向世清
截至前讲的讨论，我们虽然给出了STEM教学的应用范畴，但我们其实还只是停留于利用STEM教学法转型当前教学法的概念。然而，具体的问题就来了。很多人立即就告诉我，说您讲的应用范畴似乎太大，我们搞实际教学的人好像还是不知道怎么使用，仍然难以下手。最为直接和关键的在于，比如我是教数学的，他是教化学的，怎么才能具体而准确地在我的学科内和课堂教学上实施呢？这一讲，我们就要从传统模式下的分科教学如何使用STEM教学等方面逐步递进解读。
我们现在的问题是，按照分科教学的概念，前述所讲的似乎是STEM应该只适用于多个学科交叉下的概念教学，而在单学科内部似乎难以实现。这个说法其实是没有从根本上理解STEM教学法的核心实质。所以我们这里必须再次重申STEM教学法的核心关键。
准确地说，STEM教育是一种利用科学方法论和问题解决思维逻辑，以实际问题关联各学科的知识包集的、串联起各种教学方式单元的、最终总成的、较大单元化的新型综合教学过程方法乃至模式。这就非常清晰地道出了STEM教学法的核心关键。也就是说，STEM教学法中最为关键的乃是问题解决的思维逻辑，它遵循着科学方法论。那么，相对于解决问题本身，解决问题所用的知识就是基础和前提。因为分学科的概念主要是针对知识而进行的，最终解决问题所用的知识是只有单学科，还是涉及到多个学科，就自然而然地将STEM教学法分成了单学科或者多学科分别予以实现。如果能够只用单学科的知识就可将问题解决，那么，此时使用STEM教学法实际上就必然是单学科内部了;而如果其中要用到多学科的知识，那么STEM教学法就自然延展到了多学科的情形。
一句话，这里的知识是不是局限在多学科要求，并不是问题的关键，最终应该要视解决问题时需要多少个学科的知识。虽然实际自然界中我们遭遇到的真实问题往往是多学科交叉的，这源自于自然规律基本是受多种因素融合影响的，但是自然界中其实也有许多问题本身就只受单个因素或少数几个方面的因素影响，这样的情形下实际的确用单学科的知识就足够可以解释或者解决了。此时，问题本身可以只用单学科就能解决，我们还用将单学科往多学科硬凑么？
另外，在传统的分学科教学中，我们在单学科的教学过程中，往往可以将问题局限在该学科内的知识范畴，仅仅寻求该学科内的规律认识，这其实是我们已经熟知的、在学科内的足够解决问题的方式。我们将其过程改造为STEM模式，其实只是改变了解决问题的过程，并没有改变解决问题本身（实际上是把解决问题的过程更好地从教学的角度实现了学生的过程经历，这对教学改善的意义是重大的）。所以，我们可以这样说，无论如何，我们在STEM中只是必须包含和实现“利用知识解决问题”，至于说用到的知识是单学科还是多学科则都是可以的。
按照这一逻辑进一步推理，参照图1，我们可从规律上将STEM教学法的使用方式分成以下4种基本方式（这4种基本方式也已在一定程度上得到了较为深度的探索，均已证明其具有较传统的教学法更为适应当代教学的效果效能）。
（1）单学科或学科内STEM。无论是哪一个学科，总是存在着概念与知识。利用问题法（或称为“设问法”）形成知识的教学过程即便是在传统的教学模式（包括应试教育）中也是常见的。当我们在学科内引入STEM教学法时，我们最大的变化便是将原有的简单由提出问题到基本上是直接给出答案（而且通常是标准答案），转变成为一个所谓的“拉长的过程”。这个“拉长”的意思其实就包括了将凝练出问题的过程拉长;将寻求解决问题的知识（包括知识理解性的全学习过程）的过程拉长;将利用知识建立预设答案，然后实验和验证预设答案是否合理和准确的过程拉长，最后进一步将答案是实现更多的延展应用的过程拉长。这样的一种“拉长”虽然可能占用了更多的时间，但是却实现了更好的深度学习，在建立有关知识的高阶思维、理解深度，甚至是关于知识的理解性记忆上实现了更高的能级和成效，而且更多地建立了知识之间的关联，这样就极大地减轻了有关“复习”的压力和过程，取得了时空上的转换。在这样的意义下，即便我们不关注跨学科教学，在原有的单学科教学法中采取更多的学科内STEM模式，也会极大地转型当前教育的能效（这就是我们前面所讲的，九步法最终带来的是“七个维度建构”而不仅是一维知识建构）。所以，单学科STEM教学在当前的教育中一定是绩效斐然、势在必行、必不可少的。
（2）多学科或数个学科并举的STEM。与单学科不同的是，这里出现于STEM过程用于解决问题（或回答问题）的知识可以是2个学科甚至多个学科。不过，这些学科的知识都是并行地用来回答所具有的问题，各个学科的知识之间却并没有相互交叉和融合，各个学科的关联性没有必要反映出来。这样的教学对于学生而言，就好比面对同样一个问题，各个学科都各自按照STEM模式给出答案，但最后增加一个将各个学科的答案拼成一个“合成”答案（类似于第一条答案是物理的，第二条答案是化学的，诸如此类）的过程，像是从各个学科都给出了关于问题的答案然后并排放在一起。这样做的好处是，学生可实现多种学科面向真实问题的理解和思考，并最终在各个学科逐步建立有关问题的“全面却较为肤浅”的认识。不可否认的是，这种“并行”仍然会比单学科教学和单学科STEM教学取得更多的好处，包括不同侧面理解和解决问题、多角度思考与解决问题、更为多方面地建构知识联系（至少依照同一问题建立了不同学科知识之间的简单联系）等。在较为简单的情况下，这种教学模式还可在一定程度上节省教学时间的花费。比如引入同样一个问题在多学科分开教学时需要各自引入一次，现在卻总起来类似于只需要一次。在今天的教学法转型中，我们很提倡采取这种类似“拼盘”的教学法。不过，也因为它只是一种“拼盘”，所以在实现STEM教学的角度只是一种低水平的层次，如果可以的话，还是尽可能提升到“学科交叉”型STEM。
（3）学科交叉型STEM。与多学科STEM不同的是，这里虽然一样出现了多个学科，但这些学科之间却不再仅仅是一种“并行的拼盘”，而是在知识的内容上具有了不同学科之间的相互渗透和交叉。我们不再仅仅停留在各个学科的并行回答问题之上，而是将各个学科进行了知识内在联系上的深度理解，然后将几个学科的知识最终只形成一个“建立了学科知识之间的规律”的答案。这样，我们对于多学科的知识的理解会再上一个层次，这样的知识理解也更加符合知识的本原，更加具有对问题解决的科学性和准确性，也更能反映自然界有关该问题的本质。严格意义上，STEM至少应该追求这样一种结果，因为这样的结果才是较为准确地实现了“STEM”，即在各个学科知识之间形成了有关S、T、E、M之间规律性的整合（请大家回至前述章节回顾理解STEM各个范畴之间的规律性关联）。从目前的STEM发展而言，实现这一结果正是目前大多数教师难以做到和做好的。这不仅是STEM各个范畴之间关联规律理解的难度，更是将各个学科的知识依照STEM规律理解和建构交叉联系从而实现真正深度学习的难度。所以，这里就需要教师加强学习，真正达成STEM的准确掌握。
（4）学科融合型STEM。这种情况下，有关问题解决的各个学科的相关知识会发生整体的“聚会”，不会“缺席”或“漏掉”任何学科的相关知识。同时，各个学科知识之间真正实现了“融合”，彼此只为解决问题而存在，但不需要分清属于哪一学科。最终，“回答”问题的答案也只有一个，那就是已经模糊了学科知识概念的一个“真正全面总成”的答案。严格意义上，这是最终的STEM状态，但做到这一点极难。事实上，在学生知识有限和阶段学习的情况下，做到这一点几乎是不可能的。不过，我们还是要坚持趋近这一结果。因为，这是学生学习知识的终极目标，实现了这一目标，学生的知识也就接近完整、全面、可用、可创新了。
说到这里，不管您教什么课，无论什么学科，我相信，您总可以采取一种STEM教学模式，最终，转型您新时期的教学，乃至教育成效。
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