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STEM对我国教育的启示

来源: 时间:2017-05-20 16:04:51 次数:

美国的STEM教育,对我国教育的启示是多方面的。

第一,树立STEM教育理念助推教育兴国

教育是促进社会进步的重要力量。要实现中国梦,必须提升国家在国际舞台上的竞争实力,这需要文化、科技、产业多方面的力量,这些力量今后将取决于劳动者的素质和水平。STEM教育着眼于复合型创新性人才的培养和劳动力水平的提高,将成为教育兴国一个重要的落脚点。

STEM教育促使理工科教育者,不再停留在本学科内部,从更为宽广的视野,审视学科之间的关系。STEM教育将会对中小学教育、职业技术教育、高等教育、继续教育等多个领域,产生系统性的影响,对于我国产业的转型,劳动力水平提高将会产生积极的促进作用,帮助国家经济从劳动密集型向技术密集型的转变。

第二,STEM教育与教育体系的改革

STEM教育的推进,应该是一项国家行为,涉及到课程的改革,学科关系的重组,教育评价体制变化,学段衔接关系的设计,是一个庞大的系统工程,需要系统和扎实的研究。

首先,应该鼓励教育研究者深入到教学一线,以更大的胆识和魄力,淡化学科本位,对本学科中的STEM教育的素材进行梳理和重组,与企业和社会力量合作,与其他学科的教育专家合作,从课程、教法、教具、学生学习等多个角度开展深入而系统的研究,并能够在一线教师的课程中得以体现。

其次,需要一线教师相信自己可以改变教育的现状,可以改变自己的课堂。应该鼓励更多的一线教师从事教育研究,给一线教师更大的发挥空间和社会支撑。

再次,需要教育行政管理部门,小步谨慎,踏实认真地设计与STEM教育发展相关的教育政策,整体设计各个学段的相互关系,借鉴美国STEM教育的各种经验,有计划有步骤地稳步推进,不能冒进。

最后,需要学生和家长对STEM教育抱持开放的心态,对参与项目和教学改革的教师给予信任和理解。

第三,关注技术教育与工程教育

世界范围内STEM教育的研究学者普遍意识到在实际的社会分工中从事技术和工程的人数要远远高于从事科学和数学的工作的人数,而在中学教育中,我们更加偏重科学和数学的教育。这是一种教育的反差现象,提醒我们在重视STEM教育的过程中,除了从劳动力培养的角度要重视整个STEM教育,在STEM的内部的各个领域中,也应该增强技术教育和工程教育比重。

技术教育和工程教育的在中学教育中主要是通过技术类课程来实现的,包括信息技术课和通用技术课程。技术教育和工程教育具有明显的应用特点,即学习技术和工程的知识和技能是为了在相关的领域进行应用。

我们国家的课程体系中,有关工程和技术的课程是不被人们看好的,这些课程本身受关注程度不高,在整个课程体系中所占的比重又很低。在不少学校,学军和学农倒是规定了一定的时间,把学生们统一组织起来通过课程的形式加以实施,学工往往流于形式,让学生自己利用节假日的时间去联系实践单位。

最近几年,上海市在推进市级实验性示范性高中创新素养培育项目的过程中,逐渐演化出一个新的项目——创新实验室项目,鼓励各中小学在STEM方面进行探索和实践。但这一项目目前依然是自下而上的模式,基层学校有了想法,市教委进行评定和支持,从市级层面上缺少顶层设计。在创新实验室项目实施的过程中,工程和技术类的实验室凤毛麟角,不同学段之间的衔接、社会各界支持的力度也很不够,尚处于萌芽状态。

第四, 关注科学和数学教育改革

科学教育是目前中学教育的重点,物理、化学、生物和地球科学所代表的分科的科学教育很大程度上影响着学生的科学素养,是学生获取科学知识的主要途径,也为今后进入大学从事进一步的科学研究打下基础。现代科学经过几百年的发展,其发展了一套完整的科学体系,环环相扣,这是一种自然的美感。但是体系愈加庞大,学生需要学习的知识越来越多,出于选拔和测试的目的,大量二次创作的结果是学生负担过重,懵懵懂懂学到了一个体系,却难以了解体系的内在结构和生成该体系的过程,而这些恰恰是学生面临科学知识的爆炸和未来学习的最重要的技能。因此有必要从科学素养和STEM教育的角度重视以下四种科学学习过程。

1)科学阅读。目的是提高学生自学科学的能力,丰富学生的知识面,拓展视野。阅读应注意采百家之言,只有现在了解不同的体系,未来才会相信存在不同的体系,才能够突破现有体系的束缚,创立新的理论。

2)科学推理。科学推理能力的缺失,使得学生不能做到“大胆假设”更难以做到“去伪存真”。在科学阅读资料中,除了百科全书式的“知其然”的内容,更应当增添福尔摩斯式的“知其所以然”的内容。

3)科学建模。面向21世纪的复合型创新性人才要能够建一家之言,既需要科学推理带来的定性分析,更需要科学建模将数据用数学工具表达出来。科学建模的能力与学生数据素养水平密切相关。

4)科学工程。从学生未来独立从事科学研究的角度出发,让学生从实验的目的出发,自主搭建甚至设计实验仪器将会大大锻炼学生的STEM能力。

数学教育是STEM教育的基础,技术深入,工程论证,科学建模,都需要数学作为基础。目前数学教育遇到的挑战很大程度上来自于计算机,数学教育与程序教育的融合,将是一个重要的STEM教育的发展方向。

1989年,钱学森先生着眼于21世纪的科技发展的需要,提出了“大成教育”的设想,认为我们国家的初等教育和高等教育还不能够给国家的强大提供足够的人力资源。18岁的大成硕士的设想,让一个理工科人才在他/她最富创造力的年龄,达到硕士的实践能力,同时对文学、艺术也有相当的体悟,他会满怀理想不怕失败,他相信创造的力量,也相信自己可以改变一切……,这个梦想至今仍让人倍感鼓舞,分外憧憬。STEM教育的研究和实施,将有可能让这一梦想变为现实。

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