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我們都知道,中國學生在理科的基礎知識掌握上,從來都優於很多歐美國家,但他們的動手能力及創造力卻落後於其他國家的學生。於是不少學校都開始尋找全新的教學方式,希望從根本提高學生的科學素養水平,而不只是單純的知識傳授。
STEM教育也因此進入中國學生和家長的視野。我們常常會聽到國外的老師探討STEM課程對學生各種能力的培養,他們認為,不論是知識獲取、還是團隊協作、溝通能力等軟實力,都能夠在這樣體系的課程中得到提昇。
上周,記者受邀參加了一個STEM訓練營項目,並在會後與來自英國的教育專家對科學素養能力的培養進行了溝通探討。該項目全稱是『領跑未來國際訓練營』,是目前國內首個STEM訓練營。
英國設計與技術協會是英國國家課程D&T的設計者,D&T全稱是Design and Technology,從名稱上就可以看出,是一項著重學生科學素養培養的學科。
記者此次的訪談對象就是該協會的首席執行官理查德與助理首席執行官安迪,過程不僅討論了科學素養對學生培養的方方面面,身為英國謝菲爾德哈勒姆大學D&T教育中心副教授的安迪還在現場做起了實驗,讓外灘君也感受了一把英國的STEM課程。
Andy(左)和 Richard (右)
Q= 記者
R= Richard
A= Andy
英國的科學素養培養圍繞問題,中國是按照書本學習
Q:您接觸過中國學生嗎,認為中國學生的科學素養怎樣?
R:我們兩天之前纔到這裡,這裡是我們到的第二所中國學校。到這裡之後,我們開始和學校老師接觸,間接知道了一些這裡學生的情況。
我們沒有遇到教授科學課程的老師,但是同教授勞動和技術的老師們有過交談。他們說這裡的學生們都很有上進心、特別主動,都非常想把科學和數學上的一些知識應用到實際中來。
我覺得中國學生這一點很棒,要知道設計一件產品並把它制造出來是一件非常有趣的事。設計和制造科學產品的過程非常激勵人,所以學生就會受到鼓舞,有動力去學習更多的知識,提高學習數學和科學的積極性。而老師要做的,就是讓學生們掌控這個過程,把所學的知識通過自己的實踐動手運用進來。
A:這樣的學習過程對學生各方面能力的提高也很有幫助。在學習過程中,他們會自己研究如何運用數學、怎樣使用計算機等,因為他們需要用這些知識來設計和制造作品。
Q:英國的科學技術學習和中國的有哪些不同?
R:我發現英國的科學技術學習和中國的有所不同,中國的學生是隨著書本一步一步地學習;而在英國,學習通常是以問題結束的,它讓學生們學會做很多的選擇。所以在一個20人的班級裡,到最後會得出20件不同的作品,雖然作品都是圍繞著一個主題,但是你會看到每件作品都帶有鮮明的個人特色。
Q:英國是怎樣教授STEM課程的?如何根據學生的年齡漸進教學?
R:STEM課程的是根據國家核心課程體系設計的,對各個年齡段的孩子都相關標准來規定他們要學習什麼內容。比如5到7歲、7到11歲、11歲到14歲等,各階段都不同,根據學生情況制定學習實驗。
Q:英國的學生都是由於興趣學習科學嗎?要是興趣不高的學生,如何學習這類課程?
A:有很多英國學生都發自內心地熱愛科學,他們甚至會花費十幾個小時解決一個問題。
當然也會有像我這樣的學生,對於技術設計這種科目並不是很感冒,因為我數學不好。但如果你能告訴他們為什麼要學習這個,並且他們有能力做到,那麼他們就會願意去學習。
有的學生本身很喜歡數學、科學;有的不喜歡,但是你要給他們學習的原因,告訴他們學習這些課程是有意義的。
R:並不是每個學生都喜歡科學技術,而技術設計這樣的課程恰好能讓不喜歡數學科學課程的學生們也能找到學習科學類課程的興趣。
或許原本只有一小部分的學生將來會在工程設計方面深造,但是通過技術設計課程的學習,更多的學生能夠看到學習科學和數學的實際意義,從而去選擇這個專業。
科學素養課程不僅培養團隊協作能力,還能提高與人溝通能力
Q:STEM類的科學素養課程對學生其他軟實力方面有哪些培養?
A:看看你周圍的東西:你穿的衣服、背的包、靠著的沙發都是被設計出來的,但是我們需要注意的是:這些東西並不是由一個單獨的人設計出來的,它們是由一群人一起合作,一同設計制作而成。
這不是一個個人的作品,是一個很大的團隊項目,所以需要學生有很強的團隊合作意識。組裡的每個學生都對作品負有責任,他們需要共同出謀劃策,一起實現想法。
然後你就會發現,自己投入其中的時候,需要做很多事兒:你需要和別人交談、畫設計圖、進行團隊溝通,這樣的過程對交流技巧的發展起到很大的幫助。即便是比較內向的學生,在發現其中學習的樂趣之後,就會忍不住和同伴討論課題。
除了溝通能力和團隊合作能力之外,對學生其他語言的學習也很有幫助。科學類項目往往都會有一些技術類的專業詞匯,或者科學化的語言,他們在進行項目的表達時,就需要用這樣的詞匯去解釋自己的作品,用專業的方式表達觀點。
其實大多數的教育都是從個人能做什麼開始,漸漸讓他們變得自信,這是一個系統性的學習。並且,學習是種社交式的活動,你不能只靠個人完成,唯有和其他人溝通合作,纔能學得更好。
R:如果光就我們自己的設計與技術課程來說,這樣的溝通也不僅僅局限於團隊內部,你還要用自己的作品說服消費者和客戶,和那些沒有設計這個作品的人交流。在此期間,你的繪圖技能、溝通技能、展示技能和換位思考能力都會提高。
A:補充一句,當學生設計產品時,我們都會要求他們為客戶考慮。這些客戶或許與他們年齡並不相同,背景經歷也非常不同,所以學生們要明白自己的產品為誰設計,這就需要同外部的溝通交流,了解使用者的想法。
Q:在沒有專業老師的指導和完善的技術設備情況下,學生該如何培養自己的科學素養呢?
R:這門學科並不依賴於昂貴的設備,核心實際上是你的思考:是你對於設計的理念、解決問題的方法及問題的解決方案。
有很多方法都可以來解決你想要解決的問題,並不局限於昂貴的設備。你可以用手工工具、也可以用機械工具,當然還有數碼工具和電腦設備。
即便在只有基本材料和工具的地方也能誕生很棒的設計。當然,有先進的設備肯定是好事,可以讓你有更多的工具,並采用不同的方法去做。所以,電腦等技術設備也不過是工具的一種,先進的設備能讓你更有效率,但是並不是必須條件。
在理查德說話的同時,安迪從會議室拿了一個紙杯,倒上熱水,然後打開他隨身攜帶的『Magic Box』,拿出了某種不知名的粉末,簡單加過水混合之後,他就將其涂在了紙杯了。然後,我們就看到裝滿熱水的紙杯上藍色的液體慢慢透明不見,而把熱水倒掉之後,又開始恢復藍色。
做完實驗之後,安迪看著我們,然後說:『你們看,沒有昂貴的儀器,我們同樣可以學習科學的東西。當你們看到這些的時候,就會開始產生興趣,然後自己會通過各種途徑去尋找原因,學習效率也會變得很高。』
STEM類課程最重要是掌握『設計思維』
Q:您對其他國家的科學課程有了解嗎?比如美國的科學課程和英國的有何不同?
A:美國人科學類課程,應該是叫做『技術課』,而我們的叫做『設計與技術』。
在美國的技術課裡,如何用自己的思維進行設計這樣的方面涉及得不多,他們的課程包括很多其他東西:比如再設計、工程學、科學方面的東西,可以被稱作『應用科學』,偏向手工制作。他們把學習和實踐的地方稱作『work shop』(工作間),學生制作出的作品也大同小異。他們的學習並不是從研究材料可以做什麼開始,而是更多地學習技術方法。
STEM這樣的課程體系很好,它從數學、工程學、技術甚至藝術等基礎開始,然後靈活應用它們,還有很重要的一點是,我們要『設計』它。
我們的課程就是這樣,教授設計與技術這門課的老師要向學生展示實例,——即便是三、四歲的小孩也能有設計的概念。
有很多比較成熟的科技工作者認為,只有掌握了科技技術方面的知識,纔能去設計產品。但是我們並不這麼認為,每個人都能有設計的想法,至於如何使用工具、實踐、操縱等技能可以等到孩子們需要把想法變為實際的作品的時候再去學,『you learn that as you need it』(等你有需要的時候再去學技術)。
R:6個月之前我和一位律師交談過,他問我具體教什麼課程,我說設計與技術。他告訴我,那是他最喜歡的學科,他在學校時學得很好,並且至今都在運用設計的思維解決問題,包括談判、交流等。所以你看,他能把科技設計的思維運用到他的律師工作中。