并非学生天生就具备的能力，而是一种需要在学生身上培养的特殊技能和态度，比如言语交流（包括讲话和手势）就在协作中必不可少。教师需要向学生展示高效的协作模式，而学生则应当学会重视并参与高效协作，以便共同解答驱动问题。
创客空间
创客空间是一个允许参与者共同合作，创造知识、物理或数字产品的场所[11]。所谓的“制作”（Making）是指“在艺术、科学和工程领域中，各个年龄段的人们融合数字和物理技术探索创意，学习技术技能，并创造新产品的一个创造性生产过程”[12]。如今由创客空间所推动的创客运动可以被看作是木工、手工艺和电子等传统爱好的现代延伸。创客空间不一定涉及复杂的技术，虽然现今大多数创客空间都采用了数字工具。最初的创客空间多设在校外场所，如博物馆、社区中心和公共图书馆等。随着廉价硬件的普及，数字制造技术的易于获取，以及软件和设计的共享，人们对于将创客空间引入K—12学校并将其完整地融合到学校课程中表现出了越来越浓厚的兴趣。
将创客空间引入K—12学校教育是以Papert的建构主义学习理论为前提的：当学生利用特定工具（如Logo编程）参与制作可共享的作品时，学习便得以发生[13]。具体来说，创客空间为科学、数学、工程和技术等多个学科提供了一个融合点，从而为综合STEM学习提供了机会。创客空间的共同特点是创造实物，但由于其目标和用途的差异，其设计和实施在本质上也各不相同。
使用创客空间进行综合STEM学习关键在于将创客空间视为一个“为特定群体使用而专门设置的空间，这个空间构建了一个围绕实践操作的实践社区”[13]。学习便是通过在创客空间内开展的活动而发生的[11]。Mersand在2021年的一项研究中，通过将活动理论应用于创客空间，展示了这些活动的不同组成部分[11]，图2中详细展示了这一点。
Mersand对创客空间的研究进行了全面的文献回顾[11]，指出不同的创客空间在活动组件的概念化和实际操作上各有侧重，创客空间已经发展成为一种国际性的运动。
参考文献
[2]HolmlundT,LesseigK,SlavitD.Makingsenseof“STEMeducation”inK-12contexts[J].InternationalJournalofSTEMEducation,2018,5:32.
[3]NationalResearchCouncil[NRC].STEMIntegrationinK-12Education:Status,Prospects,andanAgendaforResearch[M].Washington,DC:TheNationalAcademiesPress,2014.
[4]MooreTJ,JohnstonAC,GlancyAW.STEMintegration:Asynthesisofconceptualframeworksanddefinitions[A].In:JohnsonC,Mohr-SchroederMJ,MooreT,EnglishL.HandbookofresearchonSTEMeducation[C].Routledge,2020:3-16.
[7]KrajcikJS,BlumenfeldPC.Project-basedlearning[A].In:SawyerRK.TheCambridgehandbookofthelearningsciences[C].NewYork:CambridgeUniversityPress,2005:Chapter19,317-333.
[8]CondliffeB,QuintJ,VisherM,BangserMR,DrohojowskaS,SacoL,NelsonE.Project-basedlearning:Aliteraturereview[R].MDRCworkingpaper,2017.
[9]PetrieHG.InterdisciplinaryEducation:arewefacedwithinsurmountableopportunities[J].ReviewofResearchinEducation,1992,18:299-333.
[10]NGSSLeadStates.NextGenerationScienceStandards:ForStates,ByStates[M].Washington,DC:TheNationalAcademiesPress,2013.
[11]MersandS.Thestateofmakerspaceresearch:areviewoftheliterature[J].TechTrends,2021,65:174-186.
[12]SheridanKM,HalversonER,LittsBK,BrahmsL,Jacobs-PriebeL,OwensT.Learninginthemaking:Acomparativecasestudyofthreemakerspaces[J].HarvardEducationalReview,2014,84(4):505–531.
[13]HalversonER,SheridanK.Themakermovementineducation[J].HarvardEducationReview,December2014:495-504.