STEM 教育启示录
教育 STEM 教育启示录 教育 | 2021-09-08 11:04 STEM 教育启示录 多鲸资本

在美国成为国家战略、在新加坡以校企共建大力推行、在芬兰借助在线教育火热发展…… 不同的国家为发展 STEM 教育给出了不同的答卷。

科学、技术、工程和数学(STEM)教育在实现可持续发展目标(SDGs)方面发挥着重要作用,是建设具备包容性、公平性优质教育不可或缺的一环。STEM 教育以现实世界、实际问题作为教学背景,培养的是 21 世纪所需的人才。同时,STEM 教育运用与研究的结合,在提高学生就业能力、创业精神和创新能力方面不容小觑。

 

一直以来,STEM 教育都在倡导为学生「提供一个应用与理论相结合的教学机会」,但促进学科融合的方式多样,学生群体多元,具体开展复杂,不同的国家也给出了不同的答卷。

 

近年来,我国也展开了对 STEM 教育的探索,以提高人才创新力与竞争力。2017 年,中国教育科学研究院 STEM 教育研究中心正式发布《中国 STEM 教育白皮书》,明确指出「提高学科的本质认知和科学素养」「积极探索 STEM 教育推进方式」,并启动中国 STEM 教育 2029 创新行动计划。

 

如今,「双减」骤下,STEM 教育成为了从业者转型的「救命稻草」之一,也成了家长竞相追逐的对象。当下,了解国外 STEM 教育发展脉络以及前进方向,或许能为我国当前的 STEM 教育提供参考和借鉴。

 


美国早在多年前便聚焦培养学生在科学、技术、工程和数学(简称 STEM)等领域的素养,以维持美国在世界的领先地位。2006 年,美国在《美国竞争力计划》(American Competitiveness Initiative,简称 ACI)国文咨询报告中,明确提出将 STEM 教育作为人才培养的核心,加快人才队伍的建设;2009 年,美国国家科学委员会(National Science Board)表示,STEM 教育关乎国家安全、经济发展,政府需加大对 STEM 教育的投入;2011 年,白宫发表的「美国创新战略」中申明了对强化创新要素、激励创新创业等领域的核心诉求,让推动技术创新的 STEM 教育成为了教育改革的关注点;2015 年,正式生效的美国《STEM 教育法》亦标志着美国 STEM 教育改革走向法制化。

 

值得注意的是,美国在推广 STEM 教育的过程中,从来不认为这只是学校的职责,而是力图发动全社会的力量,特别是企业界的力量,来共同推动 STEM 教育的普及和深入发展。以「变革方程」(Change the Equation) 为首的一批民间组织机构在推动 STEM 教育的过程中亦扮演着极其重要的角色,成功衔接家校社三方。

 

什么是「变革方程」,这股美国力量新在哪?「变革方程」是在时任总统奥巴马的号召下,由一百多位企业 CEO 联合创建的公益机构,旨在为中小学推广优质 STEM 教育。

 

首先,「变革方程」创建起庞大的 STEM 教育项目数据库。一方面,STEM 教育项目数据库夯实基础,投资者可在已有项目中做比对,最大化投资效益;另一方面,教育者可因材施教,为学习者找到适合的学习项目。

 

其次,「变革方程」 创新了对 STEM 教育的评估体系。「变革方程」采取多方合作的方式,结合美国人口普查局、美国教育部、州教育部门等机构的数据,对 STEM 教育开展的需求、期望、资源支持、师资力量、挑战性内容以及学习机会六项指标作具体分析。

 

综上,「变革方程」 整合了家校社三方资源来推广美国 STEM 教育,通过完善的数据库推动 STEM 教育的高效实施,借由科学的评估体系帮助具体落实的改进、升级。



STEM 教育一大重点便是实现理论知识与实际应用的结合,新加坡的「STEM 应用学习计划」(Science,Technology,Engineering and Mathematics Applied Learning Programme,简称 STEM ALP)也不例外。该计划关注培养学生的应用思维能力、整合跨学科能力和想象力,并激发学生获取知识的动机。

 

谁来推动「STEM 应用学习计划」?新加坡教育部为此设立了专项资金予以支持。此外,在新加坡科学中心推动下成立的 STEM Inc 亦是新加坡「STEM 应用学习计划」的一大推力。目前,STEM Inc 在八个领域提供相应教研服务:工程和机器人技术、信息和通信技术和编程、食品科技、环境科学和可持续生活、材料科学、健康科技、交通运输和建模。

 

教学多元使得新加坡的 STEM 教育系统成了校企共建的乐土,STEM Inc 也并非单枪匹马承担起全新加坡的 STEM 教研工作,其课程设计有三模式:

 

第一、通过发布广告,招募公立学校体系外的教育专家;第二、邀请退休专家、工程师培训在职教育工作者;第三、展开与商业公司合作,如科技公司美光(Micron)和博通公司(Broadcom)等。

 

多方资源加持下的课程设计让「知行合一」成为可能。例如,学生可以应用他们在生物学、电气学、计算机编程、控制器技术等方面学到的知识来动手创造一套心跳电子传感器。

 

自 2014 年项目实施以来,广受教师与家长好评,全方位的 STEM 教育有效地提高了孩子们的学习热情。同时,该项目的推广让最新款的电脑、3D 打印机和机器人等教学工具不再是精英学校的专属,普通学校的学生也有机会接触更广阔的科技世界。

 

STEM 教育领域广泛,仅学校单一力量难以做到多领域覆盖,但是新加坡采取校企共建的方式,整合社会资源以及学校资源优势,让 STEM 教育更好地融入基础教育,为国家教育系统的全方位发展添砖加瓦。

 


早在 1996 年,芬兰教育部便启动了名为 LUMA 的科学教育发展计划,旨在增强学生对 STEM 学科的兴趣爱好。随着 LUMA 计划的不断实施,芬兰教育部、芬兰国家教育委员会、赫尔辛基大学、赫尔辛基市政府、工商企业协会、教师协会等多个机构和组织纷纷入局。自 2003 年以来,LUMA 中心在芬兰多个大学陆续成立。在此基础上,2013 年芬兰国家LUMA 中心建成,成为芬兰 STEM 教育领域的里程碑式大事件。不同于其他国家的 STEM 教育发展模式,芬兰 LUMA 计划有两点特别之处,对于构建全国范围内的 STEM 教育网络、激发青少年学习热情,起到了不可忽视的作用。

 

第一,「专业共享」是芬兰 STEM 教育的核心要素,芬兰政府、大学、中小学、社区都在为 STEM 教育的开展贡献力量。例如,芬兰大学便是开展 STEM 教育的重要场所,常为中小学生提供进入实验室和大学课堂进行观摩和体验的机会。与此同时,大学也提供部分实验室作为中小学 STEM 学科教师在职培训和工作坊的活动场地。

 

第二,芬兰 LUMA 项目关注在线学习资源的建设,免费的在线学习资源不仅拓展了青少年学习的渠道,而且也推动更多青少年参与到内容创作。随着技术和工具的发展,拍照、摄像、剪辑、建模和可视化等技术都将让学生更便捷地探索广阔世界,分享自己眼中的世界,进而建设 STEM 领域的社群。Jippo 项目便是其中翘楚,该项目是一个面向 3 - 6 岁儿童的科学俱乐部项目,不仅分享各类知识、小实验,而且提供咨询、指导服务以激发儿童好奇心。

 


STEM 教育着眼于培养复合型创新性人才,其重要性不言而喻。无论是美国、新加坡还是芬兰,都走出了适合国情的道路,那中国呢?「双减」政策倒逼机构转型,科学启蒙蔚然成风,可怎么走,怎么走得长久?

 

首先,需形成对 STEM 教育的共识。所有利益攸关方,包括教育部门、教师、家长、学生以及校外教育机构都应该对 STEM 教育的本质以及培养方向有一致认识。

 

其次,更新 STEM 课程。STEM 教育重应用、重实践,相应地,教学材料也应基于学生特点、社会发展状况做出调整。培养批判性思维、创造力、沟通与协作,STEM 教育同现实生活息息相关,新的、面向未来的课程才是适合学生,有利于社会发展的。

 

同时,提供教师在职教育。跨学科整合能力是 STEM 教育的一大特点,这也要求教师需具备跨学科素养,并善于同其他学科的教师合作。为教师提供相应的在职教育是 STEM 教育走得更远、更好的支撑。

 

最为重要的,整合社会教育资源。正如上文所述,STEM 教育不是狭义的科学教育,它是全方位多领域的,因此整合家校社三方资源尤为重要,无论是美国、新加坡,还是芬兰,这些国家在探索 STEM 教育发展的路上,都不约而同地选择了合作。集合家庭、学校、企业机构、教育社区与相关专业人士的共同力量来推动 STEM 教育发展,是世界各国在面对教师匮乏、资源短缺等问题时普遍采取的一种有效且便利可行的办法。

 

参考资料:

[1]陈凯,夏晶,陈悦.《中国 STEM 教育白皮书》的文本挖掘[J].基础教育,2019,16(03):25-38.

[2]李阳,韩芳.指向 STEM 教育的新加坡「应用学习计划」[J].教学与管理,2020(15):118-120.

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