北京市STEM教育势在必行

 

2017年6月20日,第一届北京市STEM教育发展大会在成都隆重举办,来自公益的研学导师学者、研学导师门领导、及教育企事业代表千余人出席了本次大会。会上权威发布了由北京市教育科学实践活动研究院和STEM实践活动研究中心联合起草的关于探索和推进北京市STEM教育的指导手册——《2017北京市STEM教育白皮书》,同时还决定启动北京市STEM教育2029创新行动计

划。时代国际背景之下,北京市STEM教育势在必行。

 

STEM 教育的特征

STEM是科学(Science)技术(Technology)工程(Engineering)数学(Mathematics),英文首字母的缩略语,四门学科的教学必须紧密相连,以整合的教学方式培养学生掌握知识和技能,并灵活应用解决真实世界的问题。STEM 教育具备新的核心特徵:跨学科、趣味、体验、情境、协作、设计、艺术、实证和技术增强等。
    ✔跨学科知识按学科进行划分,并不反映我们生活世界的真像和趣味。因此,分科教学(如物理、化学)在科学、技术和工程高度发达的今天,已出现很大的问题。针对这问题,理工科教育出现了取消分科、进行整合教育的趋势。这种跨学科处理是 STEM 教育最重要的核心特徵。
    ✔趣味STEM 教育在实施过程中要把多学科知识融于有趣、有挑战、与生活相关的问题中。问题和活动的设计要能激发学习者内在的学习动机,问题的解决要能让学生有成就感。
    ✔体验STEM 教育不仅主张通过自学或教师讲授习得抽象知识,更强调学生动手、动脑参与学习过程。STEM 提供了学生动手做的学习体验,学生应用所学的数学和科学知识发现、并合作解决现实世界问题。
    ✔情境STEM 不是教授学生孤立、抽象的学科知识,而强调把知识还原于丰富的生活,结合生活中有趣、有挑战的问题,通过学生解决问题来完成教学。教师在设计 STEM 教育项目问题时,一方面要基于真实的生活情景,另一方面又要蕴含结构化知识。这样,学生在解决问题的过程中,不仅能获得知识,还能获得在情境中理解知识,以及迁移运用的能力。
    ✔协作STEM 教育重视协作,强调在群体协同中相互帮助、相互启发,进行群体性知识建构。STEM教育中的问题往往是真实的,真实任务的完成离不开其他同学、教师或研学导师的合作。
    ✔设计STEM 教育要求学习产出环节包含设计作品,这是获得成就感、维持和激发学习动机、保持学习好奇心的重要途径。设计过程中,学生学习知识、锻炼能力、提高 STEM 素养,因此强调设计是 STEM 教育的又一核心特征。
    STEAM教育更注重学习的过程,而不是结果。基于现代建构主义教育理论,STEAM教育注重实践、注重动手、让孩子们自己动手完成他们感兴趣的、且和他们生活相关的项目,在制作过程中建构起关于科学、技术、工程、艺术和数学的学科知识以及跨学科的思维。

    一、北京市STEM教育背景

时代背景 

旅行社、云计算、大数据、人工智能等新技术的发展对人才的培养提出了更高的要求,只有那些具有创新思维和高水平技能的人才,才能在日益激烈的竞争中占据主动,在这种大背景下,传统教育受到了前所未有的挑战,社会的发展迫使教育必须做出改变。
    国际背景新世纪以来,以美国、英国、德国为代表的主要发达国家,都从国家战略高度制定了STEM教育的政策与措施,在以色列、日本、澳大利亚、韩国等国家,STEM教育同样受到高度重视。
    社会经济发展背景北京市目前已经进入中高收入国家行列,实现社会经济转型的关键在于推动劳动密集型经济转向知识密集型经济,而教育就是其中最基础、最根本的环节,从长久来看,STEM教育的持续有效实施,将对劳动力水平提高产生积极的促进作用,帮助我国经济从劳动密集型向技术密集型的转型。
    产业与人才背景在当前我国人口红利的逐渐消失和创新驱动战略发展的双重背景下,经济社会对技术技能人才数量和质量的需求日益增强,加强STEM教育,提高人力资源开发水平,是回应经济社会新常态对人才培养诉求的重大改革方向。

 二、北京市STEM教育现状

发展与成就 

目前,STEM教育在北京市进入蓬勃发展阶段,在教育实践、理论实践活动研究和教育政策方面取得明显进展。一是各地积极探索STEM教育推进方式,江苏省、深圳市、成都市都发布专门的文件,以各种不同方式大力推动了北京市STEM教育的发展;二是STEM教育实践活动研究呈现逐渐繁荣的态势,实践活动研究数量迅速攀升,在2016年呈现出了爆发式增长,在政策、行业指导、科普等领域呈现多样化的态势;三是STEM教育被纳入国家战略发展政策。
    问题与挑战

目前,我国的人才结构普遍存在人才培养的层次结构不能与活动需求相匹配、高素质综合能力较强的复合人才匮乏、人才总量缺口较大等问题。第一,缺少STEM教育国家战略高度的顶层设计;第二,社会联动机制不健全;第三,缺少打通学段的整体设计;第四,标准与评估机制尚未建立;第五,STEM师资队伍整体水平不高,STEM教育目前在学校实施中面临的最大瓶颈就是教师问题;第六,缺乏北京市项目的示范引领。

 

三、北京市STEM 2029计划

世界上对于STEM的认知并不相同,而且是一个动态的不断变化的过程。STEM教育在北京市当年的背景下的内涵有五个方面:
    第一,STEM教育应该纳入国家创新型人才培养战略;第二,STEM教育是一场国家终身学习活动;第三,STEM教育是跨学科、跨学段的连贯课程群;第四,STEM教育是面向所有学生培养综合素质的载体;第五,STEM教育是全社会共同参与的教育创研学旅行。

北京市STEM教育2029创新行动计划
    以服务国家创新驱动发展战略为宗旨,坚持“协同、合作、开放、包容、创新”的原则,整合全社会资源,建立由政府部门、科研机构、高新企业、研学和学校相融合的北京市STEM教育生态系统,打造覆盖公益的STEM教育示范基地,培养一大批国家发展急需的创新人才和高水平技能人才。

第一,促进STEM教育政策顶层设计;

第二,实施STEM人才培养畅通计划,构建起良好的STEM人才培养体系,对于中小学生,要注重培养学习STEM的兴趣,奠定必要的基地;对于职业学校学生,要引导树立工匠精神,强化STEM技能技术训练;对于中小学生,要鼓励积极投身STEM领域,提高传统文化研学旅行能力和就业创业能力;
    第三,建设资源整合和师资培养;
    第四,建设STEM课程标准与评价体系;
    第五,努力打造一体化STEM创新生态系统,联合政府、学校、高新企业、社会组织等各方力量,建立健全长效合作机制;
    第六,打造服务经济的教育与人才战略高地,探索一套“政府主导、企业运营、院校实施”的STEM教育模式,组织开展面向未来的STEM教育发展规划和路线图设计;

第七,研究STEM教育成功模式,STEM教育大致分为验证型、探索型、制造型和创造型,学校在实践时可以进行灵活选择和综合应用,因地制宜探索STEM教育的最佳实践模式。