国外三个STEM教育案例结构分析
今年是国内STEM教育兴起五周年,这对检验一种新的教学变革与学习方式在国内中小学落地和推广的成效颇具指示性意义。然而现实是,在世界范围内诞生了数十年的STEM教育依然有许多问题困扰着教育者,如人们对于STEM教育可以、应该包括哪些内容,意见不一(English, 2017)。再如对于教师来说,知道从哪里开始STEM教学是一件非常困难的事情,尤其是当他们试图管理学科深度和跨界专业知识广度上看似不同的成果时,其中重要的是如何为教师提供一个STEM教育实践的概念框架,来支持他们的STEM设计与发展。本期我们就跟随澳大利亚堪培拉大学教育中心的研究者一起实地观察走访,采用STEM实践分析方法,探讨了三所学校的STEM教育项目。我们的目标是了解不同环境下的学校是如何沿着各自的STEM路径发展的。
需要指明的是,STEM实践分析方法指的是研究侧重于支持STEM的实践,而不是内容及知识。实践包括使用一个想法、方法和价值来实现相关的结果,其重点是支持STEM日常使用的实践。
——Lowrie et al,2017
学校STEM教育是任何国家STEM教育政策、计划及实践的重要组成部分,澳大利亚也不例外,在澳大利亚,许多政策倡议都描述了政府对STEM的兴趣;包括澳大利亚的国家科学声明、国家创新和科学议程以及国家STEM教育议程。与一些倡议不同,STEM教育的重要性得到了政府以外人士的重视,行业机构和专业组织加强了STEM议程,并在STEM未来中发挥教育作用。例如,澳大利亚教育研究理事会(Rosicka, 2016)、澳大利亚学术学会理事会和澳大利亚产业集团(AIG)最近分别发布了报告。
没有哪两所学校是相同的,每一所学校都拥有Thompson(2000)所描述的“独一性”,即学校、社区和场所品质的多样化组合。这些来自世界各地学校的案例研究突出了STEM参与的背景和方法的多样性。案例研究表明,STEM项目总是在不断变化和发展,以满足学生的需求。
01优秀STEM(项目)实践的特征学习需要真实和有意义的学生和关注现实世界的问题。这可以包含一些活动,这些活动的重点是让学生识别和解决问题。这方面的一个例子是一个基于探究的项目。
需要围绕学生如何学习、课堂实践和STEM教育的研究来设计方法。
来自教师、管理人员、家长和学生的全校支持将有助于项目的实施和成功(Kennedy & Odell, 2014)。
与外部合作者的合作有助于STEM项目的发展。这些活动鼓励学生在实践中了解STEM,并将学生与导师和资源联系起来。
项目需要以我们希望学生学习的内容为中心,而不是以评估结果为中心。教师可以将其与评估和课程要求联系起来。
值得注意的是,这些关键要素的重点并不是STEM内容本身的知识,而是一种教学理念(认识),甚至是一种教学(方法)倾向,这就是STEM实践框架的价值所在。这个框架要求教师关注支撑STEM教育的实践。相关经验、表征、应用(ERA)启发式(Lowrie, Leonard et al,2018)进一步帮助教师从学生的经验出发,将STEM带入课堂。这将教师定位为学习活动的设计者,在真实情境中应用不同形式的STEM实践。
02STEM教育实践的概念框架
教师面临的挑战是,在瞬息万变的世界里,为年轻人提供知识、技能和价值观,使他们能够取得成功。STEM实践为教师提供了一个概念框架和一个满足年轻人需求的教育设计片段(示范)(参见图1)。
图1 STEM(教育)实践概念框架
同上所述,STEM实践方法侧重于支持STEM的实践,而不是内容知识。实践包括使用一个想法、方法和价值来实现相关的结果,其重点是支持STEM日常使用的实践。
通过对STEM基础实践的教学,教师不仅可以处理STEM领域的课程内容,还可以处理所有的课程领域,如英语、语言、人文和社会科学。这支持跨课程教学,有助于减轻对课程碎片化和评估要求的共同关注,同时增加他们对STEM教学的信心。
STEM实践方法侧重于教学实践,这是帮助孩子们在他们的世界中生活的关键。教师从每个社区的需要出发;也就是说,学生们可以在日常的实践中看到STEM,并学习他们如何以一种有意义的方式积极地为社区的未来做出贡献。学校(STEM)教育需要对这些需求作出反应,为孩子们将来的生活和工作做好准备。
03STEM实践案例研究:理念、方法和价值观我们实地探访与观察进行的三个STEM案例研究突出了STEM在世界各地的实践。这些学校致力于学生的学习,并认识到STEM在学生发展中的价值。
我们关注的第一所学校是澳大利亚瓦加瓦加的圣母天主教学院。天主教圣母学院是一所男女同校的高中(7至12岁),正处于STEM课程发展的早期阶段。教师有一个强大的承诺,教学的技能,学生将需要他们的未来,使用一个综合的,探究式的方法。这所学校扩大了STEM的范围,把艺术纳入所有的规划之中(STEAM教育)。
我们接下来探访的学校是印尼西努沙登加拉的努鲁哈拉曼伊斯兰寄宿学校。这所学校重视他们的环境,对可持续发展和清洁生活有着强烈的承诺,学生们通过创业项目来实现这一点。基于学生的兴趣和想法,这一系列STEM项目已经实施了几年,并在不断发展中。
最后,我们探索了美国阿拉斯加州安克雷奇学区的STEM项目。安克雷奇学区专注于促进阿拉斯加本土文化的STEM项目。他们的项目由一个专业的教师团队支持,他们的目标是让每个学生都能体验到鼓舞人心的STEM教育。该项目包含了与校内和校外经历相关的想法(讲演),尤其与当地社区的(STEM技能)需求相关。
在实地探访之处,我们便确定了STEM实践方法如何包含影响年轻人教育的各个方面(参见图2)—STEM组织框架。
图2 STEM实践中各创作伙伴的合作关系
这些要素包括:
STEM实践如何与政策相联系(如课程);
教育工作者如何在课堂上使用STEM实践;
STEM实践如何与学生的家庭和生活联系在一起;
工业角色在STEM实践方法中的作用;
学生可以使用想法、方法和价值观来学习STEM技能。
04三所学校连接伙伴元素的STEM实践
实地观察发现,每个学校或学区都以不同的方式关注这些元素(见下表1)。不过随着STEM项目运行的时间长短,一些学校可能还没有把所有的要素都纳入其中,但他们都有自己要进行的实践计划。
表1 各学校使用STEM实践来连接其相关元素
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Nural Haramain伊斯兰寄宿学校 |
Mater Dei天主教学院 |
安克雷奇学区 |
政策(课程) |
将创业项目与学校课程相结合 |
注重技能而不是内容知识的创新评估 |
将有意义的当地知识纳入课程 |
教育者 |
开发一个以环境和清洁生活为中心的项目 |
为学生开发创新的综合挑战 |
通过当地机构访问程序并使用他们的STEM工具包 |
家庭 |
让家庭参与超市和植树计划 |
将学生学习的STEM实践与他们可能遇到的现实问题联系起来; 家庭的参与仍在不断发展 |
鼓励学生与志愿者一起探索STEM职业生涯,参与STEM职业快照收集; 该计划仍在开发中 |
工业(行业) |
赞助计划和提供资源 |
与行业联系,为学生提供榜样。 这仍在发展中。 |
提供与当地问题和环境相关的STEM教育 |
学生 |
与学校培养的价值观相结合,发展创业计划 |
从STEM方法开始,探索他们的设计挑战 |
STEM理念对于解决学生在当地社区可能遇到的问题至关重要 |
研究发现,各STEM学校都有自己清晰的独特定位,Nural Haramain伊斯兰寄宿学校特别强调价值观,Mater Dei天主教学院特别注重(实践)方法,而安克雷奇学区则侧重理念。
05各学校STEM实践的实施过程
另外,研究者归纳了每所STEM学校的关键STEM实施过程及课程重点,如下表2所示。
表2 每所学校的STEM实施过程及课程重点
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理念 |
方法 |
价值 |
Nural Haramain伊斯兰寄宿学校 |
问题发现 提议 设计与建构 |
批判性思考 产生想法 使用工具去实现人造物 |
(重点) 好奇心 耐心 团队合作 创造力 诚实 |
Mater Dei天主教学院 |
查找并评估证据 提议 设计与建构 |
(重点) 产生想法 批判性思考 编码和解码信息 处理信息 |
想象力 创造力 好奇心 团队合作 |
安克雷奇学区 |
(重点) 问题发现 探索和挑战 发现并验证证据 提问 |
批判性思考 产生想法 处理信息 |
好奇心 团队合作 诚实性 |
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