AI将为STEM教育带来哪些新可能？
发布日期： 2024-07-13 09:41:38 作者: 安博体育网页版登录
STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）这四个英文单词首字母的缩写。STEM教育就是在全球教育创新与变革背景下的学科融合教育，强调的是一种跨学科一体化的教育方式，被认为是培养创新人才和应对未来挑战的重要方法。对上海而言，STEM教育的发展水平必然的联系到城市的创新能力和长远发展。
尤其是眼下，随着人工智能技术的迅猛发展，教育领域正产生深刻的变革。AI的融入，将为个性化学习、智能辅导、教学资源优化配置等提供新的可能性，AI在STEM教育中的应用即AI-STEM，也将成为一个新兴领域。
去年底，联合国教科文组织国际STEM教育研究所落户上海。作为教科文组织第10个一类中心，该研究所的主要职能是上海促进科学、技术、工程和数学领域从幼儿到成人各个阶段包容、公平、适切和优质的全民教育，发挥STEM教育领域信息交流中心、网络中心、资源中心和能力建设中心的作用，服务教科文组织战略和会员国需求，为联合国可持续发展议程及世界和平与发展作出贡献。当下，上海正在积极探索AI在教育领域的价值与应用，以期推动STEM教育的创新与发展。
在教育界，STEM教育虽然备受重视，但无论是教育者还是学习者，通常会存在一些认知误区。比如，不少师生将STEM教育直接等同于动手实践或创客教育；或是将STEM教育等同于信息技术教育或编程教育；还有的将STEM教育归类于学生自我探索或合作探究；甚至在一些学校，STEM教育被认为是一种精英教育。
首先，随着AI与STEM教育的深层次地融合，AI将赋能STEM教育方法的理念的逐渐完备。具体而言，相关教育者能通过多种信息化工具或渠道，接触并获取系统科学、与时俱进的STEM教育观念，他们也会促进认识到，STEM教育是面向全体学习者、基于项目与问题情境、倡导从做中学、依托工具与资源、多元主体共同参与的一种全新教育方法的理念或模式。而上海STEM教育的理念体系也势必会随着AI的快速地发展而变得更成熟化、开放化、多元化。
其次，AI将赋能STEM教育构成要素的迭代更新。STEM教育主要培养与发展学习者的跨学科知识、问题发现与解决能力、合作探究能力及实践创造新兴事物的能力等。从纵向来看，AI对学习者以及教育者的STEM素养提出了更高的要求，即为了应对更加复杂多变的问题情境，学生一定要具有更为丰富的跨学科知识、更强的独立思考与合作探究能力、更加敏锐的问题发现意识；从横向来看，AI本身也要求学生应该具备在智能化学习环境中所必备的素养，即智能学习意识、知识、能力、技术、方法与思维。
在AI赋能STEM教育的背景下，学习者能够获得来自智能导师、线上专家等方面的帮助，更容易开展远程的自主学习与合作探究。
值得一提的是，STEM教育并非科学、技术、工程与数学教育的简单叠加，而是上述学科的有机整合。传统单打独斗的学科教学加寥寥数节跨学科综合实践课程的教学形式，将逐渐让位于STEM专属课程，而虚拟现实或增强现实技术的情境创设、智能导师的个性化辅导与帮助、校外力量的远程合作介入，也将给予STEM教学更多的课程资源与模式选择。
AI作为一把双刃剑，对STEM教育产生的影响是全方位的，其中自然有利好，比如提供平台与资源、提升学习效率效果、增强趣味性与真实性等，但同时，AI的介入也带来师生技术依赖、数据隐私泄露、算法偏见等风险和消极影响，甚至会导致部分教育者失业。
在我们看来，为更好地发挥制度引领与约束的双重作用，亟需建立健全与AI-STEM教育相关的政策法规：一方面，要通过激励性政策，对AI-STEM教育领域的创新发展起到促进与维持作用，比如通过制定文件，对AI-STEM教育的目标、主体、内容、评价等方面的概念与问题做出必要的解释与说明，同时也能够最终靠行业规范与标准的制度性力量，对AI-STEM教育的技术伦理风险、企业或学校中的不当使用现象及不良发展的新趋势起到应有的规制与约束作用。
对教育界来说，前瞻布局必不可少。我们不仅需要对学生的AI-STEM素养，包括跨学科知识、问题发现与解决能力、合作探究能力、实践创造新兴事物的能力、智能学习素养等提出应有的要求，同时，还应该全方面提升教师群体的AI-STEM素养。
为此，发挥好教育信息化应用标杆培育校在AI-STEM领域的示范与辐射作用，显得很重要。信息化标杆校应率先开启与探索AI-STEM课程的设计与开发，并积极寻找与尝试AI-STEM的全新的教与学的模式、策略、方法等，通过课程与教导学生的经验的不间断地积累、交流、创新，带动学校教育集团、校联体内部以及区域AISTEM教育的稳定与创新发展。
聚焦AI-STEM教育，我们应更积极吸纳新内容，不断丰富其内涵，诸如AI-STEAM（第二个A指的是Art，即人文艺术科目）、AI-STREAM(R指的是Reading/Writing，即读写能力)、AI-STEMF（F指的是Futurology，即未来学），更好帮助学生做好面对与迎接未来挑战与机遇的准备。
放眼未来，AI将为上海STEM教育的创新与发展提供无限可能。通过不断探索与尝试AI与STEM融合的实践模式、策略、方法，上海不仅仅可以提升整体教育质量，还能增强城市软实力，培养出更多具有国际视野和创造新兴事物的能力的人才。
（作者分别为华东师范大学国际合作与交流处副处长、华东师范大学教育学部研究生）
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