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清華附中校長(zhǎng)王殿軍:STEM好理念怎樣變成好課程?

作者:中國(guó)教育新聞網(wǎng) 發(fā)布時(shí)間:

清華附中校長(zhǎng)王殿軍:STEM好理念怎樣變成好課程?

作者:中國(guó)教育新聞網(wǎng) 發(fā)布時(shí)間:

摘要:STEM課程在國(guó)際上一般就稱(chēng)為“綜合課程”。

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科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineering)、數(shù)學(xué)(Mathematics)4個(gè)學(xué)科的英文單詞的首字母湊在一起,就成了一個(gè)新的熱詞——STEM。STEM是來(lái)自美國(guó)的一個(gè)教育概念,是科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)多學(xué)科融合的綜合教育。STEM課程在國(guó)際上一般就稱(chēng)為“綜合課程”。

STEM課程的特點(diǎn)

STEM課程最重要的特點(diǎn)就是跨學(xué)科、多學(xué)科的融合,也就是說(shuō),這個(gè)課程中涉及的問(wèn)題,往往需要綜合兩個(gè)以上學(xué)科方能解決。

STEM教育主要通過(guò)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方式,讓學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中學(xué)習(xí)。通常的方式是,首先給學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)現(xiàn)實(shí)情境下的主題,通過(guò)教師、學(xué)生交流討論,明確問(wèn)題,設(shè)定項(xiàng)目?jī)?nèi)容和項(xiàng)目具體的任務(wù)。學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目的任務(wù)進(jìn)行規(guī)劃,調(diào)研相關(guān)領(lǐng)域的進(jìn)展,分析項(xiàng)目的可行性,制訂研究計(jì)劃,建立理論模型并經(jīng)過(guò)編程模擬、數(shù)值計(jì)算、原型機(jī)設(shè)計(jì)、測(cè)試反饋、分享交流討論等流程后完成項(xiàng)目。項(xiàng)目最終的產(chǎn)出是多樣化的,可以是一篇論文,也可以是一個(gè)作品,這主要依據(jù)項(xiàng)目的領(lǐng)域而定。

STEM教育主要的教學(xué)目的不僅是為了更好地理解和應(yīng)用學(xué)科知識(shí),同時(shí)也是為了提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,為應(yīng)對(duì)未來(lái)挑戰(zhàn)做準(zhǔn)備。學(xué)科教育一般是縱向的教育,如數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、地理、生物,都是縱向的,而培養(yǎng)人同時(shí)還需要橫向的教育,需要各個(gè)學(xué)科融會(huì)貫通,需要綜合各方面的知識(shí)、能力。如果一個(gè)人擁有駕馭縱橫交錯(cuò)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的能力,他未來(lái)便能應(yīng)對(duì)更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),承擔(dān)更大的責(zé)任。人們常認(rèn)為中國(guó)人的創(chuàng)新能力較弱,我認(rèn)為有一個(gè)原因可能是,中國(guó)的學(xué)生從小學(xué)到大學(xué)接受的都是孤立的單一學(xué)科的知識(shí)和技能,缺少跨學(xué)科的融會(huì)貫通的教育,缺少舉一反三、創(chuàng)新使用的能力,所以導(dǎo)致路越走越窄。

STEM這樣一種教育方式和課程,毫無(wú)疑問(wèn),對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力、動(dòng)手實(shí)踐能力是非常有利的。從培養(yǎng)分析能力的角度看,STEM是一種非常好的學(xué)習(xí)方式和教育方式。這也是世界各國(guó)都在開(kāi)展STEM教育并一抓到底的原因。有些國(guó)家甚至把STEM教育上升到國(guó)家戰(zhàn)略的層面,把這種能夠培養(yǎng)具有未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)力人才的教育方式放在首位。

STEM教育同樣可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。所有參與這個(gè)項(xiàng)目的學(xué)生,帶著問(wèn)題和任務(wù)調(diào)動(dòng)各學(xué)科的知識(shí),多感官參與,既動(dòng)腦又動(dòng)手,深入挖掘潛力,促進(jìn)思維發(fā)展。STEM學(xué)習(xí),通過(guò)挑戰(zhàn)性的激勵(lì),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力,能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和綜合素養(yǎng)。除此之外,它還能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。一個(gè)STEM專(zhuān)題或者項(xiàng)目,往往涉及多個(gè)環(huán)節(jié),需要分析、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、完善,甚至是對(duì)結(jié)果(產(chǎn)品)進(jìn)行包裝。這不是一個(gè)或者兩個(gè)人能完成的,需要多個(gè)人共同研究,密切配合,合作攻關(guān)。在這個(gè)過(guò)程中亟須合理分工、共同參與,這是對(duì)合作意識(shí)和團(tuán)體協(xié)作能力的鍛煉。

幾年前,有人提出加上A(Art,藝術(shù)),STEM發(fā)展成STEAM。我覺(jué)得藝術(shù)的重要性是顯而易見(jiàn)的,因?yàn)榭茖W(xué)和藝術(shù)本來(lái)就不分家。在培養(yǎng)學(xué)生的過(guò)程中,藝術(shù)教育有兩點(diǎn)非常重要而且是其他學(xué)科不可取代的作用。其一是對(duì)學(xué)生審美能力的培養(yǎng),學(xué)生藝術(shù)修養(yǎng)和審美能力的提高,對(duì)于未來(lái)的人生、科學(xué)研究都是非常重要的。其二是藝術(shù)教育能夠讓孩子們“打開(kāi)”自己,展現(xiàn)想象力,培養(yǎng)表現(xiàn)力,這是藝術(shù)教育特有的價(jià)值。

現(xiàn)在甚至有人認(rèn)為應(yīng)該強(qiáng)調(diào)學(xué)生的閱讀能力,于是在STEAM中又加入了R(Reading),變成了STREAM。其實(shí)這類(lèi)課程叫什么名字并不重要,重要的是把握課程的核心理念,那就是要培養(yǎng)學(xué)生以綜合視角解決真實(shí)世界中問(wèn)題的能力。而作為學(xué)校,應(yīng)積極為學(xué)生搭建一個(gè)多學(xué)科、多視角、以解決實(shí)際問(wèn)題為取向的綜合發(fā)展平臺(tái)。

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如何開(kāi)好STEM課程

STEM課程現(xiàn)在很火,各地許多學(xué)校都在爭(zhēng)相開(kāi)設(shè)STEM課程。是不是每個(gè)學(xué)校都適合、都有能力開(kāi)展STEM教育?我深切地感受到,要大力發(fā)展STEM教育,最大的制約因素是沒(méi)有足夠的優(yōu)秀教師。長(zhǎng)期以來(lái),分科教育越分越細(xì),教師的專(zhuān)業(yè)越來(lái)越窄,而綜合是STEM教育的根本特性。當(dāng)前解決的辦法只有團(tuán)隊(duì)合作。在美國(guó)一個(gè)老師能搞定一個(gè)項(xiàng)目,在中國(guó)可能就需要五六個(gè)老師,多學(xué)科老師聯(lián)合在一起完成這個(gè)項(xiàng)目。

在中小學(xué)開(kāi)展STEM教育,除了要解決師資這個(gè)瓶頸,還需要處理好下面幾個(gè)關(guān)系:

第一,我們要清楚STEM課程和常規(guī)課程之間的關(guān)系,了解STEM課程所處位置。目前STEM課程的唯一合法地位,就是學(xué)校的選修課,我們不能用STEM課取代某門(mén)常規(guī)課程,因?yàn)樗闹R(shí)和系統(tǒng)性還要差一些。我們不是為了知識(shí)而開(kāi)設(shè)這個(gè)課程,而是為了培養(yǎng)孩子的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)造能力。

第二,我們要處理好單一學(xué)科的學(xué)習(xí)和STEM教育之間的關(guān)系。STEM課程與單一學(xué)科課程所學(xué)的知識(shí)需要匹配。如果這個(gè)項(xiàng)目所用的數(shù)學(xué)知識(shí),學(xué)生要一年之后才可以用到的話,那么學(xué)生學(xué)習(xí)的效果肯定不盡如人意,因此需要對(duì)相關(guān)STEM課程進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。也就是說(shuō),我們?cè)O(shè)計(jì)的STEM課程要和學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)、認(rèn)知能力匹配,要分年級(jí)、分階段設(shè)置不同的STEM課程。

第三,要考慮中高考與STEM教育的關(guān)系。我們當(dāng)然希望未來(lái)STEM課程能夠育人有效,但是首先要做到的是選人有用,否則,STEM教育是不可能得到持續(xù)發(fā)展的。在中國(guó)的教育領(lǐng)域里,僅僅靠情懷和理念是很難通達(dá)天下的,如果說(shuō)發(fā)展STEM教育的結(jié)果是中高考成績(jī)很差,那STEM教育還會(huì)有生存空間嗎?還有機(jī)會(huì)發(fā)展嗎?既然這個(gè)東西好,就要顯示它的作用。學(xué)校不能告訴孩子的父母說(shuō)現(xiàn)在孩子中高考成績(jī)差點(diǎn)沒(méi)關(guān)系,等到20年、30年以后效果就顯現(xiàn)出來(lái)了,他們能相信嗎?等得起嗎?不過(guò),清華附中的實(shí)踐證明,參與這些項(xiàng)目的學(xué)生,文化課考試的成績(jī)不僅沒(méi)有受到負(fù)面影響,反而有所提高。

第四,要考慮國(guó)際水平與本土特色的關(guān)系。STEM想要在中國(guó)推廣開(kāi)來(lái),發(fā)展好,首先需要有頂層設(shè)計(jì),國(guó)家層面應(yīng)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)、管理制度;其次,要有靈活的機(jī)制,因?yàn)镾TEM教育是一種高理念、高投入的教育,所以需要有一個(gè)良好的機(jī)制維系好整個(gè)STEM系統(tǒng)在中國(guó)基礎(chǔ)教育中的發(fā)展,這需要多方合作,方能達(dá)到共贏效果。

*作者介紹:王殿軍,系清華大學(xué)附屬中學(xué)校長(zhǎng),清華大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)系教授。

本文轉(zhuǎn)自微信公眾號(hào)“中國(guó)教育新聞網(wǎng)”,作者王殿軍。文章為作者獨(dú)立觀點(diǎn),不代表芥末堆立場(chǎng)。

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