國內日漸紅火的STEM到底是啥?樂高式機器人是STEM嗎?

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STEM代表科學(Science),技術(Technology),工程(Engineering),數學(Mathematics)。

STEM教育就是科學,技術,工程,數學的教育。

現在國內國外都在講STEM教育,國內甚至將機器人作為載體,宣傳所謂的STEM教育,但究竟學習機器人是不是STEM,到底什麼是STEM教育?

創客教育不是一味鼓勵學生荒廢學業、不切實際地去搞創造發明、創業,而是強調創客的興趣驅動、動手實踐、創意創新的核心品質,推進跨學科知識融合的STEM教育,在幫助學生打好紮實的科學、技術、工程和數學知識基礎之上,培養其創新精神與實踐能力,促進創新型、創業型人才的成長。

中國社區大學?

其實FTC那種比賽項目反而更加迎合STEM教育

從教育目標來說,STEM 教育的基本目標是培養學生的STEM素養。

美國州長協會(National Governors Association)2007年頒布的「創新美國:擬定科學、技術、工程與數學議程(Innovation America:Building a Science,Technology,Engineering and Math Agenda)」共同綱領中指出,在知識經濟時代,只有具備STEM素養的人才能在激烈競爭中取得先機,贏得勝利。

他們認為,STEM素養是個體在科學、技術、工程和數學領域以及相關交叉領域中運用個人關於現實世界運行方式的知識的能力(秦煒煒,2007)。

顯而易見,STEM素養包含了科學素養、技術素養、工程素養和數學素養,同時又不是四者的簡單組合:它包含運用這四門學科的相關能力、把學習到的零碎知識與機械過程轉變成探究真實世界相互聯繫的不同側面的綜合能力。

STEM作為一個有機整體,有其獨特的內涵與特徵。

STEM教育不僅主張通過自學或教師講授習得抽象知識,更強調學生動手、動腦,參與學習過程。

STEM提供了學生動手做的學習體驗,學生應用所學的數學和科學知識應對現實世界問題,創造、設計、建構、發現、合作並解決問題。

因此,STEM教育具有體驗性特徵,學生在參與、體驗獲得知識的過程中,不僅獲得結果性知識,還習得蘊含在項目問題解決過程中的過程性知識。

這種在參與、體驗中習得知識的方式對學生今後的工作和生活的長遠發展會產生深刻影響。

例如,我國台灣學者賴恩瑩等利用樂高作為模組教具培養學生有關齒輪、力矩等工程概念(Lai,Zhang & Wang,2012)。

學生通過搭建樂高組件測試相關原理,不僅可以了解物理概念與知識,還在工程設計體驗中感受到這些知識的重要作用,將抽象的知識與實際生活連接起來,很好地體現了STEM教育的體驗性特徵。

STEM教育強調學生要具備一定技術素養,強調學生要了解技術應用、技術發展過程,具備分析新技術如何影響自己乃至周邊環境的能力。

在教學中,它要求利用技術手段激發和簡化學生的創新過程,並通過技術表現多樣化成果,讓創意得到分享和傳播,從而激發學生的創新動力。

STEM教育主張技術作為認知工具,無縫地融入到教學各個環節,培養學生善於運用技術解決問題的能力,增強個人駕馭複雜信息、進行複雜建模與計算的能力,從而支持深度學習的發生。

隨著創客在中國的火爆,創客教育出現讓人擔心的大躍進現象。

不遵循教育規律,一窩蜂讓學生學習開源電路板、3D列印、機器人等,過分關注技術的炫酷,缺乏科學的教育設計,缺乏基礎性學科知識融合注入,使得創客教育變成學校秀場,出現了泡沫化苗頭。

因此,本文追根溯源,對STEM教育進行梳理和研究。

STEM在國內還是個新興領域,但在國外已經受到廣泛關注,並有成熟的研究與實踐,值得我們借鑑。

針對國內STEM教育尚未形成完整的理論體系和操作性強的模式的現狀,本文通過對國內外現有研究的梳理,總結了STEM教育的九大核心特徵,並對STEM的課程整合模式和整合取向進行分析,然後嘗試提出STEM項目設計模型,希望能夠引起業內的關注、批評和爭鳴,促進STEM教育實踐的健康發展。

值得指出的是,在STEM跨學科整合設計中,容易出現學科知識結構性缺失的不足,本文提出通過學科知識地圖對項目設計進行總體規劃,實現跨學科知識的均衡覆蓋。

STEM教育在實施過程中,容易出現偽探究、偽問題解決的狀況,從而導致學生挫折感強,形不成系統的知識結構,教師主導地位嚴重缺失等問題,本文在項目設計中特彆強調了總結與強化練習環節。

這些針對性的改進措施,以及借鑑中國傳統教育在知識掌握方面的優勢,可為其他國家的STEM教育實施提供參考。

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機器人教育=STEM教育?

藉助著大眾創業、萬眾創新的東風,機器人培訓機構雨後春筍般的出現在中國大地上。

所有的機器人培訓機構在宣傳自己的時候都會藉助於STEM教育,那麼機器人培訓到底是不是STEM教育,STEM教育是怎樣的呢?

機器人培訓機構的課程體系按年齡階段基本是這樣劃分的:

學前:純積木搭建課。

小學:積木搭建與圖形編程課程。

具有代表性的為LEGO EV3和Scratch,小學5、6年級左右一些基礎較好的學生就可以接觸一些簡單的語言編程課程,此年齡段的孩子還可以參加競賽課程,如LEGO的FLL等。

中學及以上:語言編程及創客課程。

具有代表性的有C語言系列課程、Java系列課程、Arduino開源電子硬體課程。

此年齡段學生可參加的競賽就比較多,例如偏硬體的FTC和FRC競賽,偏軟體的NOIP和NOI競賽,如果取得優異成績,有直接被保送國外名牌高中或者大學的機會。

我們經常吐槽國內的教育體制,成績好像代表了一切,考上好大學意味著好的工作,也就意味著好的生活。

然而這一切並沒有必然的關係,就我看來,這完全是出於中國人「好面子」的天性。

這份天性鼓勵我們畢業後一定要找個體面的工作,就算工資不高,說出去也要高大上一點,然而看上去體面的工作就一定會給我們帶來體面的生活嗎?並不一定。

現在,這樣一種我們經常嗤之以鼻的「體制」被強加到了STEM教育上來,誕生了無數的機器人教育機構。

像許多其他培訓機構一樣,機器人教育也同樣在整個教育體系中試圖找到那麼點與成績掛鈎、與升學掛鈎的東西,於是,競賽培訓出現了——FTC、FRC、NOI都成為了提高升學率的「搖籃」。

我試圖分析原因,最後歸於四個字:中國特色。

僅僅靠興趣、創新作為賣點,中國家長是很難買帳的。

深圳作為一個開放的都市,在這一點上比其他城市要有先天的優勢。

家長為了孩子的文化課成績都忙得焦頭爛額,還有功夫關注其他的課外培訓班?

STEM教育或者說機器人教育的優勢到底是什麼?鍛鍊邏輯思維?培養動手能力?培養團隊意識?在我看來,STEM教育能帶給孩子更多的是一種基礎知識的整合和靈活運用,是一個消化課內知識,開拓課外知識的平台。

STEM代表科學(Science),技術(Technology),工程(Engineering),數學(Mathematics)。

化學實驗算不算STEM?生物解剖算不算STEM?在我看來,這些都是STEM教育。

STEM離我們並不遠,在我們很小的時候我們就和它親密無間。

還記得小時候在太陽下拿放大鏡燒螞蟻嗎?還記得在課堂上拿著鏡子反射陽光照我們喜歡的女生嗎?一個個看似無聊的遊戲中蘊含著各種各樣的科學常識,也促使著我們去探索裡面的原理。

這才是孩子真正的STEM教育,而不是在封閉的房間裡一天到晚對著死氣沉沉的積木。


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