作者:吕小羽 来源:中国科学报 发布时间:2020/7/21 11:08:32
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STEM教育亟待制订更多国家标准

 

近日,云南一名小学生研究基因治疗癌症获奖又被撤奖、武汉二名小学生研究茶多酚抗肿瘤获奖的新闻引发社会关注。最近据媒体报道,又有一位中学生在同一个科技创新大赛中连续三年获奖,且获奖成果横跨物理学、计算机和人工智能领域。

笔者无意探讨这背后是否存在家长过度参与以及比赛主办方是否审核不严等问题。笔者关注的是频频举办的各级各类科技活动、创新比赛是否促进了我国青少年科技探索能力的提高?是否推动了STEM教育的发展?目前我国的STEM教育又是怎样的状况?

STEM教育于1990年代起源于美国,是科学、技术、工程、数学教育的总称,在2013年美国《下一代科学标准》颁布后,成为美国正式推动的科学教育改革新趋势。很快,这一改革趋势传入我国。

2017年,教育部颁布《义务教育小学科学课程标准》,提出要在小学实施STEM教育。随后,全国范围内多份国家级和省市级政策文件强调了STEM教育的重要性,例如《新一代人工智能发展规划》(国务院印发)、《山东省学校创客空间建设指导意见》、《武汉市创建国家“智慧教育示范区”2020年度工作计划》等。随着这些政策文件的发布,各地都积极开展了STEM教育的建设,也取得了很多可喜的成绩。最明显的例子就是各地举办的各类科技大赛中涌现出来的获奖作品。然而,在STEM教育如火如荼的局面下,也隐藏着诸多问题。

最显而易见的一个问题是,在一些学校的创客教室里面,大量STEM教育相关设备,例如3D打印机、机器人、激光切割机等,长期处于闲置状态。究其原因,客观层面和主观层面都存在,主要是应试教育的压力、校领导认识不足、STEM教育师资缺乏等等。比如,有些学校主要是为了应对上级检查而购置设备,检查过后,设备就处于无人问津的状态。

除去硬件层面的问题之外,我国STEM教育还存在着更深层的“软件”方面的问题——STEM教育的课程、教学、师资及测评。经过调研,笔者发现,在大多数情况下,STEM教育的教学内容都是以机器人、人工智能、3D打印、编程、无人机、VR/AR为主,以至于这些炫酷的硬件已经成为STEM教育的“默认值”。在这种情况下,物质科学、生命科学、地球科学、空间科学等STEM教育的传统“正规军”已经被边缘化。

那么,在机器人、3D打印、无人机这些热门领域,老师是怎样教学的?学生又是怎样学习的?笔者发现,在这些领域里,主要是老师带领学生按部就班地组装硬件、实现预定功能,或者让学生随意拼装硬件,这似乎已成为很多STEM教育场合下教学与学习的常态。

为什么会这样?难道教师没有教材可以依据吗?笔者发现,大量所谓STEM教育的教材其实仅仅是由硬件厂商提供的使用说明或者根据硬件编写的一些简单活动;相应地,教师培训也就沦为了硬件使用方法的讲解。那么,在这种情况下,STEM教育的初衷是否能够实现就要打个问号了。

其实,无论是学校还是家长,都非常关注学生创造力的发展,希望通过STEM教育培养学生的创造力。那么,怎样才能了解到学生的创造力到底有没有通过参加基于机器人、3D打印、无人机等硬件的STEM教育学习活动得到发展呢?这就需要对学生的学习成果进行测评。举办比赛固然是一种测评方式,但是诚如某省电教馆馆长所说,大赛作为一种评价机制,只能产生精英创客,无法通过客观、公平、普惠的方式对所有学生进行创造力测评。很多学校和培训机构有一定的测评意识,但是所采用的的测评工具多为自主设计的简单问卷,测评内容多为学生的兴趣爱好、团队合作技能等情感和社交变量;在认知领域,测评领域多停留在知识层面,深入到学生创造力的测评则寥寥无几。

综上所述,尽管在过去几年我国的STEM教育已经大量开展,也取得了一定成绩,但是,在课程、师资、教学和测评等重要方面,还有很长的路要走。相关部门应当在以上四个领域颁布详尽的标准,对我国的STEM教育进行规范与指导。只有这样,才有可能真正实现STEM教育对学生创造力发展的促进作用。

 
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