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培养孩子STEAM素养,从这5点开始!
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STEAM,源自STEM教育,是当今国际上探索21世纪人才培养的一种教育理念与举措。美国首倡STEM教育并将其作为提升国家竞争力的战略。

STEAM包括这些领域:

S=Science(科学)

T=Technology(科技)

E= Engineering(工程)

A=Art(艺术)

M=Mathematics(数学)

STEM纯理工教育有极限,后来再加入艺术(Art), 成为STEAM,希望孩子的学习更完整,创造、发明更连结人的温度和关怀。


为什么需要STEAM?世界经济论坛2016年“工作大未来”报告指出,未来5年,全球将产生200万个新工作,几乎都在电脑、数学、建筑和工程等STEAM领域。同时,700万个工作将被机器取代。STEAM能培养孩子为全人,驾驭、超越改变、不被机器人取代,成为全球教改的关键目标。


以美国为代表,培养孩子的STEAM素养,从5个方面入手。


~跨领域~


真实世界的问题,不是单一学科可以解决,专题式学习(PBL),最适合教导STEAM跨领域素养和能力。专题式学习不是每堂四十五分钟的分科学习,而是以学生最有感的主题出发,有意义的结合至少两种专科知识,设计出持续六到八周以上的学习内容和评量标准,最后学生产出作品,而非考试的分数。


美国乔治亚州教育部认证的STEAM学校杜尔特许学校(Drew Charter School),从幼儿园到高中都有专题课程。每一个专题都整合STEAM五个领域。



例如,十二年一贯的工程设计专题。喜欢赛车的六、七年级学生,从研究德比车(动画《汽车总动员》闪电麦坤那型)模型入门,到自己制作完成一辆真正的德比车,最后跨州参加年度肥皂箱德比车大赛。过程中学到驾驶、煞车和赛车背后的物理知识。


杜尔高中部的发明团队,面对幼儿因父母疏忽被留在车上、最后被热死的惨剧,发明出装在车内的一种三层警告系统,避免小孩和宠物被留在车上。这个发明并入选MIT发明大赛。


~动手做~


动手做目的在于让孩子拿回学习主导权,更有意愿投入自己的学习。动手做不只是3D打印钥匙圈、或乐高机器人,也不是材料包的制式DIY,而是允许每一个孩子从零到有,做出自己最有兴趣的主题,过程中练习不放弃、尝试错误。




维吉尼亚州亚柏马勒学区(Albemarle County) 二十六所公立学校,两年前每一科目都导入“动手做”元素,让抽象知识有了具体质感。七年级的尼克为了做出一个独一无二的木制投手辅助架,每天迫不及待去上学。数学成绩优异的女孩为做好一张椅子,用切割机切出圆角时,忽然大喊:“原来这就是我们在几何课学的!”


~生活应用~

学习内容和学生的生活有关联,才能激发想探究的好奇心。STEAM教育不是培养专家,而要孩子把知识运用在生活。学习内容没有标准答案,没有前例可循,不需要太多规则,反而让孩子更自由去探索。



台湾新北市积穗国小资讯老师曾俊夫发现,全校只有三分之一的学生会用Google解决问题。师生讨论出社区最需改变的问题就是狗大便太多,开启「Big data and shit」(大数据和狗大便)行动体验。


学生分组调查学校附近常出现狗大便的地点,标注在Google地图上,并导入人工智慧演算法做资料分析,“学生一听到调查狗大便也可以用到人工智慧,眼睛都亮起来,很兴奋。”曾俊夫说。资讯和生活就这样连结起来,也改变他日后设计课程的主轴。


~解决问题~


当孩子解决的是真实世界中的问题,他们学习做有意义的决定,感觉自己有影响力,会驱动学习动机。


2016年美国政府宣布将蜜蜂列入保育名单。密西根州伯明瀚科文顿中小学(Birmingham Covington School)的五、六年级学生,在"蜜蜂"专题中,找到学科学可以拯救濒临绝种生物的力量。


学生共同研读相关报道,找出“农民喷洒太多农药,也杀死了蜜蜂”等关键因素;感受到“蜜蜂绝种,无法授粉,影响农作物产量,将没食物可吃”的危机。他们穿起防护衣去养蜂场,观察蜂巢板;最后架起保护蜜蜂的网站,制作活动看板,向社区大人小孩宣导蜜蜂对环境的重要性。



"我更得好好充实对蜜蜂和环境的知识,才能说服别人采取保护行动”,一个男孩说。参与专题的老师观察发现,孩子在这样的学习中,学到的远远大过科学内容,他们知道自己可以推动改变。


~五感学习~


看似艰深的数理科目,融合艺术元素,帮助孩子跨越对科学的抗拒,更愿意学。

纽约534中学和哥伦比亚大学资讯科学教授合作,发展“照相机”专题。八年级学生不仅要用相机拍照,更要自己组装出一台相机。



用意在以相机为饵,引诱孩子进入光学、精密机械等看来比较困难的领域。“要把相机三十八种小零件组装好,只有一种方法,但是拍照、以及诠释一张照片,却有无限种方式”,534中学老师詹姆斯(Jerry James)巧妙地连结艺术和科学,“一方面你要很有逻辑,另一方面,你又必须拥有想像力。”


STEAM新教育需要的资源、专业、政策的连结,也挑战大人的想像力。


看似天马行空的整合,背后是各科目老师的专业合作,在每一个阶段,设计学习鹰架,透过不断抛出问题,帮助孩子学习知识,并立刻练习应用。更可以连结校外专家,提供学生另一种学习典范。


STEAM新素养,帮助每一个孩子找到自己的航道。大人必须跨出舒适圈,成为那艘"前导火箭"。



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