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stem教育的起源与特点

 随着信息通讯的不断发展进步,人工智能科技已经是颠覆创新加速的时代,对青少年科技创新教育领域的改革提出了全新的要求。中国的青少年科创教育模式也悄然发生着变化,应试教育与填鸭式教育不再占据绝对的统治地位。

STEM教育是一种具有国际影响力的欧美前沿教育理念,她坚持以青少年为中心强调系统逻辑思维,鼓励合作、想象、创作、创新、测试、改进,通过跨学科学习,提升学生探究、创新和解决问题的能力,培养科学、技术、工程、艺术和数学素养和创新精神与实践能力。

提升多元思维,来了解时下火爆的STEM前沿教育

一、STEM在欧美的兴起

STEM教育通过跨学科教育方式培养科学创新复合型人才,对于提升孩子的问题解决能力、创新思维、创造能力、具有十分重要的意义,STEM代表科学( Science ),技术( Technology ),工程(Engineering ),艺术(Art),数学( Mathematics )的跨学科综合解决教育理念的简写。

STEM教育兴起于20世纪80年代的美国。1986年,美国国家科学委员会提出了STEM的概念。最初,这一概念只包含Science(科学),Technology(技术),Engineering(工程),Mathematics(数学)四科,主要应用于高等教育阶段。

进入21世纪以后,国际高科技人才的激烈竞争、美国学生科学技术素养的下滑引起了美国政府与社会的忧虑,STEM教育引起了高度的重视。2009年,时任美国总统奥巴马提出了教育创新运动,强调美国将优先发展STEM,决心把美国科学和数学教育的排名从中间位置提高到世界前列。此后,美国联邦投入了大量资金,用以支持幼儿园到12年级(K12)阶段和高等教育阶段的STEM教育研究。美国各州也纷纷采取了促进STEM教育发展的有效措施,包括创建全州STEM教育网络、成立区域STEM中心、创办STEM高中、启动幼儿园到8年级(K8)阶段学生计划项目、加强教师专业发展。

2010年,美国维吉尼亚科技大学学者格雷特•亚克门(Georgette Yakman)第一次提出将Arts(艺术)纳入到STEM中。Arts广义上包括了美术、音乐、社会、语言等人文艺术学科。整合的STEM教育不仅可以促进学生的认知发展,还可以促进他们的情感和精神境界的提升,增强他们的批判思维和问题解决能力,培养他们的创造力。在美国,STEM教育已经被认为是幼儿园到12年级(K12) 阶段的一个重要的国家教育改革战?略;一大批创新型人才在这样的教育模式下成长起来。

二、STEM教育特点和实质

1、跨学科融合性

传统上将知识按学科进行划分,对于自然科学探究和将知识划分为易于教授的模块有所助益,但随着科技进步和发展其弊端也逐渐显现。STEM 教育因此应运而生,跨学科融合性是它最重要的核心特征。她强调面向每一个学生,通过科学、技术、工程和数学等领域的学科知识与方法的有机整合,加上艺术的元素。发展学生在知识融通与综合应用,系统设计与创新能力,物化实践与语言表达,文化体验与价值认同,科学态度与责任担当等方面的素养。 其根本的目的在于通过跨学科学习,提升学生探究、创新和解决问题的能力,培养科学、技术、工程、艺术和数学素养和创新精神与实践能力。

2、系统逻辑思维

在STEM教育过程中,围绕一个真实的学生感兴趣的科学问题展开,让学生通过动手操作实践,利用已有知识与资源平台,共同搜集学习材料,运用数学知识分析数据和工程思想建构模型,注重多学科知识的综合运用,强调整体化的系统逻辑思维,激发创新意识,拓展实践能力。 注重在讨论和交流中激发创造灵感,强调在解决问题中分享成果,体验乐趣。通过科学、数学的知识综合运用,采用技术的手段,工程的思路,艺术化的构思,实现学习目标多样化,强调解决问题的工程的整体系统思维和技术含量技术支持。

3、以学生为中心,注重生活场景融入

STEM教育坚持以学生为中心的思想,实施过程中要把多学科知识融于有趣、具有挑战性、与学生生活相关的问题中,以此激发学习者内在的学习动机和解决问题的成就感。STEM 教育强调分享、创造,强调让学生体验和获得分享中的快乐感与创造中的成就感。STEM教育是让学生去解决生活中学生感兴趣的社会、经济和环境问题,学生对学习内容的有极高的热情和兴趣,是一个真实的问题场景,而非假设虚构。情境是STEM 教育重要而有意义的组成部分,只有当学习镶嵌在运用该知识的情境之中,有意义的学习才可能发生。

4、培养实际问题解决能力

STEM 教育的艺术性强调以数学元素为基础,从工程和艺术角度解释科学和技术。在自然科学教学中增加学习者对人文科学和社会科学的关注与重视,例如在教学中增加科学、技术或工程等相关学科发展历史,从而培养学生多元思维模式。另外,STEM 教育主张技术作为认知工具,无缝地融入到教学各个环节,培养学生善于运用技术解决问题的能力,增强个人驾驭复杂信息、进行复杂建模与计算的能力,让创意得到分享和传播,从而支持深度学习的发生。

5、项目化协作,解决问题

STEM教育强调项目化的学习。学习需要建立成功的学习小组,通过团队协作,倡导采用以学生为中心的实操教学方法(教育内容具有灵活性和可选择性,鼓励学生想象、创作、测试、改进。 同时构建一个安全的学习环境,允许学生犯错误,不怕学生犯错误),学生可以创建一个能够看得见、摸得着的原型与模型。通过测试原型,评估结果和重新设计来提升结果,并进行改进。

三、中国家长对STEM教育意识觉醒

根据《中国STEM教育白皮书》预测,到2025年,中国的新一代信息技术产业人才缺口950万,高档数控机床和机器人产业人才缺口450万,电力装备产业人才缺口905万,新材料产业人才缺口400万,新能源汽车产业人才缺口103万??科技发展使得社会对具备STEM素质的人才需求旺盛。国家层面不断出台政策鼓励素质教育的发展,为STEM教育兴起提供了强有力的支持。

新时代人才需求背景下,应试教育转轨素质教育进程加速,政策改革决心已显:从2015年教育部《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(征求意见稿)》首次提及STEM教育、创客教育等新教育模式开始,近年来,我国素质教育改革相关文件频频出台,改革行动速度明显加快。

这些都使得STEM前沿教育在中国获得推崇并逐渐火爆,随着中国家长结构年轻化,“80后”“90后”逐渐成为家长,整体社会的家长结构开始年轻化。这一部分家长教育观念更加开放,对于互联网的接纳程度更强,更加注重对子女的沟通表达能力及动手操作能力的培养。对于孩子培养的关注点,也从应试教育开始转向更全面的哲科素质培养。

让我们一起帮助每一个孩子在成长的过程中构建多元的思维和能力,更好地迎接日新月异的科技未来吧!