访谈

留美博士王建刚畅谈中美STEM教育合作,中国发展空间巨大

浏览量: 2017-12-22

近年来,随着中国政府、学校和家长们对优质教育、素质教育的日益重视,一种来自美国全新先进的STEM教育逐渐被引入国内。在当今全球化和信息化时代,各种教育的新...

  近年来,随着中国政府、学校和家长们对优质教育、素质教育的日益重视,一种来自美国全新先进的STEM教育逐渐被引入国内。在当今全球化和信息化时代,各种教育的新概念层出不穷,STEM教育以其先进的教学理念和方法在发达国家兴起并日益蓬勃发展,甚至被美国列入国家发展战略。那么STEM教育是什么时候起源的?发展STEM教育有什么意义?中美STEM教育有什么差距?可以借鉴与合作的方面有哪些?

  为了更深入探讨关于STEM教育的这些问题,近日,中焦视线记者采访了教育政策和绩效评估专家、美国赋尔博学习研究中心(Forobot Learning Research Center)主任王建刚博士。王博士认为,美国STEM教育起源早,发展全面,已经形成较为完整的系统和教学理念,在中小学开始得到普及,有许多方法和经验值得中国借鉴和吸收。

       STEM教育在发达国家兴起,中国政府高度重视其发展

  STEM是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、数学(Mathmatics)的缩写,近年来也有人将艺术(Arts)加入,变成STEAM。主要目的是支持学生以学科整合的方式认识世界,以综合创新的形式改造世界,培养学生解决问题的创新能力,以适应不断更新的专业知识和快速变化的社会。

  STEM教育很早就在美国起步,最早可溯源于1986年,美国国家科学委员会发表了《本科的科学、数学和工程教育》报告,被认为是美国STEM教育的开端。1987年,美国成立了一个专门致力于在初中和高中提供严密的STEM教育课程计划的机构,名字为“项目引路”机构(PLTW)。

  近年来,美国政府对STEM教育重视程度不断提高。2016年9月14日,基于对STEM未来十年的发展愿景与建议,美国研究所和教育部联合发布了《教育中的创新愿景》(即《STEM2026》)。2017年《美国竞争力计划》提出知识经济时代培养具有STEM素养的人才是具有全球竞争力的关键,并大力加强了对STEM教育的投入,总统特朗普拨款2亿美元加大对科学、技术、工程以及数学(STEM)专业教育的支持,尤其注重计算机科学和编程方面的学校教育。

  STEM教育在发达国家经过多年理论创新和实践应用,取得了良好的效果。STEM教育在发达国家兴起的同时,近几年来,这股教育改革之风也吹向中华大地,日渐被中国学校、教育机构、老师、家长和学生熟知和重视,逐渐形成一股潮流。

  王建刚博士对STEM在中国的发展有着其独到的见解。他表示,中国目前劳动力数量世界第一,但高端科技技术人才缺乏,要实现产业升级,STEM教育变得尤为重要。同时,中国处在一个技术高度变革的时代,从互联网、物联网、人工智能到智能制造,中国为了能够在新一轮的技术革新和产业升级中取得优势,也日渐重视STEM教育,对STEM教育的认识也不断提高。我国国家战略政策中虽然没有直接写明STEM,但是在内容上体现了STEM的内涵(源自中国教育科学研究院发布的《中国STEM教育白皮书》)。《全民科学素质行动计划纲要实施方案(2016-2020年)》、《教育信息化“十三五”规划》中都明确了STEM教育发展任务,发展STEM教育已经成为我国教育发展的重大战略:“有条件的地区要积极探索信息技术在'众创空间'、跨学科学习(STEAM教育)、创客教育等新的教育模式中的应用”。2017年9月,教育部在《中小学综合实践活动课程指导纲要》明确综合实践活动是国家义务教育和普通高中课程方案规定的必修课程,要求发展学生综合运用各学科知识,认识、分析和解决现实问题,提升综合素质。

  同时,中国有很多新兴产业崛起,也对创新性的人才产生了巨大的需求。但总体来说,中国STEM教育由于起步晚,教学理念、师资力量、评价体系等都相对落后,现有的部分STEM教育也存在教育理念误导、教学方式偏颇、课程设计拔苗助长等诸多问题。

  中美STEM教育发展差距大,美国从中小学开始起步

  STEM教育在美国已有三十年历史,那么经过这么多年发展,现在已经进入什么阶段?面对中焦视线记者的提问,王建刚博士从不同的角度阐述这个问题。他表示,美国STEM教育经过多年的不断理论创新和发展,目前已经进入相对成熟的阶段,不论是师资、课程、资金和培训等资源都非常丰富,已经深入美国的教育系统。

  具体到中美STEM教育的差别,王博士指出:首先,在教学方法上,美国得益于多年来倡导的基于项目的和基于问题的学习PBL(Project Based Learning or Problem Based Learning)为主的教学方式,注重从小在生活中深入地对学生进行方法论、实操方面的培育,引导学生通过合作与实践,完成课题项目和解决生活中遇到的难题,这与STEM教学提倡的融合各个学科、强调动手实践来学习科技和工程知识技能有很好的衔接。美国的STEM教育之所以发展迅速,也源于流行强调学习是有趣的(Learning Is Fun),学生们在做中学、玩中学,整个过程充满了丰富的趣味性和新鲜感。通过这种启发探索式教育方法,学生们既练出了心灵手巧的能力,又培养了敢于想象的灵气。

  其次,经过多年的发展,STEM课程资源十分丰富。各高校教育学院、非盈利组织、各出版社等提供了大量的STEM课程。比如,美国著名的电视网PBS的少儿频道,经常会播出STEM相关节目,而且提供相关的教学计划。

  在学生教学年龄上,美国大力推行K12(kindergarten through twelfth grade)STEM教育,让学生从小学和中学基础教育阶段就开始STEM学习,而中国目前则主要把STEM教育放在高等教育阶段进行,更注重理论及概念认知,教师按照分学科的模式培养。

  在理论上,美国STEM教育已经形成一套完善的理论系统,从课程、实践到评价体系都有一套科学的方案,学校和老师对STEM教育也认识较为充分。

  王建刚博士向中焦视线记者阐释,总体来说,美国STEM教育在政府重视程度、教学经验和方法、师资力量、理论系统等领域都远远领先中国,有许多方法和经验值得中国借鉴和吸收。王建刚博士举了个斯坦福教育学院给儿童设计的登月火箭课程例子。孩子们在了解了基本的火箭、登月舱、宇航员等情况后,教师让孩子们根据5天的登月计划来讨论:总共需要多少水、食物、火箭的补给?孩子们学会运用加减法以及乘法等数学知识帮助自己解决火箭的补给问题。老师带着孩子们一起画了一个空空的火箭,将火箭里面需要装载的各种食物、水、油箱、宇航员座位、火箭头、火箭尾等物品准备在旁边。孩子们根据之前计算和规划的结果,把相应的补给都塞到火箭里形成完整的火箭。这种教学方式不仅仅教授数学知识,更重要的是让学生体验、观察和想象,了解到火箭的具体结构,并实际学习和运用了科学、工程方面的知识,如此学到的知识会让孩子受益一生。

  中美STEM教育合作空间巨大

  王建刚博士认为,STEM教育美国开展多年,资源十分丰富,而中国正借人工智能和新兴科技的发展,以举国之力在努力赶超,中美这两个世界教育大国的合作与互补前景十分广阔。今年美国总统特朗普访华期间,中美两国元首达成的共识中就指出:欢迎每年在两国举办“中美青年创客大赛”,并在两国新设若干“中美青年创客交流中心”。

  中国要加强STEM教育,依靠自身努力的同时,可以与美国在STEM战略规划、课程资源、教师培训和评价标准等各个方面加强借鉴与合作。

  第一、进行STEM的战略规划。美国的STEM教育战略规划中的所有任务都有实施路线图,都制定了其短期、中期、长期的战略目标及相应的实施策略。同时,美国各地也开展了相应的STEM规划和部署。例如,美国北卡莱罗那州就发布了STEM战略规划。

  我国可以借鉴其规划先行的思路和方法,在国家教育政策层面、在各地教育措施和实施层面,都出台相应的STEM战略。甚至在每一级教育教学机构,都应该由自己的STEM实施方案和行动计划。王博士指出,我国的制度优势是能整合社会的总体资源来优先发展对我们最重要的部分。一旦我们认识到了STEM的重要性,并且配套的方针政策、战略计划能迅速跟上,则各种战略资源都会集聚起来,在全社会形成教育创新。

  第二、交流和丰富STEM课程资源。美国已经形成了一个巨大的STEM教学资源库,分布在不同的组织机构中供学生学习和教师教学使用。我们可以采用拿来主义,将这些课程本土化后与我们的教学实践相结合进行使用,节省大量的课程研发时间。同时,由于STEM课程倡导科技文化,与我国崇尚科学的文化和价值观十分契合,不必担心文化侵入和价值观引导的问题。王建刚博士认为,这需要熟悉中美两个文化、了解两国教育政策和教育实践的STEM教育从业者来帮助进行甄别、翻译、编撰。

  第三、进行STEM标准制订和认证。美国已经发展出来对教师和学校的STEM教育评价体系,这些评价体系是开展STEM教育很好的指导,利用STEM评价给出教育政策建议、提供教学帮助等。重点是帮助教育行政主体进行STEM教育规划和设计,建立和完善本地区的STEM教育质量标准、自我评估工具、基于量规的STEM学校教学设计标准等,帮助各地STEM课程教学的开展。中国的STEM虽然起步不久,但是我们的教育基数十分庞大,发展潜力不可限量,这给评价标准的研制带来大量的观测样本和跟踪数据。王建刚博士也专门提出了一种STSS教学评价系统,该系统通过对学生的学习效果、教师的教学能力、学校的教学体系、政府和社会上的STEM资源整合等多个方面进行测评,形成一个总体的STEM教育生态评价体系。目前,STSS已经在美国和中国的部分地方开展了评价试点。随着评价体系的不断完善和评价数据的不断丰富,STEM教育将会有更多的依据和指导。
 

  王建刚博士个人介绍:

  王建刚,美国赋尔博学习研究中心(Forobot Learning Research Center)主任,ASPA(美国行政管理学会)、CSTA(美国计算机科学教师学会)会员,美国加州州立大学富勒顿分校访问学者,复旦大学公共管理博士后,同济大学管理科学与工程专业博士。曾任复旦大学公共绩效与信息化研究中心副主任,多年政府绩效管理和咨询经验,专注从事教育评估、组织绩效和政策分析等研究和咨询。
 

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