【随笔】略论STEM及其他 (上篇)
前言:
孩子该采用什么样的教育方式是一个让很多新一代00后或者10后的家长感到迷惘的问题。虽然现代家长大多对孩子的成长抱有开放态度,但时代发展之迅速难免让人感觉有些恐惧,“三、五年一代沟”并非妄言。
过去十年、二十年间发生在中国乃至世界范围内的变化远超大多数人当初的想象。再展望一下未来,你能预见现在我们周边的工作里有多少将在不远的将来消失抑或被自动化机械及程序所取代?慢慢地,“孩子不要输在起跑线上”的担忧或许会被“不要被历史前进的车轮所碾压”所取代。
作为成人,我们大多在追逐或者被动地被日新月异的科技进步推动着。但这些变化对孩子的影响是什么?环顾四周,常能看到只有两、三岁的孩子手捧着手机、iPad沉醉其中,或者小学生、中学生聚在一起谈论他们在各类手游里面的冒险经历。我们可以从各个角度来研究科技进步对于成人社会的影响,但对于处在成长关键期的孩子,研究是匮乏的。
和所有传统行业一样,教育也到了改变的时刻,原因既是被动的,也是主动的。被动是因为前面提到的必要性,主动则是因为改变的技术和条件已经成熟。有关STEM这种新型教育模式的思考,其实针对的是如何在诸多可能的教育创新中进行选择。
所有倡导的教育改变,出发点大都是好的,但其背后逻辑、具体执行、公众认知等方面都可能存在问题或者偏差,导致最终南辕北辙或者“挂羊头卖狗肉”。STEM亦是如此,简而言之,若做不到“授之以渔”,只作为商业上的噱头或者仅仅是内容上的更新,那无论STEM或其他,都只是旧瓶装新酒。需要改变的是体系,一套可以应运内容灵活改变的体系。
什么是STEM?
STEM(或者从中衍生出来的更多的变种,比如STEAM)已成为一个常见的有关教育的“魔法词汇”。无论是各类标榜STEM的课外活动的前沿性、各种STEM玩具的时尚感,都贴合很多家长对于现代教育应该与时俱进的期望,也因此受到不少关注和欢迎。
STEM是Science(科学)、Technology(技术)、Engineering(工程)、Mathematics(数学)这四个词汇首字母的简写,它最早提出是在美国,目的是用于应对教育和就业之间的不平衡状况。顾名思义,STEM原则提倡在课程设计中加入更多与这四个方面相关的元素,从而让学生能够更好地提升相关的能力,为将来的就业打下基础。STEM也衍生出诸多变种,比如最常见的STEAM,是把Art(艺术)也加入其中。如何实施STEM原则,或许可以借用STEAM的倡导者格雷特·亚克门(Georgette Yakman)的诠释:“Science and Technology, interpreted through Engineering and the Arts, all based in elements of Mathematics”。简而言之,数学是基础,科学、技术是原则,而工程和艺术则是实现形式。
STEM的提出顺应了现在飞速发展的时代,慢慢地,STEM不再只是传统教育的增强,而变成了如何把现代科技成果应用于教育的代名词。各种标榜STEM的课程和玩具层出不穷。相比于过去数、理、化这样的分类方式,STEM更为偏重应用和综合性,很多STEM课程(或者玩具、书籍等)都是基于前沿的科技课题,比如机器人、计算机编程、人工智能等,利用这些题目做文章,让孩子参与其中,学到解决这些问题所需要的知识和技巧。或许对于教育学研究人士来说,STEM的起因、发展和走向自己就可以成为教育学一个独立的研究题目。
STEM的问题
出于让孩子尽早接触前沿科技的考虑,家长(尤其是理工科出身的家长)大多对于STEM抱持自然的欢迎态度,更希望STEM能激发孩子去学习各种相关知识的兴趣,在未来的竞争中占得先机。
这也是我对STEM的第一印象,归功于它所宣扬的革新和新奇。不过在有了自己的小孩之后,我开始仔细审视STEM和它的诸多实现,也看到了它存在的不少缺憾。
1. 所教即所得?
既然STEM最原始的出发点是要解决教育和就业之间的不平衡问题,那么一个直接衡量它的效果的标准就是看它能否让学生获得它所宣称的那些能力。
除了融入在传统教育当中,STEM很多时候是作为一种辅助出现,这些课外STEM活动的倡导者和实践者大多非常专业,很多具有相关领域的博士学位,不少甚至是对教育感兴趣的相关专业的研究人员或者业界从业者。很多号称具备STEM原则的玩具,也比传统的玩具有更多的灵活度和更先进的功能,这些都是STEM的优势。
只是教育并非一个简单的灌输过程,如果我们可以很轻易地让学生获得我们希望他们获得的技能,就像“复制-粘贴”一样简单,那么教育也失去了存在的意义。或者换个角度,如果STEM可以轻松让孩子变成编程高手、DIY能人,那么为什么不把这些方法先用在孩子的家长身上,让他们变身超人?
你可能会辩解说大人已经过了成长的关键期,无法受益于STEM类型的教育方法,但即便对孩子而言,STEM是一种革命式的塑造方式么?事实上,STEM教育和STEM技能的获取,并不一定如我们所想像的那样具有很高的相关性。在美国,对于STEM的很多质疑,也来自于认为“强调STEM”的教育并不能和STEM技能的获取等同起来。
如果把孩子看成一个“黑盒子”系统,那么我们其实就是在用教育这个“输入”去获得我们理想中的“输出”,也即,让孩子成长为具备期望能力的个体。实现这一目的,最为直接,或者说符合我们直觉的教育方式,就是传统的直来直去的方法。这一方法已经用了几千年,STEM只不过是这种方法的现代版的升级,就像前面说的,这种教育方法并不会因为内容的改变而有本质的提升,我们对于自己这套“黑盒子”系统理解还很初级,正如一句老话所说:“A little knowledge is a dangerous thing”。
2. 越难、越复杂、越酷炫=越好?
现在有个流行词汇,叫“高大上”。与字面上的褒义相反,大部分情况下这个词其实表达的是一种贬义。人们“称赞”某件事情或者事物“高大上”,言下之意其实是“故弄玄虚”。造成“高大上”的原因,可能是呈现者没能力或者没花心思把东西解释清楚,也可能是听众自身“不求甚解”。
这种情况在STEM中也有体现,有些家长理解的STEM以及不少STEM的实现都等同于追求“高大上”,也就是说,教授的内容务必求新、求酷、求复杂。其实这种思路并不新奇,就好比有些家长希望自己的孩子五岁就能通晓五、六国语言,能像莫扎特一样独立作曲。
这里面的问题何在?
首先,记忆和理解是两码事。体现在教育上,孩子有自身的发展规律,不同的孩子的发展轨迹也是不同的,教授他们超出他们理解能力的知识,或许得到的只能是他们为了迎合家长而采用的囫囵吞枣或者死记硬背的方式。相比热衷于教授更新的知识,更应该做的是弄清揠苗助长和循序善诱之间的分界线在哪里。
第二,对“新”知识的渴求往往反映了家长对于孩子在日新月异的科技发展下落后的担忧,这其实有点“杞人忧天”。
知识的结构是网络式的,这意味着它既是扁平的,也是递进式的。单纯求新学到的更多的只是信息,而非知识或者智慧,把科技进步融入到教育当中需要理解知识的基本结构。
举个例子来说,近年来出现不少简单的可编程机器人玩具,宣称符合STEM原则,和最新的科技接轨,能开发孩子的创造力。这些看上去很酷炫的“新时代”玩具让很多家长着迷,成为市场的新宠。
一个在这些新时代玩具环绕下长大的孩子就比《列子》“两小儿辩日”中的两个孩子更有创造力和逻辑性么?或者更直接一些,他们更有可能成为机器人专家么?
当然不是。
即便孩子能按照指示让这些机器人做出简单的动作,他们并不明白驱动这些机器人的电机的运作原理,不了解机器人运动的物理原理,不清楚指令是如何在电路层面实现的。这些玩具是建立在一个个“黑盒子”的基础上的,把这些黑盒子组合起来的逻辑其实是非常简单的,掌握它们并不比搭木头积木、玩纸拼图等更高级。这就好比把一顿饭从地面上移到一百层高楼的天台上去吃,饭本身并不会变得更美味一样,改变的或许只有你的心情和主观感觉。
有些家长或许赞同上面的观点,但认为新式玩具可以吸引孩子的注意力,激起他们学习的兴趣。这也许是对的,但一个设计巧妙的旧式玩具就做不到这些么?反过来说,设计精妙但过于复杂的新式玩具会不会起到反作用?
我还记得我的第一个台式机,是一台奔腾,操作系统是Windows 3.2,没有人教我计算机是怎么回事,那时也没有网络,没有随处可见的计算机书籍。除了用它看看附带的那些酷炫的有关未来的CD,我并不知道如何使用它,我和它的交互被固定在肤浅的表面。
所以学习知识,更重要的是体会其中的模式,而非片面追求内容的新颖。在现在的信息时代,究其一生,我们能学到的信息也不过是沧海一粟,所以更重要的是学习知识,从中提取出模式,让它们上升为智慧。
毕业于MIT的丹尼尔·希利斯(Daniel Hillis)在计算机科学领域做出过诸多贡献,然而他的几个子女并不是在电子设备的环绕下长大的,从小玩的都是最原始的积木,长大后他们也都成为了室内设计师,而非和父亲一样的计算机科学家,但这些都是相通的,如果你能体会到一段代码的美丽,你同样也能欣赏一个出色的室内设计案例。
这种教育方式我想来自于希利斯本人对于知识的深刻理解,在1998年出版的《The Pattern on the Stone》一书中,希利斯就尝试用最简单、直接的方式来解释计算机的原理,他搭建的一个用来解决经典的Tic-tac-toe游戏的机械计算机,现在仍然陈列在波士顿的科学博物馆里。
戴维·肖是美国的计算机科学家,1988年创办了德劭基金(D. E. Shaw & Co., L.P.),从事量化交易。除了出色的业绩,肖的公司也因为其特殊的招聘策略而引人注意。在招募人才的过程中,他更看重的是人的基本能力(raw abilities),而非一般人眼中的经验,他的公司也因此囊括各类背景的人(比如亚马逊创始人贝索斯就曾就职于此),而不仅仅是金融行业的“老油条”(这点上和八十年代著名的乌龟实验有异曲同工之妙)。肖本身也兴趣广泛,比如他对于分子动力学(molecular dynamics)仿真很感兴趣,并为此搭建了专用的超级计算机Anton,开放免费机时供该领域的研究者使用。
3. 为了家长还是为了孩子?
我的孩子现在一岁多,开始参加一些游戏小组,除了唱歌、自由玩耍,大多数游戏小组都会组织小朋友做一些手工。尽管在我们大人看来,这些手工的内容已经简单到不能再简单,对孩子来说,它们仍然是很难的,更关键的是,它们引不起孩子的兴趣。所以在限定的时间内,我经常看到的是手忙脚乱的家长拽着孩子或者代替孩子去完成这些手工。这让我想起很多家长带着孩子参加各种兴趣班,孩子最后兴趣索然,家长倒是“琴棋书画”样样精通。
类似的情况并不少见,打开电视,可以看到现在各类少儿综艺秀里稚气未脱的孩子模仿成人的方式载歌载舞。参观各类少儿画展,里面的得奖作品大多充满成人作品的气息。在这里,我们对于孩子的赞赏只不过是因为他们能模仿大人,提前做出成人化的作品。
这也是一些STEM活动的陷阱所在,因为最终评判它们成效的往往是家长而非孩子,而很遗憾的是,家长采用的标准往往是成人化的和短视的。所以这些活动的组织者,从商业的角度出发,更希望呈现给家长的是速成的、所见即所得的结果,而非关注于孩子能否真正地理解。
当家长看到孩子拿出一个看似复杂的最终成果的时候,在欣喜之余,往往会忽略其实这个成果可能只是孩子按照指定路线照本宣科的复制,里面的逻辑简单、直接,没有任何的自由发挥空间,他们学到的东西是非常可怜的。
在上世纪80年代,耶鲁的心理学家约翰·巴格(John Bargh)做过一个“为教而学”(learning for teaching)的实验,他的研究表明当参加者抱着将来要教授自己所学内容的期望去学,效果会更好。
所以,对于STEM来说,试图单纯教授孩子们复杂的事实,倒不如帮助他们能自己独立构建简单的系统,说白了,也就是那句老话,授之以鱼不若授之以渔。作为家长,你更希望看到下面孩子呈现给你哪一个成果?
1. 按照课程教授的指令来熟练地操控一个新奇、酷炫的机器人;
2. 利用随机获得的零件,根据一些学到的准则,独立搭建出一个能完成几个简单动作的机械玩具。
需要STEM教育的,不只是孩子,也包括我们家长。
4. STEM之外
可以想象很多人文学科出身的家长对于STEM的质疑来自于它对于理工科技能的过分强调。“学好数理化,走遍天下都不怕”这种逻辑从某种意义上和“金钱是万能的”的逻辑是相似的。钱本身是无所谓好坏的,而是取决于如何使用,同样,如何使用STEM所包括的这些技能才是真正重要的。
你可以说在现在的大环境下,很多人文学科开始树立量化的基础,但同样,你也可以说,越来越多的科技,其实开始面临人文的挑战,比如大数据下的商业智能应用。
5. STEM的上下文?
即便加上人文因素,比如STEM的变种STEAM,它仍然存在一个缺陷,就是对于技能的片面强调。然而技能的发挥,是摆脱不了情感和社会的上下文的,无论是在课堂内还是在社会中都是如此。
2000年诺贝尔经济学奖得主,芝加哥大学的经济学家詹姆斯·赫克曼(James Heckman)认为生活相关的技能(life-relevant skills)应该是软技能(soft skills),不只是传统的智商,更包括个性、社交、情绪等等,相应地,教育、评估等系统也应当与时俱进。
无独有偶,在《社交天性》一书的最后一章,加州大学洛杉矶分校的心理学教授马修·利伯曼(Matthew Lieberman)专门探讨了如何利用人的社交天性来改善教育的质量,他指出研究表明,对于学生来说,如果能够在学校寻找到归属感,可以直接提高他们的学术表现。
遗憾的是,情感和社交一直是教育中被忽视的,这也不难理解,无论是学校和老师,虽然有着崇高的目标,但毕竟无法取代家庭和社会大环境的影响,能够把学术这块做好对他们来说已经很不错了。
然而难做恰恰说明了这两块的重要性。让我们从另一个角度来看看这个问题。
美国畜产学学者坦普·葛兰汀(Temple Grandin)在两岁时被诊断患有自闭症,但仍取得非比寻常的成就,这离不开身边人的积极影响。其中一位就是她高中期间的科学课老师威廉·卡洛克。曾任职于美国国家航空航天局(也就是俗称的NASA)的卡洛克给予葛兰汀特殊的力量,“他看到的不是那些标签(自闭症),而是学生真正拥有的才能……他不是试图让我接受他的世界,而是进入我的世界来帮助我。”卡洛克激励葛兰汀发明了用于治疗自闭症的拥抱机,并持续影响着她。卡洛克的例子也让葛兰汀深刻认识到了一个启蒙老师的重要性,并积极投身自闭症儿童启蒙运动:“怎么强调一个好的启蒙导师的重要性都不过分。”
在学校,我们能够看到不在少数的我称之为“被忽视”的一群学生,他们无论活动、社交还是学习,都没有闪耀的表现,不是学霸,不是孩子王,不是体育、文艺明星,也不是能吸引老师、同学目光的坏分子。我能够想象学校对于他们而言,带来的不适或许更多。如果关注是一种稀缺资源,那么从经济学的角度,关注在他们身上取得的边际收益应该最大,但可惜的是,这从来都不是现实。
“生活即教育”,孩子在家庭、社会中的经验,以及他们长大后所处的环境,或许才是真正的Stem(主干)。从这个角度来说,教育所做的,只是树立一套有效的养分输送体系,让每个孩子能根据自己的情况茁壮成长。
所以?
如果我们挑剔一些,在很多层面来说,STEM并没有脱离旧有的教育方式,它所倡导的创新也并不称得上“新”,更不要提STEM在实现中的诸多缺憾。如果要真正做到disruptive,我们需要理解的是比STEM更深的结构。
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