安芯教育 · 2020年06月03日

干货共享 | 中国教科院STEM教育发展大会报告:创新时代下的STEAM教育

文章来源:中国教科院

本文系纽约州立大学教育学博士、纽约州教育厅高教司资深研究员万德远在第三届中国STEM教育发展大会上的主旨报告,内容有删减。

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万德远:纽约州立大学教育学博士、纽约州教育厅高教司资深研究员

1、信息化时代下的知识型人才培养

人类历史发展长河中有四个阶段,第一阶段是农业时代,第二阶段是工业时代,第三个时代是信息时代,信息时代在1980年由美国掀起,但是在短短40年内,我们已经又进入了创新时代,信息已经不再新鲜了。无论企业还是国家,都在努力地寻找创新的途径来继续发展。

美国的创新人才培养途径不仅仅用钱,它从80年代开始探讨如何能够占领高科技发展的制高点。1983年美国国家优质教育协会出版《面临危机的国家》报告;2006年公布《美国竞争力计划》,正式提出STEAM教育;2013年重金投入STEAM教育的发展,每年把白宫开放,由全国比较优秀的中小学用STEAM教育的项目来做展示,招募很多学校来参与这个活动。

为什么要大力做创新教育?随着时代的发展,从信息时代进入创新时代,美国也面临着很大的挑战:一是信息技术和科技的迅速发展改变了我们的生活,改变了经济运作情况,改变了各方面的发展,特别是一些在国际上有影响力的大企业,例如美国前100强的企业,都不断地讲,劳动力市场跟不上国家发展的速度,主要原因是我们的教育系统没有相应改变,教人育才方面远远不能满足社会变迁的需要。

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图1 美国劳动力市场

随着社会的发展,劳动市场发生很大的变化。图1整个大三角是发展中国家的状况,它的Routine work,劳动力结构所占劳动市场的比例越大,越发达的国家劳动结构越变化。中间这部分Creative Work,人员需求,上面展示美国劳动市场人才需要的结构,美国需要更多的高级人才、创新人才,因为你如果不具备这种能力,往往会被社会淘汰,所以美国面临很大的挑战。

过去美国的人力资源很丰富,它很大程度上可以吸收很多方面的高级人才。但是随着全球经济发展,更多的机会使得这些人回流,人才流入美国的趋势开始变缓,并且美国本土的人才培养又不够,所以美国意识到要在此处发力。

21世纪,创新时代所需要的人才的技能不仅仅是基础知识,同时还包括了应用技能,如批判性思维、解决问题能力、协作能力、团结精神、交流沟通、发明创新、领导意识、自主学习、终身学习、多元包容、社会责任心和道德感等一系列的技能和软实力。

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《GLOBAL ACHIEVEMENT GAP》

《GLOBAL ACHIEVEMENT GAP》这本书对21世纪进行了分析,最后总结,即使是美国最好的学校也达不到目前我们要培养21世纪人才的标准,所以教育还有很大的改革空间。书中提出当今学子成功立世的7个必备技能:

1、有查询和分析归纳信息能力;
2、批判性思维和解决问题能力;
3、与不同团队协作和领导影响力;
4、坚韧、灵活、应变的能力;
5、有主动、探索和创业能力;
6、有良好的交流和写作能力;
7、有好奇心和想象力。

当我们的学生走出校园,面对变幻莫测的社会,他们如何应对?希望教育者们能注重能力方面的培养,让孩子具有应变能力,自主学习,探索自己发展的方向。

2、创新人才培养的教育理念与模式

创新人才培养的教育理念是什么?有什么新的东西?学校在很大层面上一直没有停止创新教育步伐,我们在历史过程中不断地探索,却没有发生过一个突变状况。布鲁姆分类法对一些老师和学校的影响力非常大。布鲁姆分类法的第一个版本于1950年面世,2001年出来了第二个版本。

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布鲁姆分类法:新旧对比

新旧两版布鲁姆分类法有何区别?top1是Creating,它后面都加了ing,一个是名词,一个是动词,意思是什么?动词在某种程度上表明学习不仅仅是知识,而是应该把学习作为流程。我们所说的创新教育的概念并不新鲜,但是很多理念往往发生在以前的探索中。

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图2 被动学习与主动学习的效果比较

Discovery Learning - 发现模式、Experiential Learning - 体验模式、Participatory Learning - 参与模式、Project-based Learning - 项目模式、Personalized Learning - 个性化学习、Adaptive Learning - 推送型学习、Self-directed Learning -自主学习等一系列大家所熟知的名词有什么含义?中心思想贯穿着什么?答案是主动学习,这样他们学习的知识更深更广。从图2可以看出主动学习与被动学习的效果相差甚远。创新教育很大程度是以学生为中心,让他们积极投入参与、自主地去学习。

3、创新创客教育

创新创客教育分为三个部分:创客教育(Maker Education)、创新教育(STEM/STEAM)、21世纪技能(21st Century Skills)。

创客教育受创客运动的影响,教育工作者探索创造活跃学习空间,融合课程知识和实践活动,提高深度学习和应用能力。创客教育主要是体验、自己动手制作、开放式学习方式,对不同年龄段的学生都有很大的吸引力,也更有效地培养他们解决问题的能力和对职业生涯的适应能力。

在日常生活中, 我们对事物的认知是极为复杂的。创新教育(STEAM)学习可视为一个教学框架,倡导归属自然的学习环境和学习方法,能迎合大多数学生的兴趣、好奇和相关性,还可以使学生达到深度学习的目标。

此外,STEAM倡导多元学科交插融合的教与学,引领学生积极参与、勇于探索、求证,掌握和运用知识来解决问题,归纳出答案和新的认知。

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21世纪技能

21世纪教育强调四个至关重要的技能:批判性思维、创新、协作、沟通。主要是通过以项目形式为主的学习,融合多元学科的知识,在找寻解决问题方法的过程中得以实践、掌握和提高。

这迎合了许多先进的教育理论和广为接受的教学策略。如:布鲁姆的知识塔、建构教育理论、马宗浓的策略等。创新创客教学对成长在21世纪的学生成功至关重要,对我们共同的未来至关重要。创客教育、创新教育和21世纪技能,把它们整合起来,就是以后21世纪人才培养的中心内容。

4、衡量成功的STEAM项目的标准

很多STEAM教育项目做起来很难,怎么平衡它的价值、评价学生?如果没有一个很好的评估框架,那么一些比较好的STEAM项目就没有办法被大家认可,建立衡量成功的STEAM项目的标准十分重要,如:

  • 课程内容要有一定的挑战性;
  • 具有明确定义和达成共识的课程;

引导学生进行探究式和体验式的学习过程。其中还需包括:与现实生活相关的应用、鼓励批判性思维、解决问题和团队合作、课程难度设限要超越最低能力、反映和符合当地或国家的教学标准;

明确标明预期结果和评估方法。明确确定目标和标准,按照目标衡量成功进度。评估工具是用来衡量结果的,评估工具要提供数量和质量的信息、研究的基础和程序的持续改进。

持续性的承诺/获得社区支持。具有很强的领导力和足够的资源项目,需要保持资金投入的持续性,应获得学校或学区的支持以及赢得社区、家长和企业的支持。

学生是否受到激发和引导,在STEAM项目学习过程中是否会表现出:像科学家那样探究问题?像技术专家那样投入设计?像工程师那样动手建造?像艺术家那样倾心创作?像数学家那样推断演绎?

如果我们有比较好的答案,按照这种思路,往往我们的STEAM项目会更靠谱、更有效一些。

5、创新创客教育的课程内容

严格来讲,STEAM教与学是一种教育理念,强调五门学科间融合地学习、掌握及运用。 根据社会人才市场需求,又受创客运动的影响,许多探索STEAM课程项目主要围绕以下几个主题:

• 3D 打印设计
• 机器人
• 计算机编程
• 电子感应
• 游戏编创
• 科学实验分析
• 扩增实境 (AR)
• 虚拟现实 (VR)

这些课程往往不能在主课里面实现,通常在社团、课后来做这些东西。真正的STEAM教育应该融入到课程里面去,还是要以主课的内容、知识为主开展融合性学习。

STEAM教与学有很多益处,它可以激发学生的兴趣,提高他们的专注力;迎合多元课程的融合学习和核心素养教育的需要;使学生能够感触到课程中所涵盖的现实生活中的挑战;拓展翻转课堂和线上线下教学范畴;促进学生解决问题的技能;培养学生的合作探讨和团队精神;提供了主动学习的环境、过程和经历;促进知识、技能和素养多元化的学习、体验和评估。

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Design-thinking Process

不管是创客教育、STEAM教育还是21世纪教育,都离不开Design-thinking(设计思维)。Design-thinking不仅在工程学里是主要的思维方式,甚至也是我们日常生活中常用的逻辑方式。在STEAM教育里面更充分展现了Design-thinking的培养。

6、还原主题: 主动学习

我们所追求的重点是让学生积极主动地学习,使他们有更深刻的理解,把他们从不同学科领域所学的知识应用到解决问题和创造解决方案。创客/STEAM教育都不是全新理念或课程,但它便于推动主动学习方式和流程。

创客/STEAM教育的价值在于帮助拓展学生的聪明才智,重要的是培养他们的创新意识和能力,而不是限制学生获得相似的书本知识和学习成绩。

在设计教学和评价学生的基础知识和综合素质的过程中,要重点考虑培养学生在“五动”【动情(兴趣、好奇、热情、专注),动脑(想象、思考、分析、判断),动手(拆解、组装、设计、制作),动嘴(表述、解答、沟通、演讲),动心(情怀、爱心、公益、同理)】能力上的表现。

无论是创客教育、STEAM教育还是21世纪教育,塑造未来教育存在着几个共同关键因素:开放、灵活的教与学结构;以学生为中心的主动学习方式;针对学生特点进行个性化教与学;全面智能教与学支持管理平台;多种主动学习模式的选择和兼容;基于学生的知识、能力和素养的多元培养和评估。


原标题《教科文摘|中国教科院STEM教育发展大会报告:创新时代下的STEAM教育》
发布日期:2020年05月27日
来源: 中国教科院
https://mp.weixin.qq.com/s/H2...
(原文有删改)
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