文/Mike
要讲题目里面的这个问题，我要先讲一下最近很火的STEM教育，因为这个问题，是我在调研STEM教育的时候，想到的，各位看官稍微有点耐性，我们先说说STEM教育，那么他们经常挂在嘴边的STEM或者STEAM教育到底是什么？从哪里来的？有什么用？到哪里去？我们该怎么做？这篇小文章会告诉大家所有的答案。
STEM或者STEAM在哪里？
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仿佛一夜之间所有的教育机构不说说自己的STEM理念，都有点不好意思说自己是做教育产业的了，商场里面的儿童手工课、机器人编程、小小创客都给自己贴上了STEM的标签，然而，它仅仅是一个时髦的标签吗？我们真的知道STEM的内涵吗？来自美国就很厉害吗？国家支持又是什么？那些商家天天这么讲，我觉得我们首先就得先学会质疑，学会批判。
批判在中文里面带有消极和否定的含义，而作为一个哲学概念，他的希腊文（Kritik）意思是分辨、判断、评论，虽然也有一些否定的意思，但是他更多的是代表理性的自省，实则是积极的。
STEM是什么？
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STEM字面意思是四个单词的首字母缩写science（科学）、technology（技术）、engineering（工程）、mathematics（数学）。
后来一些教育工作者觉得应该加入art（艺术）也有人觉得这个A应该代表application（应用），从STEM的初衷看来，我个人比较倾向于application，但是为什么在工程领域要加入art，部分人觉得美国苹果公司就是在工程技术与艺术完美结合后，才创造和引领了科技产品的设计风潮，并创造了巨大的经济价值，于是这个词有的时候变成了STEAM。然而国际上认可的标准简称还是STEM。
下面是STEM教育联盟的网址STEM Education Coalition，这个机构主要是提高美国国家和政府等教育机构对STEM教育在未来人类社会发展中能起到关键作用以及美国能继续保持领先优势的认识。另外他们认为国家必须改善学生学习科学、数学、技术、工程的学习方式。
这个机构是美国的，所以他们主要是为提高美国政府和机构的认识。然而我觉得这个计划是对全人类都是有积极作用的。
可以理解为STEM是美国鼓励学生主修科学、技术、工程和数学等相关自然科学类专业的鼓励计划，并不断加大对这块的教育投资，培养学生的科学素养。
在美国有很多stem专业，只要是这些专业毕业的，对于留学生而言在美国可以比其他专业的学生多实习2年（普通专业的OPT有效期只有1年），也就是毕业后可以在美国毕业实习3年，3年内如果有公司愿意接收你，雇用你，就可以转成工作签证，美国政府希望能聚集世界上相关专业的人才。
STEM究竟是什么呢？
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STEM本身是那么几个单词的合并简称。
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STEM专业是改变和促进人类生产力发展和推进技术的进步的基础性专业，是美国主要在教育领域政策倾斜和大力投入的专业合集。
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STEM计划是美国用来促进STEM人才培养的一项教育激励政策。并且美国在STEM教育方面的资源倾斜从1986年的本科教育开始逐步覆盖到教育的所有阶段，包括K-12阶段（类似国内的义务教育阶段，K是kindergarten），并且已经制定了很多政策性的鼓励措施，做了很多实质性的工作，比如建立相关课程和实验室，培养相关老师等。
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STEM教育方法是一种重视实践与理论结合，培养学生独立思考和解决问题的内在能力以及科学技术素养。
为什么STEM重要？
最近20年，科技的发展速度完全是爆炸式的飞跃，今后几十年我国能不能在科技领域拥有持久的竞争力，主要取决于掌握STEM专业技能的人才数量，特别是创新型人才。
面对未来的挑战，下面的几个问题得谈谈。
0、在学习之前，我们大多数人从来没有弄清楚我们人类的学习能力究竟是怎么回事？也就是认识论的问题。
0.1 聪明的小孩
我们身边很多小孩，感觉不用费什么劲去学习，学习成绩却非常好，很多人想不清楚这个问题，碰到学习成绩很好的孩子，最后只能懵懵懂懂的归结为老师同学和邻居的口头结论，那小子就是聪明，没办法，记忆力超级好，过目不忘。
然而我的经历却告诉我们，那个真正学习超级好的同学，并不是埋首书海，茶饭不思，眼镜比瓶底还厚的人。而是那种玩什么都能玩的特别溜的人，感觉上天简直就是太偏爱他了，你跟他打电脑游戏，不见得打得过他，你跟他玩篮球，发现他比你战术灵活，你跟他玩四驱车，发现你的四驱车就是跑不过他。并且一部分这种同学并不是从小就这么优秀，很多同学是在小学高年级或者初中突然间开窍了。后来工作也特别顺，人生一路开挂。
当然了，还有一种小孩特别会读书，以至于后来大学毕业了，不读研究生，就不知道自己该去干什么？读了研究生，不读博士，也不知道自己该干什么？读了博士，再读博士后，最后在一个狭窄的领域做科学研究或者在事业单位里面郁郁寡欢。
0.2 答案（部分答案，还有部分涉及到教育学，心理学）在哪里？
那么这里面究竟藏着什么秘密？那就一定要对人类的认知过程和认知能力做一番考察。
当然了，我也是那种不开窍的类型。凭借我个人的思辨能力，弄清楚这个问题，是比较困难的。但是好在我的好奇心从来没有磨灭过，直到看了一本书，发现了这个秘密，原来这个问题早有前人分析过，当然了，他不是为了分析为什么有个小孩子就是特别聪明，他分析的是自然科学何以可能？纯粹数学何以可能？形式逻辑和先验逻辑分别对应什么问题（别怕，我从来不会把一个简单的问题故意用专业术语讲得云里雾里）？总的来说，他对我们人类的认知能力进行了剖析，告诉我们我们人类的认知能力可以知道哪些知识？
以我目前的人生经历来看，完全认同并敬佩作者的著述，甚至惊为天人，居然有人把人类的认识能力和知识可以系统化的分析的这么透彻。那么，这个前人是谁？他就是康德。这个问题就是他的《纯粹理性批判》所讨论的问题。
0.3 认识论简要介绍
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- 关于经验
自然科学本来是针对大自然的科学，针对人们所能感知到的这个世界的科学，人们所能感知到的这个世界，称之为现象界。什么意思？就是呈现在人类面前的这个世界，不一定就是真实的世界，只是人类直接或者间接感知到的世界。那么真实的世界究竟是什么样子？真实的世界是人类认识不到的。或者说不是自然科学可以探讨的问题。柏拉图的洞穴比喻很形象的说明了世界可能的样子。
一切知识都开始于经验，但是不止是经验，还有一些先天的东西，正是这些先天的东西才把经验加工整理成了知识。
人类有感性、知性和理性，那些可以把经验加工成知识的能力，是藏在知性里面的。感性是直接面对经验对象的。理性是最终的那个引导。
举个例子，我们生活中的所有事情都是一种经验，我们知性能力对这些经验进行提炼、归纳、总结之后才能形成知识。至于我们为什么要去归纳总结这些东西，就是理性解释的问题了。也就是说人类得到知识的过程是，理性去引导，感性去面对，知性去提炼。
感性和知性对所有正常的人类基本上都是一样的，你有健康的身体器官去感受这个世界，你也有基本的逻辑判断去分辨。你把人想象成一部经验加工机，所以知识的多少很大一部分因素取决于你给他提供多少经验材料。（这就是为什么一个聪明的人你把他放在很多岗位都是合适的，他只是需要一个机会而已，他自己的知性之网能把经验转换成知识，并指导自己的行为或工作），还有一部分取决于对知性范畴的认识和训练，还有一部分取决于好奇心（对知识的渴望）。
所以很多人摸索了一辈子，告诉年轻人，人生就是要经历，要给我自己创造条件不停的补充新的经验信息，才能成长。
- 关于逻辑
形式逻辑，形式逻辑就是不管对象的逻辑，形式逻辑可以对虚无缥缈的东西进行推导，只要逻辑上面说得通，比如说，1个灵魂加2个灵魂等于3个灵魂。也就是形式逻辑不管对象，只要逻辑上说得通就可以，所以形式逻辑是普遍的。一般形式逻辑的套路就是三步，概念、判断、推理。现在终于明白大学数学课本上的那些套路了吧。都是先给你个概念，然后列出几个公理（判断），然后就是一堆数学公式的推导，概莫能外。
先验逻辑，先验逻辑是关于对象和经验的逻辑，他是要管对象的，比如说，你要研究灵魂，但是灵魂他没有时间和空间的范畴去规定，所以他不是我们可以用科学的方法去研究的。他不属于我们人类的知识范围之类，他属于道德和宗教层面，比如说，你抛开现象界，每天冥思苦想这些神鬼妖魔，在形式逻辑上，都是可以说得过去的，比如说他们神仙要有个住所，住所里面有个什么物体，然后什么物体有什么功能，只要你逻辑上说得过去，都是没有问题的，但是这个东西不能拿来当知识，知识存在于现象界，并且是具有普遍性的。也就是我们对科学知识的研究，应该用先验逻辑，这样才能避免最后推理到出现一些莫名其妙没有结论的东西。也就是给我们人类对现象界的认识画了一道线。
0.4 关于聪明的小孩、
对于成绩好的小孩，一部分小孩好奇心强，喜欢玩，喜欢思考，受到了正确的引导。认识并理解到了经验事物的本质。因为万物相通，他就能理解到学习的本质。比如玩个四驱车，有的小孩跟着后面傻跑，买贵的电池，但是有的小孩可能研究到不同的电机，不同的齿轮比值会带来不同的转速。他在琢磨玩这个东西的套路。思考的层次都不同，结果也会不同。比如玩个游戏，你家小孩天天沉浸在胜利与失败的感情刺激中，聪明的小孩可能开始收集各种经验资料，研究高手的打法，细化到什么时间在什么位置做一个什么建筑物出什么兵，走什么路线，然后再去打，再去实践，获得经验。总之，天下所有的事情，都是有套路的，只是有的人善于总结罢了。这个经验加工机（上面举例，把人当做经验加工机）的运转逻辑和运转效率高，并且善于主动摸索经验材料进行加工。他学习成绩好，他只是看透了学习的套路。在学习的主观意愿比较强的前提下知性能力也比较强。所以要多给小孩去看生活中的现象，给他讲背后的原理。慢慢的培养他的逻辑思维能力。把他变成一个好奇宝宝，如果他有什么兴趣，一定要让他有机会能深入的研究下去，并且关于这个兴趣爱好背后涉及到的数学知识，科学知识，工程知识都能有人给他引路，通过一个点去突破科学世界的本质。
你们可能会奇怪，一个玩具车能算什么科学世界的本质。那么，你如何让你的玩具车拥有最大加速度，比别的小朋友的车提速更快，还更省电呢。动力大了，轮胎会滑怎么办呢？动力大了，更耗电怎么办呢？各种配置都加上去了，重量超重了怎么办呢？这些可都是当前汽车领域研究的前沿热点呢。那我能不能把有刷电机带齿轮组的驱动形式，改成无刷电机直驱？无刷电机直驱，我能不能把驱动算法由普通的6步换向改成FOC，我能不能装个速度传感器，根据速度来调节功率，给车子做一个速度闭环呢？里面涉及到的物理知识，涉及到的数学知识可以一直由小学数学深入到大学数学，里面涉及到物理知识，工程经验一直深入到科技前沿，比如说车子在不同的路况上面对不同的摩擦力或者突然的一个小石头，能不能有什么方法去解决车子翻车的问题呢？再比如，如何可以让电池充的更快，放电更持久？这不就是当前电动汽车所面临的问题吗？
所以，任何一个现实世界的问题，都可以通过小孩子的兴趣去引导，去分解学科知识，去深入，这应该才是真正意义上的STEM。也是STEM面临的最大的问题，具有综合能力的师资力量。目前更多的只是带着小朋友去玩，但是涉及到的工程经验问题，知识点的问题，只有真正有过项目实践的人才能知道。所以很多STEM教育流于形式。这是当前STEM教育很难从学校里面发展起来的原因。讲了这么多，当前的教育模式是怎么样的呢？
1、我们这代人的教育是怎么做的？有什么弊端
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没有经验对象的学习内容，就像是经验加工机（上面举例，把人当做一个经验加工机）一直在空转，并没有经验材料喂入这台经验加工机，只是在运行这套机器里面的内在程序和逻辑。比如我们学了那么多年的数学，其实说到底来只是一些逻辑训练和信息输入。很多时候我们的理科知识也陷入了这种没有经验对象的空转中。只是被别人验证过的的一些公式的重复，本质上跟我们下象棋，训练内在逻辑是一样的道理。笔者工作了一些年，才真正理解到傅里叶变化是干什么用的。
因为没有经验对象，对我们的教育的评判标准只有分数的维度，所以我们的教育就会陷入分数怪圈，课外补习班盛行进一步剥夺学生的时间和对真实世界探索的热情。当然了，从另一个层面来说可能训练了学生的耐性，磨炼了学生的性情，但是与这些相比，创新和科技需要的更多。
可能很多人会说，我们确实需要这样的逻辑训练，到了大学就会有相应的实践了，这个观点我并不否认，但是又有多少学生，没有能熬到大学呢，或者就算熬到了大学，当时作为小孩时候的好奇和热情还剩下多少呢？有多少学生大学毕业了，做的根本不是本专业的事情呢？更何况早点开始，对于学习能有更深的理解和体会，增加学习的动力和热情，因为学习是为了解决问题，而不是为了分数。
笔者小时候喜欢拆东西，喜欢折腾马达，扬声器这些东西，人送绰号，拆物的囊头，凡是家里的小电器，父母买的玩具，最后都被拆了，以前一直想做音响，却弄不懂三极管的原理，又无人请教，苦闷了很多年，所以到了大学，做的第一个制作就是设计了自己的音响。有多少人还记得曾经的自己也是科技爱好者呢？另外当时的那个条件，没有互联网，身边没有人能引导我们，所以很多人都放弃了。慢慢的，内心的想法被社会吞噬。所有大人曾经都是小孩，虽然，只有少数人记得。
作为文学熏陶，艺术熏陶可以用这种信息灌输和逻辑训练(本质上，我认为文学熏陶和艺术熏陶采用信息灌输的方式也是不合理的)但是作为自然科学的学习，我们是不是哪里出了问题呢？我们学习的方法是不是可以有所改进呢？
2、科学的素质教育应该怎么做？
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我觉得自然科学的教育上，应该把握如下几个问题。
- 必须以兴趣为导向，任何一个小孩子的兴趣，都是引导他成长的契机，都应该得到重视和引导。
- 必须提供经验对象（真正以兴趣为基础的），也就是说学习自然科学，必须要有研究对象，根据经验对象提炼出对应学习阶段的知识要点。
- 以这个兴趣为引导的经验对象，必须伴随整个学习生涯，知识点逐步深入。我们小时候做过一些电学实验，但是都太零碎，电路搭出来看个现象就完了。
我们要为思维提供直观的对象。而这个对象又是以兴趣为导向逐步深入的，最终形成学生发现问题（需要批判精神），独立思考问题，解决问题（有问题去学习去书本里面找答案，将学习变成了自己的事情，化被动为主动）的能力。
康德不是有句名言吗？
“思维无对象则空，直观无概念则盲”
3、怎么样落地？
方法上，我提供如下思路，针对企业或者想在这方面的有志青年。
- 利用互联网的阵地，争取部分觉醒较早的家长，毕竟传统的唯分数论，让很多家长已经焦头烂额了，很少有能跳脱出思维定式的
- 课程开发上面是对学校学习的部分逻辑知识点提供经验对象，互为补充
- 针对不同的STEM相关专业的兴趣爱好，分解出可以逐步深入的课程体系
- 针对不同年龄段的学生，侧重点不同，可以分为兴趣培养、兴趣转爱好，爱好转研究
- 以上几点必须得到家长的正确的支持
针对学校
- 可以开发几个课程根据不同的学习阶段，项目涉及到的不同的知识点，贯穿在整个的学习生涯中的。比如小车的课程，小学阶段可以是组装，竞速，初中阶段可以是动力的研究，高中阶段可以是驱动程序的编写等。比如飞行器的课程，小学阶段可以是组装，制作，飞行。初中阶段可以是设计，高中阶段可以是飞行控制程序的编写等。再比如，光学系统，小学可以是兴趣爱好，望远镜观察天体，初中可以是自己磨镜片，设计镜片组，高中阶段可以是研究细分的镜片镀膜等
- 针对这些课程，采用单独的评价标准，项目制打分，作为分数的互补
综上就是课程体系完善，评价标准客观，贯穿整个义务教育阶段
总结
STEM教育必须从根本上，认识上得到突破和重视，完善甚至打破现有的学习评价体系才能建立新的希望。
我们将利用业余时间致力于互联网阵地，根据这些年在企业学到的知识和经验，为本来就不太均衡的教育资源提供一种互联网式的均衡，为那些跟我们小时候一样，有热情有兴趣但是缺乏引导的小孩，提供一种可能学习探索渠道，为我国的教育尝试并摸索一种新的教育模式。
我们将尽可能的在一些基础课程上免费为部分先认识到这个问题的家长和学生提供对应的真正的stem实践教程。
毕竟，颠覆一个领域的，可能从来就不是局内人。
[1] 美国STEM教育的介绍。
[2] 国内STEM教育的文章
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