创新时代下的STEAM教育

发布时间:2020-11-11

创新教育与STEAM教育有何关联?如何衡量成功的STEAM项目?如何以创新教学为切入推动主动学习,构建未来教育的系统化途径?下面一文或许有你想要的答案。

 

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

本文系 万德远在第三届中国STEM教育大会上的主旨报告,正文如下:

 

   

1
在信息化时代下的知识型人才培养

 

在目前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。无论是企业还是国家,都是在努力地寻找创新的途径来继续地发展和成功。

   

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,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年布什总统公布《美国竞争力计划》,正式提出STEAM教育;奥巴马把STEAM教育推动到了高潮;2013年,奥巴马获得国会的支持,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,招募很多的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

 

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,为你如果不具备这种能力,往往会被社会淘汰,所以美国存在很大的挑战。

 

《艰难的选择或者坎坷岁月》

 

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,比如中国和印度的精英人才纷纷回国。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。美国有一本书《艰难的选择或者坎坷岁月》中提及,美国必须在教育方面做出很大的改措,如果不做重大的改革,以后的优势或者繁荣发展的趋势会受到影响。

 

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,这一系列的技能和软实力。

 

《GLOBAL ACHIEVEMENT GAP》

  

大家有没有接触过一本书《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了目前我们要培养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:

 

01、有查询和分析归纳信息能力;

02、批判性思维和解决问题能力;

03、与不同团队协作和领导影响力;

04、坚韧,灵活,应变的能力;

05、有主动,探索和创业能力;

06、有良好的交流和写作能力;

07、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。这7个基本的技能,这很大程度上就是21世纪技能的一些总结。

  

 

2
创新人才培养的教育理念与模式

   

我们创新人才培养的教育理念是什么?有什么新的东西?学校在很大层面上对于创新教育这个步伐一直没有停,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。布鲁姆分类法大家都有所了解,他对于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50年代面世,2001年第二个版本又出来了。

 

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探索中。

 

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,这里面有什么含义?中心思想贯穿着什么?答案是主要学习,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围绕以学生为中心,让他们积极投入参与,自主地去学习。

   

3
创新创客教育

 

我们通常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,教育工作者在探索创造活跃学习空间,融合课程知识和实践活动,为提高深度学习和应用能力,通过参与实践,项目为主题的学习活动。创客教育主要以体验,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职业生涯的适应能力。

   

在日常生活中, 我们对事物的认知的交错穿插的多层次的,极为复杂的,而不是像我们在学校里所学的单一的,分离的课程和书本知识。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,还可以使学生即达深度学习的目标。

 

此外,STEAM倡导多元学科交插融合地教与学,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。

 

21世纪技能

 

二十一世纪教育强调四个至关重要技能:批判性思维,创新,协作,沟通 (4Cs)。主要是通过以项目形式为主的学习,融合多元学科的知识和运用,及找寻解决问题方法的过程中得以实践,掌握和提高。

 

这很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二十一世纪里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STEM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的框架,那么一些比较好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衡的信息以及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STEAM项目会更靠谱一些,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。但借助社会人才市场需求,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,知识为主去融合性学习。

   

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;促进学生的解决问题技能;培养学生合作探讨和团队精神;提供了主动学习的环境、过程和经历;促进以知识,技能和素养多元化的学习,体验和评估。   

 

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。Design-thinking不仅在工程学里是主要的思维方式,甚至在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。但他们很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们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)】方面能力上的表现和提高。

 

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、能力和素养多元培养和评估

返回列表
分享

优依学公司 版权所有 ICP备案123546987号 技术支持:骐翔网络