清華附中早在2011年就開(kāi)展創(chuàng)客教育，2014開(kāi)始與美國(guó)托馬斯·杰弗遜科技高中（TJ）合作，在清華附中建立了6個(gè)高端實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)始了STEM教育，并于2016年成立了STEM教研室，同時(shí)組織工作坊，邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外專家，集結(jié)優(yōu)秀教師，從理念到實(shí)踐進(jìn)行深入研究探討，學(xué)校STEM工作具備了常規(guī)運(yùn)轉(zhuǎn)的“大腦”。
那么是不是每個(gè)學(xué)校都適合、都有能力開(kāi)展STEM教育？STEM教育與學(xué)科教育是什么樣的關(guān)系？我們來(lái)聽(tīng)聽(tīng)清華附中校長(zhǎng)王殿軍怎么說(shuō)。
STEM教育無(wú)法替代學(xué)科教育
今天我要給大家分享的是：站在中學(xué)校長(zhǎng)、中學(xué)老師的角度看，我們到底應(yīng)該怎么樣認(rèn)識(shí)STEM教育、STEM課程。STEM課程畢竟是我們中學(xué)所有課程中的一種類型?，F(xiàn)在大家有一種錯(cuò)覺(jué)，好像中國(guó)以后的教育就只有STEM了。我告訴大家，STEM在中學(xué)中只占很小的一部分，只是選修課的一部分。
我今天講的僅代表個(gè)人觀點(diǎn)，因?yàn)殛P(guān)于STEM教育還沒(méi)有官方的說(shuō)法。在我看來(lái)，STEM課程是通過(guò)技術(shù)和工程的設(shè)計(jì)過(guò)程，整合科學(xué)和數(shù)學(xué)的知識(shí)內(nèi)容，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問(wèn)題情景，學(xué)生自行設(shè)計(jì)、探索解決問(wèn)題的方案。從這個(gè)大家可以看到，它要整合科學(xué)和數(shù)學(xué)的知識(shí)，還要整合別的學(xué)科知識(shí)。
這里有一個(gè)基本的假設(shè)，就是在做STEM課程的時(shí)候，學(xué)生已經(jīng)具備一定的知識(shí)。所以千萬(wàn)不要有這樣的錯(cuò)覺(jué)和夢(mèng)想，認(rèn)為未來(lái)有了STEM教育，單科教育就不要了，我認(rèn)為永遠(yuǎn)不是這樣的。學(xué)生學(xué)完單科的課程之后，為什么還要用STEM再來(lái)一個(gè)綜合學(xué)習(xí)？因?yàn)橹暗闹皇侵R(shí)性的教育，而這個(gè)主要是基于真實(shí)問(wèn)題的研究，培養(yǎng)學(xué)生的素養(yǎng)和能力，這是這個(gè)課程的獨(dú)到之處。但并不要指望STEM課程替代學(xué)科教育，我認(rèn)為不可能的。有沒(méi)有一個(gè)校長(zhǎng)敢在自己的學(xué)校只開(kāi)STEM而不開(kāi)英語(yǔ)、數(shù)學(xué)、語(yǔ)文、化學(xué)等等？我估計(jì)那個(gè)校長(zhǎng)三天都當(dāng)不了。在講STEM的時(shí)候，一定要認(rèn)清其本質(zhì)性質(zhì)和地位。
STEM教育也可以提升學(xué)生成績(jī)
STEM課程到底是什么？就是中小學(xué)的一個(gè)學(xué)校校本的選修課，永遠(yuǎn)不要指望著喧賓奪主。另外STEM課程強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科或者學(xué)科融合，強(qiáng)調(diào)綜合性。這么做的目的，是為了培養(yǎng)基于所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行綜合研究和解決問(wèn)題，培養(yǎng)一種解決問(wèn)題的能力、創(chuàng)新能力和科學(xué)研究的素養(yǎng)。而單科學(xué)習(xí)往往起不到這樣的作用。
其學(xué)習(xí)方式也不太一樣。單科學(xué)習(xí)往往有知識(shí)的體系完整性，所以老師有教材，照著從頭講到尾，孩子們不斷地練習(xí)和考試。但是STEM學(xué)習(xí)不是這樣的，它是基于問(wèn)題、基于項(xiàng)目。將問(wèn)題項(xiàng)目拋給學(xué)生去研究，整合所需要的知識(shí)，然后分析、解析這些問(wèn)題，再設(shè)計(jì)解決方案，再去實(shí)驗(yàn)、反復(fù)迭代，最后把問(wèn)題解決。
另外內(nèi)容也不一樣。STEM教育不講究知識(shí)的完整性、體系性，而是基于解決問(wèn)題過(guò)程的嚴(yán)謹(jǐn)性和完整性。它是依托知識(shí)，但是不優(yōu)于知識(shí)。
從教師的角度來(lái)講，它強(qiáng)調(diào)怎么樣引導(dǎo)、指導(dǎo)大家把與問(wèn)題相關(guān)的知識(shí)整合起來(lái)，然后研究過(guò)程能夠沿著正確的方向發(fā)展。老師不能取代學(xué)生去干這件事，而是指導(dǎo)和引導(dǎo)著學(xué)生完成這個(gè)項(xiàng)目或者是問(wèn)題的解決過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中來(lái)獲得能力和素養(yǎng)。并不是過(guò)程完了之后取得一個(gè)什么樣驚天動(dòng)地的成果，然后給大家演示一下，這都是錯(cuò)誤的，這都是功利化的STEM教育，我是堅(jiān)決反對(duì)的。
功利化的教育就是講究最后的結(jié)果，而STEM教育更強(qiáng)調(diào)的是在研究問(wèn)題、探索主題的過(guò)程中，所獲得的能力和素養(yǎng)。所以這個(gè)課程學(xué)完之后沒(méi)有什么結(jié)果，學(xué)生在過(guò)程中已經(jīng)獲得了很大的收獲。
評(píng)價(jià)方面，STEM教育的評(píng)價(jià)不是最后要考試或者是比賽，而是過(guò)程性、形成性的評(píng)價(jià)。
清華附中為什么要開(kāi)STEM課程？那是因?yàn)镾TEM課程在培養(yǎng)人的能力和素養(yǎng)方面有其他任何課程不可取代的獨(dú)特作用。這是它存在的價(jià)值和定位。培養(yǎng)創(chuàng)新研究精神，發(fā)展動(dòng)手實(shí)踐能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，全面提高學(xué)生的心智尤其是智力發(fā)展。特別最后一條要強(qiáng)調(diào)，就是有效地提高學(xué)生成績(jī)。如果您是老師，想在學(xué)校里做STEM課程但是校長(zhǎng)反對(duì)，你就可以告訴校長(zhǎng)，通過(guò)這么多年的實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，STEM確實(shí)可以提高學(xué)習(xí)成績(jī)，而且提高的幅度相當(dāng)大。
我最近收到我們負(fù)責(zé)STEM的老師給我發(fā)的一個(gè)微信，他說(shuō)我們學(xué)校長(zhǎng)期從事STEM課程學(xué)習(xí)的一些STEM迷，成天泡在實(shí)驗(yàn)室里的孩子們，他們今年高考平均分?jǐn)?shù)是685.37。這個(gè)成績(jī)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于我們學(xué)校的平均水平。所以你就用清華附中作為例子，來(lái)說(shuō)服你的校長(zhǎng)拿出空間、拿出錢(qián)來(lái)搞STEM教育。
開(kāi)展STEM教育要處理好多個(gè)關(guān)系
STEM課程的教育意義還是挺大的，我提煉出來(lái)一些最關(guān)鍵的特點(diǎn)，比如可以培養(yǎng)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，創(chuàng)新能力，動(dòng)手實(shí)踐的能力，團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)。STEM上課的形式或者用課程的觀點(diǎn)來(lái)講，主要是項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。所以在美國(guó)的好多專著里，看到STEM和PBL永遠(yuǎn)是結(jié)合在一起。從課程內(nèi)容角度講，STEM是綜合的，但是從課程的形式講，是基于問(wèn)題、基于項(xiàng)目的。所以PBL這種授課形式是它主要的教學(xué)和學(xué)習(xí)的形式，不要把這兩個(gè)東西割裂開(kāi)來(lái)。
這里面有幾個(gè)關(guān)系必須弄清楚，在中學(xué)里STEM一定是配角，不要企圖登上主舞臺(tái)。因?yàn)橹魑枧_(tái)是留給那些主要學(xué)科的，每一個(gè)國(guó)家的教育都會(huì)認(rèn)真地落實(shí)數(shù)學(xué)、國(guó)語(yǔ)的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)其它的單學(xué)科，這是人們建構(gòu)系統(tǒng)知識(shí)的必要過(guò)程。但是光有系統(tǒng)的知識(shí)不會(huì)用、沒(méi)有能力用也是白搭。在過(guò)去為什么創(chuàng)新人才出不來(lái)，就是沒(méi)有STEM教育，所以我們要處理好STEM課程與常規(guī)的國(guó)家課程的關(guān)系。
同時(shí)我們要處理好單學(xué)科的學(xué)習(xí)和STEM學(xué)習(xí)之間的關(guān)系。知識(shí)是一張網(wǎng)，經(jīng)緯都需要，光有經(jīng)不行，光有緯也不行。這是為什么我們國(guó)家的課程，所謂就是一個(gè)拼盤(pán)，就是四樣?xùn)|西擺在那里，高考的時(shí)候題目也是各是各的。今年出了一道題，站在生物和化學(xué)的角度都能做，最后出現(xiàn)了兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)答案。我們之前從來(lái)沒(méi)有這樣思考問(wèn)題。
STEM教育與改革之間也是有一些關(guān)系，特別它的課程本身如何在中學(xué)定位？STEM是民間先搞起來(lái)，它育人價(jià)值太大，但是國(guó)家的政策往往有點(diǎn)滯后，到現(xiàn)在在中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)課程改革方案里，都沒(méi)有這個(gè)詞。因?yàn)?ldquo;STEM”是一個(gè)英語(yǔ)的縮寫(xiě)，在中國(guó)正式的課標(biāo)里面可能不太便于出現(xiàn)。
總的來(lái)講，STEM是來(lái)自美國(guó)的一個(gè)好的概念，但是中國(guó)有中國(guó)的特點(diǎn)，中國(guó)學(xué)科教學(xué)有中國(guó)學(xué)科教學(xué)的體系，在STEM教育當(dāng)中還是要與本國(guó)實(shí)踐相結(jié)合。
清華附中的STEM教育實(shí)踐
接下來(lái)我們來(lái)看看清華附中圍繞STEM做的一些事情。我們主要是基于當(dāng)時(shí)的創(chuàng)客空間和我們高研實(shí)驗(yàn)室和其他的一些方面。我再次強(qiáng)調(diào)，我們搞STEM主要是讓孩子們?cè)谶^(guò)程中收獲。
現(xiàn)在STEM課程很繁榮、很興旺、很發(fā)達(dá)，大家一窩蜂上來(lái)的時(shí)候，STEM課程到底應(yīng)該怎么樣開(kāi)發(fā)，怎么樣貫徹落實(shí)才能得到效果，怎么評(píng)價(jià)，現(xiàn)在還沒(méi)有一個(gè)有秩序、有規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，這使得現(xiàn)在所有與科學(xué)教育有關(guān)的都叫STEM教育。所以STEM教育就是科學(xué)教育的一個(gè)框，啥都往里裝，恨不得讓一年級(jí)孩子開(kāi)發(fā)衛(wèi)星，這種做法實(shí)際上有非常大的風(fēng)險(xiǎn)。
浪費(fèi)錢(qián)還在其次，但如果浪費(fèi)了孩子的精力和時(shí)間，起不到應(yīng)有的作用，這是非?？膳碌?。
STEM教育既然依托于單科知識(shí)，就應(yīng)該與學(xué)生的知識(shí)水平匹配。課程中用到的能力和素養(yǎng)也應(yīng)該是這個(gè)孩子能駕馭的。不能給小學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)STEM課程，需要他搬起50公斤的石頭，這個(gè)孩子能搬得起來(lái)嗎？所以STEM課程實(shí)施得有一些規(guī)范，包括課程的要素等等。
以“眾籌”方式構(gòu)建中國(guó)STEM課程標(biāo)準(zhǔn)
STEM教育教育研究院基于清華附中的實(shí)踐，制訂了一些相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。研發(fā)的目的主要是想規(guī)范STEM課程的內(nèi)容和實(shí)施辦法，以及實(shí)施過(guò)程中關(guān)注的一些要素，還有如何評(píng)價(jià)這個(gè)課程，評(píng)價(jià)學(xué)生在這個(gè)課程當(dāng)中的表現(xiàn)。這些都是我們開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的目的，未來(lái)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候可以公布給大家提意見(jiàn)。我希望這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)未來(lái)是眾籌性質(zhì)的，大家共同貢獻(xiàn)智慧，得到一個(gè)中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)。
小學(xué)的科學(xué)教育有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，也就是說(shuō)小學(xué)生一年級(jí)、二年級(jí)、三年級(jí)一直到六年級(jí)，科學(xué)教育要講什么東西、講到什么程度，我們是有標(biāo)準(zhǔn)的。從初一開(kāi)始，我們就沒(méi)有科學(xué)教育這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，只有單科教育的標(biāo)準(zhǔn)。所以，從初一到高三這六年當(dāng)中，如果按科學(xué)整體來(lái)看，教什么東西、如何綜合地體現(xiàn)，實(shí)際上我們沒(méi)有這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
所以我們做了一件事情，就是把平時(shí)物理、化學(xué)、生物等所有跟科學(xué)相關(guān)的內(nèi)容都整合起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)中學(xué)的科學(xué)教育內(nèi)容體系。
這個(gè)體系可以告訴學(xué)生，初中的科學(xué)應(yīng)掌握到什么程度，高中應(yīng)掌握到什么程度。STEM課程教育在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，一定要遵循知識(shí)體系，不能夠超綱太多。我們的標(biāo)準(zhǔn)是按科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)這幾個(gè)方面，共同在不同的年齡段對(duì)知識(shí)和方法、內(nèi)容有一個(gè)要求。同時(shí)我們尤其對(duì)跨學(xué)科的綜合能力有一些要求。所以你的課程必須體現(xiàn)這些方面，一類的概念、二類的概念、三類的概念等等，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的編排就是基于這樣一張表格。
關(guān)于科學(xué)探究過(guò)程，我們分為：提出問(wèn)題、作出假設(shè)、制定計(jì)劃、搜集證據(jù)、處理信息、得出結(jié)論、表達(dá)交流、反思評(píng)論等等，這幾句話提煉了好多天。
未來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)主要是用于開(kāi)發(fā)新課程的參考和依據(jù)，還有樣課，舊的課程可以拿來(lái)做一些修訂，讓它符合這個(gè)規(guī)律。沒(méi)有評(píng)價(jià)，課程的好壞就沒(méi)有辦法說(shuō)，要有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，才能基于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
