?中國教育科學(xué)研究院院長(zhǎng)田慧生認(rèn)為，現(xiàn)階段我國基礎(chǔ)教育階段STEM教育存在的問題：沒有形成完整的系統(tǒng)性方案，各學(xué)段內(nèi)容和目標(biāo)不銜接。教育標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)估機(jī)制尚未建立，什么樣的課程能夠進(jìn)入學(xué)校，期望取得什么樣的效果，缺乏國家項(xiàng)目示范引領(lǐng)，已有項(xiàng)目系統(tǒng)性不強(qiáng)等等。
那么今天我們就帶大家來看看美國的STEM特色高中是如何運(yùn)營以及解決這些問題的!
案例學(xué)習(xí)
Chattanooga STEM 特色學(xué)校
是一所公立學(xué)校，位于美國田納西州;該校成立于2012年，以科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)、藝術(shù)相結(jié)合的STEM內(nèi)容為教育特色;在學(xué)科內(nèi)容學(xué)習(xí)之外，注重學(xué)生創(chuàng)新能力、批判性思維和合作能力的培養(yǎng);采用Project/problem-based learning，基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)方式
與傳統(tǒng)美國高中的區(qū)別：
1. 鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與學(xué)生能力測(cè)評(píng)機(jī)制
Michael Stone之前在傳統(tǒng)高中是一位非常成功的微積分老師，最開始考慮去Chattanooga STEM學(xué)校任教時(shí)，他對(duì)這所學(xué)校所采用的基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)(Project Based Learning 簡(jiǎn)稱PBL)模式并不了解。
當(dāng)他第一次參觀Chattanooga STEM學(xué)校，帶領(lǐng)他參觀的并非校長(zhǎng)，也不是教職人員，而是一名普通的學(xué)生志愿者。這名學(xué)生告訴他：“學(xué)生用這種方式學(xué)習(xí)可以完全靠自己，不需要他的幫助。”這在他的微積分教學(xué)中是不可想象的，但是隨著這位學(xué)生志愿者的講解，他對(duì)這所學(xué)校的教育理念有了全面的了解。
學(xué)生首先向他介紹了學(xué)校的評(píng)價(jià)機(jī)制，如何鼓勵(lì)學(xué)生嘗試去完成一個(gè)任務(wù)，犯錯(cuò)，搞清楚失敗原因，再重新嘗試。另一方面，在學(xué)習(xí)知識(shí)時(shí)，也會(huì)對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中需要鍛煉的能力評(píng)價(jià)。
Stone明白，一個(gè)10年級(jí)學(xué)生能夠如此清晰地表達(dá)他對(duì)教育的理解，這和傳統(tǒng)高中是完全不一樣的，他決定加入這所學(xué)校。
2. 組織學(xué)生參與“實(shí)踐訓(xùn)練”，和企業(yè)合作學(xué)習(xí)解決問題!
Stone作為學(xué)校Lab主任及“基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)”課程負(fù)責(zé)人，他負(fù)責(zé)在Chattanooga商業(yè)社區(qū)尋找那些有實(shí)際問題需要解決的合作伙伴，指導(dǎo)學(xué)生們組成小組設(shè)計(jì)方案，幫助合作伙伴解決一些問題。通過這種學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。
Stone主動(dòng)與社區(qū)里的商業(yè)公司聯(lián)系，告訴對(duì)方請(qǐng)給我2小時(shí)的時(shí)間告訴我你需要待解決的問題，他不需要對(duì)方付任何費(fèi)用，很多公司都非常愿意嘗試這樣的合作。
他的第一個(gè)大項(xiàng)目來自于EPB----當(dāng)?shù)匾患译娏υO(shè)備與通訊公司。EPB每年都會(huì)以節(jié)日為主題，用燈光來布置辦公室櫥窗。于是，公司請(qǐng)Chattanooga STEM學(xué)校的學(xué)生為櫥窗裝飾設(shè)計(jì)一個(gè)方案原型。
九星期后，學(xué)生們?cè)O(shè)計(jì)出了各種巧妙的裝置原型，6個(gè)學(xué)生小組分別為EPB的管理層展示了他們的方案，公司決定資助他們，完成真實(shí)產(chǎn)品的制作。一開始，Stone只想找到一個(gè)真實(shí)待解決的問題，現(xiàn)在這些學(xué)生可以在現(xiàn)實(shí)中實(shí)現(xiàn)他們的創(chuàng)意。
3. 在解決實(shí)際問題中，學(xué)生學(xué)習(xí)如何應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)
當(dāng)然有些方案制作起來并不是很容易，例如，有一個(gè)方案需要制作一個(gè)總高30英尺的冰雕城堡，由有機(jī)玻璃磚塊搭成，學(xué)生需要用CAD制圖，并用3D打印機(jī)打印出來。
Stone發(fā)現(xiàn)冰雕城堡那組中有個(gè)孩子，平時(shí)默默無聞，他發(fā)現(xiàn)如果將城堡的塔尖傾斜，強(qiáng)度會(huì)降低。他掏出手機(jī)開始重新計(jì)算承重，這涉及到三角函數(shù)的計(jì)算。這個(gè)學(xué)生之前在數(shù)學(xué)上并不突出，但通過參與項(xiàng)目，他獲得了一個(gè)在解決真實(shí)問題過程中探索所需的學(xué)科知識(shí)的機(jī)會(huì)。
冰雕城堡小組的另外一位成員是一個(gè)典型的“好學(xué)生”------按時(shí)交作業(yè)，很有領(lǐng)導(dǎo)力，但當(dāng)她面對(duì)這個(gè)真正需要做的項(xiàng)目時(shí)，卻束手無策，她說“我只擅長(zhǎng)在學(xué)校里的學(xué)習(xí)，我做不出任何真正的東西。”Stone老師指導(dǎo)她做東西，打消她的恐懼，他認(rèn)為這種挑戰(zhàn)對(duì)今天的學(xué)生來說非常有必要。
4.關(guān)注當(dāng)下的問題，獲得真實(shí)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，并為他們提供持續(xù)學(xué)習(xí)所需的工具
校長(zhǎng)Tony Donne介紹之所以采用這種全新的教育模式，是希望學(xué)生有朝一日進(jìn)入這個(gè)復(fù)雜、變幻莫測(cè)的世界時(shí)，可以做好充分的準(zhǔn)備。而要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，學(xué)生不僅要達(dá)到畢業(yè)要求，他們個(gè)人的思維能力，包括：批判性思維、創(chuàng)造性思維和領(lǐng)導(dǎo)力，都需要達(dá)到較高的水平。
而PBL的學(xué)習(xí)方式讓學(xué)生關(guān)注當(dāng)下的問題，并為他們提供持續(xù)學(xué)習(xí)所需的工具，能夠使學(xué)生最終得到人才市場(chǎng)歡迎，在國際范圍社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、政治事務(wù)上，產(chǎn)生積極的影響。學(xué)校聚焦科學(xué)、技術(shù)、教育、數(shù)學(xué)、藝術(shù)，學(xué)生通過做各種項(xiàng)目獲得真實(shí)世界的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。這些項(xiàng)目通常與當(dāng)?shù)氐墓I(yè)及高等教育機(jī)構(gòu)合作，解決當(dāng)下實(shí)際的問題。這些項(xiàng)目也能讓學(xué)生找到學(xué)校里學(xué)術(shù)性的學(xué)習(xí)與真實(shí)世界的聯(lián)系。
每個(gè)學(xué)年，學(xué)生都將完成若干個(gè)小項(xiàng)目，高中最后一年，需要完成一個(gè)持續(xù)一學(xué)年的大項(xiàng)目(包括定義問題、提出解決方案、撰寫商業(yè)計(jì)劃書、向風(fēng)投推薦項(xiàng)目并融資，整個(gè)流程)。
5. 表現(xiàn)性評(píng)價(jià)---關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過程中理解和表現(xiàn)的達(dá)成情況
學(xué)校要求學(xué)生在自己的學(xué)習(xí)過程中掌握主動(dòng)性，不再正襟危坐。學(xué)生是學(xué)校的主體，教師是學(xué)習(xí)過程的促進(jìn)者。課堂上，由學(xué)生自己掌握學(xué)習(xí)進(jìn)度、選擇想使用的技術(shù)手段、小組合作、動(dòng)手做項(xiàng)目。
學(xué)校采用表現(xiàn)性的評(píng)價(jià)機(jī)制，關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中各方面的達(dá)成情況。學(xué)生獲得的評(píng)價(jià)反映的是學(xué)生知道什么和能做什么，是對(duì)知識(shí)理解水平的高低，而不僅是一個(gè)數(shù)字。它也能激勵(lì)學(xué)生做出真正高水平的成果，體現(xiàn)學(xué)生應(yīng)用能力、綜合能力、知識(shí)掌握程度多維度能力。
Donen校長(zhǎng)認(rèn)為，科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)教育不是學(xué)更多知識(shí)，而是通過做項(xiàng)目將這些知識(shí)與過程性能力進(jìn)行整合，學(xué)生們需要合作、解決問題，提出自己獨(dú)特的問題解決思路。
6. 如何一點(diǎn)點(diǎn)幫助學(xué)生建立“合作”意識(shí)?
Donen校長(zhǎng)說：“合作可能是這其中最難學(xué)的一個(gè)技能，因?yàn)樗芏喾矫妗?rdquo;雖然許多學(xué)校會(huì)專門教學(xué)生合作，但Donen校長(zhǎng)認(rèn)為這還不夠，關(guān)鍵是教育者真正明白這項(xiàng)技能在高中階段應(yīng)該如何一點(diǎn)點(diǎn)建立起來。換句話說，是哪些特別的東西讓11年級(jí)的學(xué)生比10年級(jí)學(xué)生更懂得合作?
Chattanooga學(xué)校“合作意識(shí)”教學(xué)模型
9年級(jí)，學(xué)生學(xué)習(xí)了解自己，學(xué)習(xí)如何與和自己不同的人一起工作。
10年級(jí)，學(xué)生學(xué)習(xí)面對(duì)一個(gè)未知的難題時(shí)，團(tuán)隊(duì)伙伴們?nèi)绾蜗嗷ヘ?fù)責(zé)分工。
11年級(jí)，學(xué)生學(xué)習(xí)在個(gè)人層面和團(tuán)隊(duì)層面如何做好時(shí)間管理。學(xué)生需要把握好項(xiàng)目各階段的時(shí)間才能保證項(xiàng)目最終完成。
12年級(jí)，學(xué)生學(xué)習(xí)“超越校園的合作”，他們主動(dòng)去尋找自己感興趣的專家，并與他們建立聯(lián)系。他們學(xué)習(xí)如何創(chuàng)業(yè)，并獲得校外“老師”的建議。
7. 如何幫助學(xué)生去建立批判性思維?
對(duì)于批判性思維和創(chuàng)新，學(xué)校也開發(fā)了一系列的學(xué)習(xí)路徑。Donen校長(zhǎng)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生用手機(jī)可以搜索幾乎所有信息，但他們?cè)谕瓿扇蝿?wù)時(shí)，還是依賴?yán)蠋煾嬖V他們正確的方法。批判性思維的培養(yǎng)就是幫助他們明白他們擁有哪些工具，如何使用這些工具去解決遇到的問題。
Donen校長(zhǎng)說,“現(xiàn)在學(xué)生們已經(jīng)從‘老師沒告訴我做什么，所以我做不了’變成說‘老師也不是專家’”
小結(jié)
從這個(gè)案例中，我們了解到，美國真正的STEM辦學(xué)特色并不在于科學(xué)實(shí)驗(yàn)室或者創(chuàng)客空間的設(shè)計(jì)多么炫酷，也不是追求課程覆蓋范圍與難度系數(shù)，而是利用項(xiàng)目制學(xué)習(xí)方法來讓學(xué)生鍛煉自學(xué)和探究能力，結(jié)合學(xué)校的評(píng)價(jià)體系設(shè)計(jì)，企業(yè)真實(shí)設(shè)計(jì)需求，“軟能力“合作與批判精神的培訓(xùn)設(shè)計(jì)，都是這所美國特色STEM學(xué)校辦學(xué)理念的核心。
