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什么是STEM教育?这是我看到的解释最好的一篇文章

日期: 2019-12-04
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STEM教育的提出也是作为这一目的来存在,STEM教育特别提倡个性化和创造力的发展,同时也特别提倡学科之间的整合和融合,锻炼了这个能力,并不是我们刚才说的定义优良的问题。STEM的问题是一个定义不良,比较接近真实实际的问题,它可以锻炼学生的思维能力,来保证他将来的可持续性发展。这是从整个教育改革的趋势来看,为什么会产生STEM教育。

 

这张图列出了美国的角度看STEM的发展历程,这里列出的时间点,对美国来说都是非常重要的历史时间点。我们可以看到,STEM教育产生之后,实际上就是面对21世纪未来时代的科学教育发展和趋势,面对未来社会的一个需要。


STEM教育起源于美国,可以说非常火。如果大家有关注科学教育,比如亚洲、欧洲或美国的科学教育论坛,就会知道,每个论坛的议题总有一两个议题,是关于STEM教育方面的。和国际同行交流发现基本上全世界现在到处都在做这个东西。


STEM教育到底是什么呢?从字面上理解的话,它是科学、技术、工程和数学的一个整合。我们可以这样理解它,科学是包含不同学科的,我们一般认为生物、化学、物理,地理等也属于科学范围之内,除了用到科学之外,它还会用到很多技术方面的东西,那我们用了科学和技术的知识之后呢,通过工程的这种解决问题的方法,来完成STEM的一个课程。


同时,在这个中间可能会除了通过工程来表现,其他也会通过艺术形式来表现,来完成STEM这个课程。那在这个中间,不管你是工程还是科学类的一些问题的解决,你本身是离不开数学的,数学不是刻意地加在里面,这是我们一个字面上的理解。


PBL,这是基于项目的学习;Inquiry,是我们刚才说的探究式学习。实际上,在欧洲和加拿大地区,他们很多时候并不把这种实践科学活动,直接叫做STEM活动,他们还是沿用以前这种探究来命名,只是他们这种探究和STEM很接近,探究的并不是这种已知结果的问题,而是很多未知结果的、接近真实的问题。


Flipped是翻转课堂,也和STEM理论有结合的地方。为什么这样说呢?STEM是强调在课堂上减少像过去这种大班讲授式的这种教学,增多这种实践的学习。那么翻转课堂就是把这种讲授放到课下,然后课上会有更多这种互动式的活动,和一些实践类的活动。


Maker是创客教育,Robotics是机器人。这两个现在特别火,有很多机构都在做这方面的教育。各个国家都很强调编程,因为现代的社会特别缺少编程的人才。很多人把STEM理解成编程和机器人,觉得它们就是STEM了,这是一个表达的误解。但是确实编程和机器人对于孩子的整体STEM思维塑造是最全面的一种。


DIY就是自己来制作一个东西。3D打印技术实际上应该算是技术的一种手段,因为用3D打印技术,可以直接把你的一些创意转化成3D打印模型。这个技术应该说是比较新,过去没有这个3D打印之前,咱们把一些idea做成模型,是怎样做的呢?需要有很多技术的,比如说我要木工的技术,还有车床等等这些东西,通过你自己来做这个模型把它给做出来。那现在就比较方便了,你用电脑3D打印,把它给做出来,但它本身只是一个技术的手段。你要这样想,不管是3D打印还是机器人等等都是一些载体,看这些课程是不是STEM,还要看它的背后承载的是什么?这些只是一些手段,而不是我们最终要获得的东西。


关于创造力,很多人对STEM的认识,就认为是STEM特别能培养学生的创造力,这里我举了一个斯特伯格的创造力的三元理论,大家可以看看创造力包含哪几个方面,心理学对创造力的一个定义,实际上本身就和我们解决问题的这个能力是无法分开的。


首先,创造力必须有一个综合的能力。这个综合的能力是能够从一个全新的视角看待问题,或者重新界定问题。这个能力我觉得并不是每个人都有的,特别是现在孩子接受学校教育的时间越长,我觉得他的这个创造力是会降低的。他越来越不会提出一个问题了,更不会换一个角度来重新界定这个问题了。


第二个是分析能力。这个分析能力就是他必须要了解有哪些解决问题的基本步骤,他有没有分析和思维的能力。


最后一个是实践能力。实践能力就是你前面想了这么多,你能不能把它呈现和展现出来?就是能不能把它变成现实。也就是说创造力并不是只有一个想法就可以了,有了想法之后,你该怎么做也是非常重要的。这个解释了STEM在培养我们的创造力和解决问题方面能力的一个作用。


以上基本上就聊了一些比较理论的东西,那下面想用几个案例来说一下对STEM教育的理解。


首先,我们知道STEM教育不仅是一个科学方面的教育,它和以前我们在实验室做一个科学实验是有区别的,最大的区别是加入了技术的成分。它的技术成分不仅仅是我用技术手段,会一直做就可以了,那如果我只是要去制作一个东西,它就有点类似于我们过去的劳技和手工课。


我这里有一个例子,比如说缝制沙包的例子,这个例子实际上是非常简单的,做一个小沙包,那我们看AB两个老师的做法。


A老师是这样教缝沙包课的:第一步,他教学生怎样裁剪这个布料;第二步教怎样用针,用针线来缝合,针法;第三步,沙包缝的时候收针怎样去做?最后是你怎样把这个沙包封上口,填充沙子,这是第一个老师的做法。按照他的做法,学生一步步来做沙包,他们可以完成吗?当然是可以。而且很可能学生完成的是很统一的,每个人都是一个统一的小沙包,都做出来了。


B老师同样是教一节做沙包的课,他会怎样来做?第一步他会问学生,你这个沙包是干什么用的?你要思考这个问题,这和我们的现实联系起来,你做他你的功能是干嘛?我们知道沙包是用来丢的是吧?你要丢,要保证它丢得远,你知道玩的时候是几个同学之间来互相丢,打到人的时候不能很疼,不能用一个很坚硬的材质来做,你要保证它丢得远,就要有一定的质量。


然后在这样想之后,你思考一下,你要实现这些功能,你需要哪些材料?你想做成一个什么样的结构?第二步,让学生想一想,用哪些材料做这个沙包比较合适?第三步就是我们怎样做这个沙包?那做完之后还有第四步,我们一定要丢一丢来检测一下,这是一个检测和反馈的过程。


那我们想一想,这两个老师教的学生应该都能做出东西,这就是我们说的,为什么你做的这件事情不管是简单还是困难,这个事情的本身,这个案例的本身只是一个载体。

 

那不同的老师用不同的理念来指导的话,产生的效果可能会不同,A老师的学生,这次做的是沙包,那下次让他再做风筝,那你可能又要从头开始做了,孩子可能觉得风筝和沙包没有任何的关系,因为沙包我学的是裁剪缝针这些,那做风筝就要做一个全新的东西了。


但是你想一想,如果是B老师的学生,他也来做这个风筝,他还可以用1234这四个步骤来对应地做:第一步,你做风筝是干什么用的?可能需要什么材料?怎么做?做完之后是不是要放飞一下检测?


这些是技术的思想,还是可以迁移到之后做风筝,或长大以后工作设计个轮船,设计一个潜艇,设计一个汽车,这些东西是可以迁移过去的。

这是本文所说的技术的思想,它不仅仅是制作。希望大家可以理解这一点,它中间是包含一些技术素养的。


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