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[专题]科学教育——通过创新和协作开启未来之门

Christine Anne Royce/美国科学教师协会主席

2018-12/总第273期

阅读数4

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Christine Anne Royce

美国科学教师协会一直致力于STEM的发展,通过协作和创新开启未来的道路。科技促进世界发展,也使世界和STEM相互紧密联合在一起。通过STEM活动,将工程、农业、科学等多种学科融合在一起,使人们更好地理解和应用科学,普遍提高自身的科学素质,推动不断创新,同时和其他人展开紧密合作,让个人的发展和国家的未来变得更好。

STEM职位未来的机遇

一份调查研究显示,“2015年,美国大约有900万人从事STEM相关的工作,他们的工资比其他非STEM工种的同行高约29%。而这些STEM行业的从业者中,75%拥有大学以上的学历”。从中我们可以看到从事STEM相关工作,学术能力不是必需的,但需要有基础大学学历。美国劳工部预期在2012—2022年期间,STEM领域的工作将有一个较大幅度的增长,科学和数学方面预计增长约18%,生命科学、物理和社会科学方面预计增长10%左右。越来越多的人将会加入到STEM工作领域当中,这是一个非常好的机会。在过去的十几年里,人们对STEM从业者的要求经常是做一个好的STEM教师,不断提高改进教学能力,使未来公民有更多更好的机会增进全球竞争力。

为什么是STEM

开展STEM教育能增强全球竞争力,促进生产力创新和经济发展,同时也提供了机会让学生和世界产生关联,让他们不但能得到知识性学习结果,同时也不断地思索探索,应用所学到的内容解决生活中遇到的实际问题。这是非常重要的一点。但是,为什么是STEM?

STEM是包括了科学、技术、工程和数学4个学科领域的学习和发展的方法。通过STEM可以培养和发展的技能包括解决问题、创造性、批判性分析、团队合作、独立思考、主动性、交流和数字素养。

STEM需要一种不一样的思维模式

在开展STEM教育和活动过程中,我们需要思考如何整合概念而非教授独立的某一学科;如何培养学生进行批判性思维,作出基于全面信息的判断,并将他们从死记硬背和直接教学中解放出来;承担风险和具有承担风险的意愿,其价值是什么;能够吸引学生积极参与的STEM课堂是什么样的。

未来我们需要进行不同的教学,脱离原来固有的思维模式,换上一种新的思维模式,提高教学参与感,让学生不仅是我们的学生,还是我们的同仁。STEM也不只是一种课程,更是一种思维模式,创造了更多的机会培养学生的批判式思维。所有这些都要求教师有更多的改变,开展更好的教学。当然,做到这一点从来都不容易。

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STEM促进学生的参与

不管是学生还是教育者在探索改变过程中都是有风险的,未来有哪些需要改变,如何达成这样的方式,这些都需要共同探索。提高学生的参与度,需要教师给学生提供动手做的机会,通过具有更多参与感的活动让学生与真实生活建立连接,促进学生进行自我引导的学习,帮助他们思考,鼓励他们交流合作,同时要求他们有更多的团队协作能力。

企业努力寻找具有成功必备的STEM技能的员工

还有其他的技能也是非常重要的。在美国,一些最重要的企业努力寻找具备STEM技能的员工,这些技能包括5个方面:技术技能,交流技能,人际沟通技能,解决问题和批判性思维,以及热情、承诺和动机。

从某种角度上说,工作者和学生们是一样的,他们都必须面对实际问题,具备解决这个问题的能力。企业也需要他们的员工具备人际交往和沟通的技能,分享思考、问题、想法和解决方案;知道如何在项目上进行合作,投入天赋、专长和睿智,为达成目标共同工作;具有批判性思维,以新的视角看待问题,跨学科和主题开展工作;发挥创造力,尝试以新的方法完成任务。

为了适应未来这种需求,我们必须改革教育,不仅仅是发展中国家,在美国也是如此。我们需要教育家和工程师一起开发跨学科的课程体系,为学生和教育者们都提供新的机会。这需要把现在关注记忆和测试的教育,转向更多维度的对知识和技能的思考与应用。

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STEM培养协作能力

《STEM 2026》报告中描述了对于在教育领域协作的重要性,以及在实践领域创新的重要性。它指出,为了构建实践共同体,不同领域之间需要合作;这些共同体可以帮助个体和工作之间建立联系。不同的国家有不同的方式推进科学教育。全球范围内,参与到STEM项目当中的伙伴越来越多,博物馆、图书馆、社区组织、企业等不同领域的人可以进行合作,资源互补,共同推进教育改革和发展。

未来我们的目标是建立无障碍的学习活动,引发有意识的玩耍和冒险,包括以跨学科方法解决“重大挑战”的教育经历,构建富有创新的和易于使用的学习评估方法。我们希望所有学生都能够提高他们的科学素养,而不是一部分阶层的人。

STEM,从科学开始

学生被期望为21世纪作好准备,包括必要的工作技能、创造力,以及能为IT行业带来创新和胜任的能力,但是从事相关领域学习的学生数量并非限于本土。全世界的学生都需要相关能力的培养。但是为什么从科学开始?尽管工程师可能不同意这个观点,但是我认为科学是任何事物的基础,科学提供了一个创新的体系,使年轻人在未来的全球竞争中获得成功的道路。科学同时也点燃人们的想象力,教师要找到一些创新的教学方法,让年轻人在科学方面进行协作,让他们为自己的未来作好准备。


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