第Z03版:研修
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2017年12月8日 星期

STEM课程新走势:PBL、Maker、ICT、AI


“不是我不明白,这世界变化快。”STEM课程进入中国课堂好像还是昨天发生的事,大多数科学教师还在努力适应中,偏远地区的学校甚至还没听过这个名词。而现在,这一潮流课程又悄悄地发生着变化,更明显地跟“用坛坛罐罐做实验”的本土传统科学实践课有了区分。这一重大改变与其说是加入了A(艺术)元素,不如说更多的是因为I(信息)技术。一些新锐的学校开始引入儿童编程课程,一二年级的小朋友学起了Scratch、Python代码编写。看来,未来的STEM课程离开了键盘是玩不转的,它必定要和一堆字母缩写纠缠在一起……

□本报记者 池沙洲 文/摄

STEM课程进入中国学校的时间不长,很多时候人们的理解只是停留在概念阶段,还仅仅把它归于科学教师负责的事情。其实,它至少还跟数学和美术学科有关系,是一门跨学科的、与日常生活紧密联系的课程。然而,还没等STEM课程思想深入人心,世界又往前走了一大步。前不久,2017年中小学生创造力培养国际研讨会(第二届)在杭州绿城育华亲亲学校召开,全球15个国家和地区的教育专家就相关议题进行了研讨。看来,STEM课程要生根发芽、与时俱进,最不能置身事外之人是信息技术教师。

中国的STEM教育不是“刚刚”,

而是其来有自

“今年年初,教育部印发了《义务教育小学科学课程标准》,第一次将技术和工程列入了国家课程,这对推进我国的STEM教育是一个非常重要的文件。”中国教育科学研究院国际比较教育研究所所长王素女士阐释。

记者翻阅了《义务教育小学科学课程标准》,正如王素所说,在第二部分“课程目标”中,有“科学、技术、社会与环境目标”,在第三部分“课程内容”中,有“技术与工程领域”。这说明美国已提出10年,而且在当今世界获得广泛共识的观念——具有STEM素养的人才为未来全球竞争力的关键,已经为中国政府所重视并有了积极的响应。 但作为一个教育大国,中国的STEM教育并不完全从美国舶来,它有着源远流长的本土化基因。王素提出的一个证据是1999年国务院发布的文件《关于深化教育改革,全面推进素质教育的决定》。“这是对科学教育来讲是非常重要的文件,为今天对接STEM课程奠定了基础。”王素说。

在这个文件中,提到了“以培养学生的创新精神和实践能力为重点”“坚持学习书本知识与投身社会实践的统一”,还特别指出“加强课程的综合性和实践性,重视实验课教学,培养学生实际操作能力”。其实,我们今天谈论“素质教育”时的政治正确性都来自于这个文件,但很少有人想到它对未来非同一般的预见性,它为今天的中国引入作为跨学科整合课程——STEM,埋下了伏笔。

今天的STEM是STEM+x,

“x”是个筐,装什么看你

克里斯托弗·格里夫(Christopher Grieve)是加拿大阿伯丁霍尔(Aberdeen Hall)学校的校长,他在场上发布了一个重要的观点:“大家都知道STEM课程非常棒,但我可以给大家多讲一讲STEM+x,这个x包括其他元素,可以让你的学校的STEM课程与其他学校有所区别,你需要决定你的x是什么,从而更好构造STEM课程,把x变成STEM课程的一部分。” 新加坡跃龙门(Touchstone)国际学院校长颜振发认同,这个“x”是“STEM教育一个很重要的创新”。他说:“当我们把A(艺术art)放进来,STEM就变成了STEAM;而当我们再把R(阅读Reading)放进来,让STEM可以演示和交流,它就变成了STREAM。所以STEM不是传统意义上的孤岛式地被教授和学习的学科。”

在格里夫的眼里,“x”就如同一个存放创造力的仓库,“什么样的仓库可以培养出有创造力的孩子?”格里夫自问自答:“是数字设计课程、机器人课程或者是其他类型的高科技课程。这些课程很多是由现代的沟通技术——IT(Information Technology)为基础来实施的,信息技术深刻影响了当今的社会。”

然而,“IT”的提法也已经过时了,从来自台湾的台南大学数字学习科技学系教授林奇贤口中说出的是“ICT”(Information and Communications Technology)。一字母之差到底区别在哪里?记者特地上网搜索了一下,发现网上有人用了一个很形象的比喻“如果说新浪、百度这样的互联网上信息服务公司可以称为IT类公司的话,那么,中国电信、中国网通这样的提供基础网络服务的公司则可以称为ICT类公司。”原来,这个“C”(数字通信技术)是移动互联网时代与之前的时代相区别的根本要素,或者把它替换成cellphone(手机)也未尝不可。

将I(信息)元素置入STEM教育,

中国很超前

凯斯·奈尔(Cath Knell)女士是新西兰林菲尔德学院的校长,她播放了当天全场唯一的一段完整视频,介绍了他们学校的机器人课程——是一个包含所有STEM教育的平台,诸如机械、电子、编程,以及培养学生团队合作、沟通技巧、批判性思维、面对压力和解决问题的能力。

“其实学编程是一个充满好奇、非常具有创意的学习活动,可以让孩子们在其中获得乐趣。因为现在已经是现在是电力和电子驱动的社会,人工智能(AI)已经在慢慢取代很多工作。”香港启思中学校长张绍铭进一步清理观念,尤其是教师头脑中可能存在的一些固化的观念,“作为教育者不应该和新技术对抗,否则只会对年轻学生的好奇心产生负面影响”。他还指出:“人工智能为人类带来福祉,甚至有些编程工作完全可以交给人工智能来实现,不需要人来编程了。” 日本静冈学园校长石田邦明前面有一段发言,刚看到话题转向,也不甘示弱,向主持人要来话筒:“在日本的高中和大学工程系每年都有机器人竞赛,我想这也是展示了STEM教育的成果。当参赛者失败的时候,你可以看到他们使劲地哭。他们哭不是因为失败而难过,更多的是因为觉得很满足,可以把自己的理念实施到这一步——到达参加竞赛的水平了。” 而经过王素所长的政策分析,很多人才知道,原来中国政府早在两年前,就已经有了将I(信息)元素置入STEM教育的计划。在2015年教育部办公厅发布的《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见》中,指出“有条件的地区要积极探索新技术手段在教学过程中的日常应用,有效利用信息技术推进‘众创空间’建设,探索STEAM教育、创客教育等新模式,使学生具有较强的信息意识与创新意识,养成数字化学习习惯。”

每一个字母都代表一种手段,

STEM最终培养的是创造力

为什么一个主题并非STEM的论坛,大家都在大谈特谈STEM?是因为论坛的主题是“中小学生创造力培养”,思考关键词“创造力”加上对未来教育的展望,与会者自然而然就在STEM教育上研讨开去,然而最终,他们又自然而然回到培养创造力的话题上来。

王素所长提到了国际上常说的4C能力,也是美国优秀大学选拔和培养学生的目标,包括批判性思维与问题解决能力(Critical Thinking&Problem Solving)、创造性与自主学习能力(Creativity&Active Learning)、沟通能力与合作精神(Communication&Cooperation)、跨文化理解与全球意识(Cross-culture Understanding&Global Awareness)。

而9月24日,国务院印发的《关于深化教育体制机制改革的意见》中谈到了要注重培养支撑终身发展、适应时代要求的四项关键能力:认知能力、合作能力、创新能力和职业能力。“这和2014年提出的中国学生发展核心素养其实是一脉相承的。”王素说,“世界各国都会重视创造力的培养,而STEM教育是落实创造力培养的一个非常重要的、核心的载体。”

作为论坛主办方的杭州绿城育华亲亲学校,在STEM教育方面以PBL(项目学习Problem-Based Learning)和Maker(创客教育)见长,在会场外的走廊上琳琅满目地展示了学生的成果:创意吸尘器、自动浇花器、激光竖琴、降温神器、未来汽车设计、博物馆防盗系统……吸引与会者们驻足流连。校长陆颖介绍:“我们认为创意无限,先让学生天马行空地去想象。从想象到设计这个部分是充分体现学生的问题解决能力的,因为创意可以无限,设计还是有限的,要受资金、场地、时间、知识储存等各种条件的限制。最后,通过反复试错与反思改进,学生让设计落地。” “每一次失败都是有意义的学习。”陆颖介绍,“学生们会在学习中记下点点滴滴的想法,将完成的产品以及自己的自豪感与他人分享。”

嘉宾校长格里夫

与会者来自15个国家和地区


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