科幻元年的STEM教育

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以上，我们就完成了一个简化版的STEM教育中的“S”——“Science”。从一部电影出发，讲到“测量”，再讲到GPS卫星定位的原理。当然，对于小朋友来说，这一过程会更简单直白，生动形象。现实中的STEM教育，大多数还会有一个交付呈现物，如使用乐高积木搭成的物体等。

科幻，一直是一个不温不火的话题。从8年之久的百度指数来看，近年呈现逐渐下降的趋势。直到春节档的国产科幻片“流浪地球”的上映，将科幻再一次推上了热点。我们务实的国人，在以经济建设为中心的时候，抽出了点时间，将视线投向了广袤深邃的太空。

（图：科幻和STEM的百度指数。STEM逐年上升，科幻在春节期间迎来小高潮）

其实，在今年的春节档中有两部科幻类型的电影。除了流浪地球之外，还有一部“疯狂的外星人”。但赢家显然是流浪地球，吴京凭借这部影片百亿封神，而王宝强则恐将票房对赌失败。这似乎也说明，国人已经不再仅仅满足喜剧影片中有“科幻元素”，而是向“硬核科幻”的审美过渡。

于是，一部超出所有人预期的，真正意义上媲美好莱坞特效的科幻电影，开启了所谓国产电影的“科幻元年”。而与此同时，STEM教育也在中国悄然发展了很多年，并进入一个模式多元、竞争环境复杂的时代。

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科幻和STEM教育，在我们的视角看来，是一件事物的一体两面，一个务虚，一个务实。科幻让人勾起对浩瀚宇宙的无限景仰从而反思自身的存在的意义，STEM教育则将宇宙法则灌输至未来建筑师的大脑中并形成创造力。仰望星空的同时脚踏实地，为了有朝一日真的能将地球推离太阳系，我们将筚路蓝缕。

环视STEM教育市场，我们会发现S、T、E、M每个“子品类”都有众多玩家。

如去年的高潮赛道“少儿编程”，就属于“T”—“Technology”这个品类，而全民参与之后被政策限制的奥数，则是“M”—“Mathematics”。各个子品类中也会有所交叉，如“S”—“Science”中为了掌握科学知识会接触到技术手段，“E”—“Engineer”中通过工程实现的时候可能用到数学。在STEM的发源地美国，STEM的原意便是不分离的，一堂课程经过精心设计，综合了S、T、E、M等各个方面。那么，究竟什么是好的STEM教育？

昂立STEM的创始人Triston向我们演示了这样一堂课。这堂课的主题叫做“视觉暂留”，首先播放一段小朋友耳熟能详的动画片，提出一个问题：动画片为什么会动？之后用一个特制的VEX教具（欧美系的教育机器人器材）“走马灯”演示，所谓的动画，其实是很多静态画面以每秒至少24帧的速度连续运转所形成的效果。

明白了这个原理之后，老师会要求学员一把正面画了人、反面画了一匹马的扇子，通过快速旋转来实现“人骑马”的效果，让小朋友进一步明白“视觉暂留”的道理。之后开始要求学员动手制作这把扇子。

手工完成之后，只是个开始：小朋友需要用乐高积木、编程语言等做一个软硬件结合的项目，即通过机器让扇子自动旋转。其间用到了“齿轮传动”的概念，通过大齿轮带动小齿轮的方式进行旋转，这里就涉及了数学上圆的周长、半径等概念。最终通过小组协作，完成作品。科学、技术、工程、数学等学科内容贯穿始终。

我们看到这里的STEM教育有几个明显的特点：交叉学科、PBL（Project-based Learning，基于项目的学习）、触达真实世界。和传统的K12教育不一样的是，这里没有标准答案，而是教会小朋友如何理解和塑造这个世界。

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在创办昂立STEM之前，Triston曾是英孚教育和精锐教育的核心高管，深谙K12培训的赚钱之道，然而却选择了一个看似道阻且长的创业方向。在他看来，应试教育的培训机构普遍在“贩卖焦虑”，为了让家长更多地买单，进行超前教学。小朋友越是学不会，家长越是焦虑，越是更多地买单，于是陷入了一个极为恶劣循环中。“揠苗助长”这一成语便是形容这种现象，而“剧场效应”［2］则形象地说明全民刷题并没有对社会进行帕累托优化。

此外，应试教育还有一个特点就是“标准答案”，然而真实世界是充满Chaos的，显然这种教育方式存在着问题。在早期，作为“拓荒者”的角色时，面临着的是一片无人区。课程怎么设计？老师怎么培训？都必须要一点点摸索。美国的STEM教育相对发源较早，但由于国情、文化的差异，其课程体系难以匹配国人的需求。于是一切只能原创。

昂立STEM在完全To C的市场中快速成长，是一件很难得的事情。另一家成规模的早期探索者寓乐湾，则是通过进入公立学校来打开市场。寓乐湾已经成立了5年之久，脱胎于新东方在线的团队，完全建立了属于自己的竞争壁垒。在今天，全国已经有6000多公立学校开设了寓乐湾的STEM课程，并和私立学校、培训机构、图书馆等开展了广泛合作。虽然以全国数以十万计的中小学、幼儿园来看，渗透率还是比较低，但趋势正在不可逆地发生。

在寓乐湾的CEO刘斌立看来，STEM教育已经度过了蛮荒期，正在迎来精细化运营的时代。今天的国际学校、顶尖私立学校等，非常看重STEM课程本身，科技产品、教学效果等等都在考量范围内。随着政策的越发清晰，市场的需求信号越发明确，头部玩家已经跑出来，STEM教育市场已经到了理性期。他认为，对于为学校提供STEM教育服务的机构来说，其能够建立竞争优势的关键因素在于两点：

我们能够看到，这些公司已经在对教育的理解和诠释上，到了非常深入的地步，并且做出了积极的探索。多鲸资本的研究团队认为，中国的发展已经到了一个新的时期，浩浩荡荡的工业化历史进程基本完成，我们的教育也到了一个拐点，从原先培养标准化的技术型人才，到了培养个性化的创新型人才。低端制造业正在向东南亚迁移，在国际舞台的竞争中，我们将通过科技驱动发展国力，这一切都离不开STEM教育，当然也离不开科幻带给我们的启蒙意义。

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为什么是美国人率先登上月球？我们在思考这一问题的时候，看到其背后的精神力量。影响现代美国的有两本书，一本是梭罗的《瓦尔登湖》，个人主义的根源；另一本是安兰德的《源泉》，描绘了这个世界的“塑造者”们。

（图：《源泉》封面）

全世界市值最高的科技公司Apple，其联合创始人Steve Wozniak显然就是这样一个“塑造者”。和Steve Jobs一起，在70年代的美国，受到了“科技嬉皮士”文化的影响，发明了当时谁也不知道会有什么用的世界上第一台个人电脑。

在功成名就的今天，Wozniak似乎不满足于通过产品来改变世界，而是希望通过影响“人”来改变世界，创立了线上STEM教育平台——WozU，致力于降低STEM教育门槛，帮助更多人进入科技行业。自幼对科技的兴趣，也是他日后能够创立苹果的根因所在。Wozniak认为：孩童时期进行STEM启蒙能够极大提升创造力。[4]

对主流的应试教育中说“不”，有一个人令人印象深刻，他就是“童话大王”郑渊洁，通过其寓意深长的童话影响了整整一代人。对待后代的教育上，更是自己写了十套教材，在家里教育其子郑亚旗。这里我们看到的是安兰德陈述的普世精神——人之作为人的独立。

同样身为作家的郝景芳，通过一篇《北京折叠》斩获雨果奖。此后投身教育，创立“童行学院”，也是致力于孩子们的通识教育。这些“塑造者”们，是我们这个物质时代为数不多的独立意志。我们看到，越来越多的人正在关注一个非常重要的问题：如何去教育我们的下一代。这里关乎的不仅仅是STEM，而是“Beyond STEM”。

我们在前进，越来越接近教育的本质。X School的创始人Angel也是在这十年中探索“未来教育”。在她看来，现行的主流教育还是以“知识”为主，而鲜有涉及到“能力”的量化。即使市场里提供STEM教育的培训机构，也是大多在传递STEM中“某个科目的知识”，而非帮助孩子们形成“能力”。一语中的，这是来自另外一个维度上的审视。

说到底，我们的国家究竟能容纳多少个洛克？

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于是在前进的时候，“STEM”也有了多种衍生，比如“STEAM”。这个“A”就是“Art”——艺术。我们在看的科幻作品，本质也是一件艺术作品。中国人今天的审美水平如何？这个问题想必答案非常清楚，那么我们将走的路也将也将清晰呈现。

审美之于塑造者们来说至关重要，如乔布斯对极简主义的崇尚，也是一种留白的审美。最为深刻的信息，也可以用最简单的形式表现，如令我感到震撼的一个“点”，存在于一根棍子上的某一个比例处，会形成一个接近于无限不循环的小数（联想到文章开头说到的“测量”），这一串数字便可以记录人类所有的文明——把它二进制化。

（图：X School的教学器材、小班课堂）

郝景芳在将实现从太空投向现实社会的时候，不断思考“未来教育”究竟是什么样的。在她看来，未来的中国社会将会是知识经济时代，是研发和创意成为主流的时代。

那么如何让孩子学会生产创造力？从创造力的本质来看，是从明确需求出发，寻找本质的解决方案（如经典的马车和汽车的案例）。于是在给孩子们启蒙的过程中，一种进入自然、发现问题、寻找解决方案、最终增强实践和思考能力的教学方法论自然就诞生了。

在童行学院中，她一直想要打造的，就是这样一种面向未来的教育体系，培养未来需要的人才。人文、历史、科学、艺术，在童行学院的课程体系中融会贯通，所谓通识。在集科幻作家、经济学家、教育家各种角色于一身的她看来，孩子们需要形成一种“地球观”：

说回到《2001太空漫游》中的“独石”，放在今天来看，其实是“智能硬件”。这里用“智能”似乎不太恰当，而是一种一颗星球上顶尖科技实力的映射。哈佛大学脑科学博士韩璧丞创立的Brainco，便以一种科幻的姿态进入我们实现——用脑波来实现信息传输。“意念写字”已经成为了现实，对有自闭症（Autism）、多动症（ADHD）的儿童教育，将发挥实际的效果。

图：类Brainco教育智能硬件，神似电影《疯狂的外星人》中外星人的头环

Brainco运用的，是“完全非侵入式脑机接口技术”，其核心原理在于，通过采集大脑中的生物体征信号，把生物体征信号和人类的意识进行连接和解读，从而通过外界设备来读取大脑中的意识。这是一种相当终极的人机交互形态——去掉了“手”这一媒介。我们可以“科幻构想”，是否有可能直接向大脑上传信息，从而完成“教育”这一过程？［5］

图：脑机接口[6]

It's a long long journey.

嗯，未来教育。

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