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STEAM教育获奖证书=名校入场券?没那么简单……

  “去年我们学校通过高考进入清华、北大的人数超过30人,其中有4人参加过2016年青少年国际竞赛与交流中心(简称ITCCC)的活动。今年已保送87人,其中清华、北大12人,有2人参加过2017年的活动。通过ITCCC组织的活动,我校学生各方面能力都得到了大幅提升。”近日,成都外国语学校的陈绩老师在“国际青少年航天教育论坛”上给出了一组数据,分享STEAM教育带来的利好消息。

  长期以来,人类获取知识的途径是通过老师教学或者阅读书籍,需要花费很多时间去继承和延续前人积淀下来的东西。STEAM教育的出现,给学生提供了一种完全不同的学习方式。受益于信息技术发展创造出的大量知识工具,学生将逐渐从繁重的知识记忆中解放出来,为从事个性化和创造性活动提供了良好机遇。这意味着,随着信息化发展,少年不必经过漫长岁月积累才能功成名就,世界重回年轻人手中将成为可能。

  “很多人认为太空离我们太遥远,其实太空离我们的距离比你想象的近得多。太空与我们之间的距离只有一百公里,但是这一百公里是垂直向上的方向。为了走向太空,我们必须摆脱地心引力的作用,地心引力是人类生活在地球上重要原因之一。那么现在我们就要开启想象之旅,从北京故宫开始走向太空……”英国国家空间学院院长Anu Ojha教授在主旨演讲时向在场师生们展示如何拉近个人与宇宙之间的距离感。

  秦皇岛市青少年科技教育协会理事长那倩老师对此颇有感触:“受到思维方式限制,我们一直认为地球、宇宙这种话题离我们很遥远,觉得没有必要学习航天知识。但是,其实孩子天生拥有创造力和探索欲望,做为老师我们应该尝试着去引导学生,让他们有机会和能力去尝试、去探索宇宙奥秘。”

  浙江大学附属中学唐一平老师分享了自己的社团课教学经历:“为了点燃学生的热情,我们学校邀请专家到学校开展讲座后组织学生进行天文观测,也吸引了很多社会公众参与进来,产生了一定影响力。学生花了大量时间进行夜间拍摄,活动结束后让他们向公众普及相关知识,进行科普讲解。此外,加强媒体对活动的宣传报道能让学生觉得有意义并产生满足感,有学生的名字出现在报道中,他们会觉得这件事情很重要、有价值,然后更加积极主动地参与进来。”

  “我为什么要学这些东西?学到以后有什么用?到底我跟世界有怎样的联系?要如何改造世界?”传统教学方式不能很好地解答这些疑惑,而STEAM教育通过让学生参与到实践活动中去自己寻找答案。不是简单地将科学、技术、工程、艺术和数学组合起来,而是将学生学到的碎片化知识转变成探究世界相互联系的过程。

  “教育应该以孩子希望的方式进行,而不是让孩子适应我们的教学方式。比如从孩子很小的时候开始激发他们对航空航天的兴趣,在成长过程中确保他们的兴趣得到充分发展,挖掘出他们的潜力,让能力得到提升,并帮助他们构建人类命运共同体的理念,为未来人类探索宇宙做好人才储备。”美国航天基金会副总裁Bryan J. DeBates先生认为,学习的目标应该是让学生和现实世界、和未来职业规划相匹配,通过浸入式学习激发学生的兴趣。

  “在知识爆炸时代,学科越分越细、越来越多,学生不可能成为全才,所以具备基础知识外,还要学会选择性学习。” 杭州外国语学校解学仁老师指出,传统教学方式导致学生大多为了考高分而做出选择,当面对为实现理想做出选择时却无所适从。“有学生跟我说以后想搞建筑设计,但是却完全不了解什么是设计。很多学生只会坐在教室里空想,STEAM教育让学生有机会接触现实问题,在真实情景中学会知识应用并提升解决问题的能力。通过参加活动可以让学生知道什么是设计,怎么做太空城市设计。通过实践了解自己是否擅长设计,具备自我认知能力自然而然就知道怎么选择。”

  据悉,教育部印发的普通高中课程方案和课程标准(2017版) 对课程结构进行了优化。考虑到高中学生多样化的学习需求及升学考试要求,在保证共同基础的前提下,适当增加了课程的选择性,为不同发展方向的学生提供有选择的课程。规定学生所有科目都要学,达到教学基本要求;有特定学科潜力和发展需求的学生在相关科目上可以多学些、学得深些,做到发挥特长、因材施教。

  可见,对于学生来说,学科知识将不再仅仅停留在纸笔或者脑海里,而是逐渐融入日常生活和学习中。因为个人兴趣而选择学习,并且有机会将学到的知识加以应用,在应用过程中定义问题、找到解决方法并指导自己进一步学习,这将对未来学习或工作方式产生深远影响。

  “我们曾经邀请校外学生参加到自己的学校组建的队伍中来,校外小女生展现出的建模能力、对航天知识的理解能力、还有做PPT的能力很高,给学生们留下了深刻印象。通过这种突破常规学习环境界限,让他们有了与同龄人交流的机会,并看到了和别人之间的差距,开始思考如何自我提升。”陈绩老师说。

  基于项目的学习(Project-based learning,简称PBL),是让学生围绕真实情景下的任务,综合运用各学科知识,通过相互合作,设计实施一系列的探究活动,并把探究成果进行展示和交流的学习模式。所有参与活动的学生会形成学习共同体,积极需求与他人之间的交流合作,从而建构对知识共享的理解和创造性解决问题的能力。

  “未来太空学者大会通过竞标、团队等方式,让学生们感觉不是在单打独斗,而是为了完成团队共同的任务目标贡献自己的力量、发挥自己的长处,同时找到自己在团队中的合适位置。”青少年国际竞赛与交流中心副主任毛勇博士说,学生在实践活动中学会交流与合作。区别于传统课堂教学,项目式学习有明确任务分工,自己做得好坏与否将会影响整个团队的任务进展和质量。学生精心设计的方案需要在小组内部进行讨论,这将提升小组成员的批判性思维能力,并促使他们学会包容理解,锻炼面对挫折的勇气。

  通过让学生动手和实践,锻炼学生解决实际问题的能力,培养21世纪新型人才的核心素养,包括复杂沟通、社交技能、非常规问题解决、自我管理以及系统思考等。项目式学习既是对复杂真实问题的探究过程,也是精心设计项目作品、规划和实施项目任务的过程。通过这个过程,使学生掌握相关知识和技能。

  “部分老师认为航天STEAM教育的课程设计和自己的学科无关,不能打破思维固化和传统观念束缚。”有老师指出,如何打破学科壁垒,开发以问题或项目为核心的综合性课程,并以不同以往的教学方式实施,也是目前面临的重要挑战。

  “未来太空学者大会是一个典型的跨学科项目,我做为老师不可能掌握所有学科知识,所以我把参加过活动的往届学生请过来做助教,让他们带动新学生去学习和成长。”陈绩老师认为,应该把舞台交给学生,老师所扮演的角色只是指引者和见证者,起着助推作用。只要激发出学生的兴趣和热情,就能看到他们快速成长。“有些学生的建模水平比我还高,所以让他们来教会新学生更复杂的建模方法。”

  “学生不再单纯地依靠老师来解决问题,他们走到了老师前面,能够自学相关软件和查阅背景知识,推动团队甚至老师一起往前走。”北京一零一中学物理老师分享参加2018年太空学者大会的经验和体会,“在平时的课堂教学中习惯把地球、月球等宇宙行星看做一个质点,用数学计算方法或者物理学万有引力提供向心力的公式去嵌套解题,经常忽略地球自转等细节问题。去年带着学生参加太空城市设计,对我来讲就是在太空的某个位置建造一座供人类居住的房子。但是我们的学生考虑到了太空城市中应该有气体交换装置,在微重力环境下如何解决失重等问题。可以看出他们开始学会自己思考和研究,将知识转化到了实际应用中。”

  此外,该校开展航天STEAM教育课程,老师可以畅所欲言探讨所涉及到的各学科知识,当发现解答不了的疑问时,学校老师和学生都会查阅资料寻找答案。她认为,通过STEAM教育实现了教学相长:“这其实是一个师生互助、共同成长的过程。”

  “我们的基础教育教学往往存在知识和应用之间的脱节问题,甚至延续到了高等教育阶段。本科学的知识不知道未来能如何应用,直到进入研究领域碰到真实应用场景才发现已经全部忘记,需要重新学习。”毛勇博士说:“我们有幸能够在K12领域,帮助学生搭建完整的知识体系,并让他们有机会把自己学到的东西和真实问题联系起来去解决问题。而且老师也能够参与进来,用敏锐的眼光发现更多之前从未考虑过的问题。我们期待老师们主动分享分学科和STEAM教育之间具体联系的教学案例,不仅仅是师生之间教学相长,老师之间也能互相帮助、共享知识,一起推动未来航天教育发展。”

  综上所述,把STEAM教育活动获奖证书与名校入场券直接划上等号,这种思维方式过于简单粗暴。STEAM教育核心特质是锻炼学生思考方法、培养学生综合能力,让他们成为一个完整的可持续发展的人。探究名校乃至世界范围内高等院校愿意接收这类学生的背后,以科学家、工程师工作方式培养出的科技创新应用型人才数量将成为未来国家竞争力的关键所在。

  STEAM教育对课程资源和高素质师资队伍要求相对较高,但更重要的是教育工作者理念的转变,从传统单一学科教学模式到尝试跨学科STEAM教育,从传统教师变身为项目导师去引导学生,让学生成为课堂和项目的主角。随着以未来太空学者大会为代表的STEAM项目受到越来越多人的欢迎和认可,STEAM教育成为目前学科教育的补充是必然趋势,而推动这个趋势落地,需要具备更多有先进理念的种子教师以及优秀的课程资源和平台。(中国科技网 冷媚)

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