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      英國STEM教育

      通過融合探究培養計算能力

      發布時間:2020-12-11 作者:張曉光 來源:中國教育報

      隨著新科技革命的發展、世界形勢的變化,科技創新日趨重要,而人才是國家科技創新的根本源泉。為此,需要加強科學、技術、工程、數學等STEM相關學科教育,培養學生的創新意識和能力。英國是較早關注STEM教育并從多方面促進STEM教育發展的國家,一直在努力促進學生學習STEM的興趣,吸引更多學生選擇STEM專業并從事相關工作。

          改進政策規劃

      英國是較早認識到STEM教育重要性的國家,認為STEM教育關乎經濟發展和國家競爭力,并出臺了一系列相關政策和措施,對大中小學的STEM相關學科教育進行支持。從2002年的《促進成功的科學、工程、技術:STEM人才儲備》到2004年的《科學與創新投資框架(2004—2014)》,再到2014年的《STEM規劃》,都將有效的科學創新體系視為提高英國在國際競爭中保持優勢的重要因素,認為在全球經濟中保持繁榮須依賴高科技和人才優勢。這些政策在分析當時就業以及大中小學教育現狀的基礎上,對英國的STEM教育進行了長遠規劃,提出了發展清晰的STEM職業規劃路線,改革中小學國家課程,加強教師在課程、方法和評價方面的專業發展,促進企業在STEM教育中的作用,加大對STEM教育的資金投入,關注STEM的校際和性別不平衡問題,增加STEM教育的靈活性等舉措,旨在提高全體國民的STEM素養,在此基礎上培養高級STEM人才。

      在政策規劃的基礎上,還有相關文件對政策的實施進行細化,細化措施既包括執行機構,也包括具體的實施方案。針對以上提到的STEM教育相關規劃,英國形成了涵蓋政府相關部門、企業和學校等的STEM教育實施網絡,將規劃細化后由相關部門或機構具體實施。

      此外,英國政府的政策也一直處于動態改進中,不斷進行評估修正。2007年發布的《力爭上游:政府科學創新政策回顧》,對以往的相關政策進行評估,結合對企業、大學、行業協會以及政府機構的咨詢,發現英國科技教育與創新的機會與障礙,在此基礎上提出下一步行動計劃。針對《科學與創新投資框架(2004—2014)》,英國每年都有年度報告,根據相應的評估指標對上一年度工作進行總結,對下一步工作提出建議。

          提高教師能力

      教師水平制約教育發展水平。有研究表明,學校中STEM教師的專業發展與學校STEM學習的整體效能有顯著相關。STEM教師的水平影響學生對STEM學科的學習興趣及學習成效。英國針對STEM教師數量不足、流失嚴重、專業背景不強、學科水平有待提高的情況,著力對教師進行“提質保量”。

      針對教師數量不足、流失嚴重的問題,英國采取措施廣攬人才,不僅在全國范圍內招募STEM教師,還進行海外招募。英國政府提供資金予以支持,吸引海內外具備相關學科背景的畢業生和從業人員經過相關培訓后從教,同時增加資金,鼓勵相關學科教師留任。

      針對教師專業背景不強、學科水平有待提高的問題,英國政府一方面加強職前教師的教學技能、方法和跨學科訓練,另一方面開展在職教師培訓。教師培訓包括培訓課程、觀摩學習、工作坊、實踐、網絡資源等多種形式。培訓課程的內容主要為學科知識和教學方法,使教師能夠將學科理論、教學方式與課程大綱相關聯,課程形式包括假日集中培訓和夜校學習等。教師也進行觀摩學習,還被鼓勵在課堂上做行動研究,讓他們認為自己是科學領域的一員,了解本學科領域的最新研究,將研究運用于課堂。

      在職教師培訓既有政府資助項目,也有組織機構開展的形式多樣的項目。政府資助項目包括國家科學學習網絡、“STEM大使”項目、國家STEM俱樂部項目等,對相關學科教師進行支持,旨在增強教師的學科知識和能力,增加他們的自信,使他們授課時增加STEM與生活的聯系,進而提高學生對STEM學科以及職業的興趣,并能在將來從事相關職業。其中,“STEM大使”項目影響較大?!癝TEM大使”由相關領域的17—70歲的志愿者組成,他們利用親身經驗為學生展示STEM與生活的關聯,增加學生對學科知識的理解及興趣,為教師豐富了教學資源,同時也提高了信心和能力。組織機構開展的項目形式多樣,比如由英國皇家工程院領導,受到赫爾辛頓基金會以及英國皇家空軍等支持的“連接STEM教師”項目,為全國的STEM教師提供支持網絡。該項目中,有經驗的STEM學科教師擔當教師協調人,促進教師之間的合作,幫助開發STEM學習資源。此外,英國眾多行業學會還提供了大量相關資源,這些資源與課程大綱里的學習點相對應,便于教師學習使用。

          改變課程模式

      英國2014年實施的新課程,在科學、設計與技術、計算、數學等STEM相關課程的目標、內容、評價等方面都有所變化,強調融合,不僅側重知識與技能,還幫助學生發展探究能力、創新能力和創造力。在這些方面,體現較為明顯的是計算課程。

      計算課程的發展經歷了組織推動、國家重視、政策調整的過程。創立于2008年的“學校計算組織”,致力于提升計算科學教育,并支持計算科學教師,對計算課程的發展產生了重大影響。之后,計算科學教學經由谷歌執行官的演講而受到重視,英國皇家學會由此展開為期一年半的調查,認為學校里的計算科學教學不令人滿意,教師的專業發展也不足,建議增加受過培訓可以教授計算科學的教師的數量,加強教師在職培訓,為學校提供更多技術資源。

      受其影響,2013年9月,英國教育部公布了國家計算課程,代替原來的信息技術課程,關注學生計算思維的發展。國家計算課程的目的是讓學生運用計算思維和創造力來理解并改變世界。計算與數學、科學、設計、技術等深度關聯,使學生具備數字素養,而不僅僅是培養以往課程大綱中側重的計算機使用技能。

      在學校教學中,教師的教學法不斷優化,以學生為中心,強調探究取向,促進學科整合,解決生活實際問題,增強學生的融入和參與。諸如“STEM大使”項目等包括校企合作在內的多方合作項目的開展,將STEM學習與日常生活相聯系,加深學生對相關學科的理解,增加了學習興趣,進而關注相關學科的職業發展。

          整合社會資源

      英國有循證的傳統,一方面,進行循證政策制定,基于對現狀的調研、相關方的態度調查及研究成果進行政策制定,并對政策實施情況進行評估改進;另一方面,開展相關循證研究。具體到STEM教育領域,研究內容包括是否將生涯教育融入STEM教育中、學生對STEM教師的態度是否影響其對相關學科的學習等。

      英國STEM教育的推進得益于兩個網絡的形成,一為多主體網絡,二為多形式網絡。多主體網絡即以政府多部門聯合,同時會同企業、學校、行會等相關組織形成強大網絡,共同支持STEM教育的發展??茖W技術領域與教育領域開展對話并在科研方面進行合作。有的單一主體內還有網絡,比如各個學科學會網絡以及STEM教師協調人網絡。多形式網絡是除了校內正式教育外,科學節、科普講座以及博物館、科學中心、圖書館和STEM網絡等提供的一些非正式教育形式,也為促進學生學習相關學科的興趣和能力提供支持。

      “整合”在STEM教育中是一個重要概念。STEM教育一方面促進相關學科的學習,另一方面強調學科的整合,能夠綜合運用各學科相關知識解決實際生活中的問題。歸根結底,還是通過整合達到解決問題的目的。這或許也反映了STEM教育發展的世界趨勢。

      (作者系中國教育科學研究院副研究員,本文為該院基本科研業務費專項資金項目“英國STEM教師能力發展研究”[GYJ2020050]成果)

      《中國教育報》2020年12月11日第6版 

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