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我们都知道,中国学生在理科的基础知识掌握上,从来都优于很多欧美国家,但他们的动手能力及创造力却落后于其他国家的学生。于是不少学校都开始寻找全新的教学方式,希望从根本提高学生的科学素养水平,而不只是单纯的知识传授。
STEM教育也因此进入中国学生和家长的视野。我们常常会听到国外的老师探讨STEM课程对学生各种能力的培养,他们认为,不论是知识获取、还是团队协作、沟通能力等软实力,都能够在这样体系的课程中得到提升。
上周,记者受邀参加了一个STEM训练营项目,并在会后与来自英国的教育专家对科学素养能力的培养进行了沟通探讨。该项目全称是“领跑未来国际训练营”,是目前国内首个STEM训练营。
英国设计与技术协会是英国国家课程D&T的设计者,D&T全称是Design and Technology,从名称上就可以看出,是一项着重学生科学素养培养的学科。
记者此次的访谈对象就是该协会的首席执行官理查德与助理首席执行官安迪,过程不仅讨论了科学素养对学生培养的方方面面,身为英国谢菲尔德哈勒姆大学D&T教育中心副教授的安迪还在现场做起了实验,让外滩君也感受了一把英国的STEM课程。
Andy(左)和 Richard (右)
Q= 记者
R= Richard
A= Andy
英国的科学素养培养围绕问题,中国是按照书本学习
Q:您接触过中国学生吗,认为中国学生的科学素养怎样?
R:我们两天之前才到这里,这里是我们到的第二所中国学校。到这里之后,我们开始和学校老师接触,间接知道了一些这里学生的情况。
我们没有遇到教授科学课程的老师,但是同教授劳动和技术的老师们有过交谈。他们说这里的学生们都很有上进心、特别主动,都非常想把科学和数学上的一些知识应用到实际中来。
我觉得中国学生这一点很棒,要知道设计一件产品并把它制造出来是一件非常有趣的事。设计和制造科学产品的过程非常激励人,所以学生就会受到鼓舞,有动力去学习更多的知识,提高学习数学和科学的积极性。而老师要做的,就是让学生们掌控这个过程,把所学的知识通过自己的实践动手运用进来。
A:这样的学习过程对学生各方面能力的提高也很有帮助。在学习过程中,他们会自己研究如何运用数学、怎样使用计算机等,因为他们需要用这些知识来设计和制造作品。
Q:英国的科学技术学习和中国的有哪些不同?
R:我发现英国的科学技术学习和中国的有所不同,中国的学生是随着书本一步一步地学习;而在英国,学习通常是以问题结束的,它让学生们学会做很多的选择。所以在一个20人的班级里,到最后会得出20件不同的作品,虽然作品都是围绕着一个主题,但是你会看到每件作品都带有鲜明的个人特色。
Q:英国是怎样教授STEM课程的?如何根据学生的年龄渐进教学?
R:STEM课程的是根据国家核心课程体系设计的,对各个年龄段的孩子都相关标准来规定他们要学习什么内容。比如5到7岁、7到11岁、11岁到14岁等,各阶段都不同,根据学生情况制定学习实验。
Q:英国的学生都是由于兴趣学习科学吗?要是兴趣不高的学生,如何学习这类课程?
A:有很多英国学生都发自内心地热爱科学,他们甚至会花费十几个小时解决一个问题。
当然也会有像我这样的学生,对于技术设计这种科目并不是很感冒,因为我数学不好。但如果你能告诉他们为什么要学习这个,并且他们有能力做到,那么他们就会愿意去学习。
有的学生本身很喜欢数学、科学;有的不喜欢,但是你要给他们学习的原因,告诉他们学习这些课程是有意义的。
R:并不是每个学生都喜欢科学技术,而技术设计这样的课程恰好能让不喜欢数学科学课程的学生们也能找到学习科学类课程的兴趣。
或许原本只有一小部分的学生将来会在工程设计方面深造,但是通过技术设计课程的学习,更多的学生能够看到学习科学和数学的实际意义,从而去选择这个专业。
科学素养课程不仅培养团队协作能力,还能提高与人沟通能力
Q:STEM类的科学素养课程对学生其他软实力方面有哪些培养?
A:看看你周围的东西:你穿的衣服、背的包、靠着的沙发都是被设计出来的,但是我们需要注意的是:这些东西并不是由一个单独的人设计出来的,它们是由一群人一起合作,一同设计制作而成。
这不是一个个人的作品,是一个很大的团队项目,所以需要学生有很强的团队合作意识。组里的每个学生都对作品负有责任,他们需要共同出谋划策,一起实现想法。
然后你就会发现,自己投入其中的时候,需要做很多事儿:你需要和别人交谈、画设计图、进行团队沟通,这样的过程对交流技巧的发展起到很大的帮助。即便是比较内向的学生,在发现其中学习的乐趣之后,就会忍不住和同伴讨论课题。
除了沟通能力和团队合作能力之外,对学生其他语言的学习也很有帮助。科学类项目往往都会有一些技术类的专业词汇,或者科学化的语言,他们在进行项目的表达时,就需要用这样的词汇去解释自己的作品,用专业的方式表达观点。
其实大多数的教育都是从个人能做什么开始,渐渐让他们变得自信,这是一个系统性的学习。并且,学习是种社交式的活动,你不能只靠个人完成,唯有和其他人沟通合作,才能学得更好。
R:如果光就我们自己的设计与技术课程来说,这样的沟通也不仅仅局限于团队内部,你还要用自己的作品说服消费者和客户,和那些没有设计这个作品的人交流。在此期间,你的绘图技能、沟通技能、展示技能和换位思考能力都会提高。
A:补充一句,当学生设计产品时,我们都会要求他们为客户考虑。这些客户或许与他们年龄并不相同,背景经历也非常不同,所以学生们要明白自己的产品为谁设计,这就需要同外部的沟通交流,了解使用者的想法。
Q:在没有专业老师的指导和完善的技术设备情况下,学生该如何培养自己的科学素养呢?
R:这门学科并不依赖于昂贵的设备,核心实际上是你的思考:是你对于设计的理念、解决问题的方法及问题的解决方案。
有很多方法都可以来解决你想要解决的问题,并不局限于昂贵的设备。你可以用手工工具、也可以用机械工具,当然还有数码工具和电脑设备。
即便在只有基本材料和工具的地方也能诞生很棒的设计。当然,有先进的设备肯定是好事,可以让你有更多的工具,并采用不同的方法去做。所以,电脑等技术设备也不过是工具的一种,先进的设备能让你更有效率,但是并不是必须条件。
在理查德说话的同时,安迪从会议室拿了一个纸杯,倒上热水,然后打开他随身携带的“Magic Box”,拿出了某种不知名的粉末,简单加过水混合之后,他就将其涂在了纸杯了。然后,我们就看到装满热水的纸杯上蓝色的液体慢慢透明不见,而把热水倒掉之后,又开始恢复蓝色。
做完实验之后,安迪看着我们,然后说:“你们看,没有昂贵的仪器,我们同样可以学习科学的东西。当你们看到这些的时候,就会开始产生兴趣,然后自己会通过各种途径去寻找原因,学习效率也会变得很高。”
STEM类课程最重要是掌握“设计思维”
Q:您对其他国家的科学课程有了解吗?比如美国的科学课程和英国的有何不同?
A:美国人科学类课程,应该是叫做“技术课”,而我们的叫做“设计与技术”。
在美国的技术课里,如何用自己的思维进行设计这样的方面涉及得不多,他们的课程包括很多其他东西:比如再设计、工程学、科学方面的东西,可以被称作“应用科学”,偏向手工制作。他们把学习和实践的地方称作“work shop”(工作间),学生制作出的作品也大同小异。他们的学习并不是从研究材料可以做什么开始,而是更多地学习技术方法。
STEM这样的课程体系很好,它从数学、工程学、技术甚至艺术等基础开始,然后灵活应用它们,还有很重要的一点是,我们要“设计”它。
我们的课程就是这样,教授设计与技术这门课的老师要向学生展示实例,——即便是三、四岁的小孩也能有设计的概念。
有很多比较成熟的科技工作者认为,只有掌握了科技技术方面的知识,才能去设计产品。但是我们并不这么认为,每个人都能有设计的想法,至于如何使用工具、实践、操纵等技能可以等到孩子们需要把想法变为实际的作品的时候再去学,“you learn that as you need it”(等你有需要的时候再去学技术)。
R:6个月之前我和一位律师交谈过,他问我具体教什么课程,我说设计与技术。他告诉我,那是他最喜欢的学科,他在学校时学得很好,并且至今都在运用设计的思维解决问题,包括谈判、交流等。所以你看,他能把科技设计的思维运用到他的律师工作中。