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STEAM教育理念最早由美国教育部门提出,它综合科学、技术、工程、艺术和数学知识,倡导跨学科的学习方法,促使学生将学科知识应用于真实情境,从而提升学习者的实践能力和创新素养。宁波外国语学校(以下简称宁外)在实施STEAM教育的过程中,充分考虑自身办学理念、国际交流、课程基础等因素,为基于教育国际化的STEAM教育实施奠定基础。
基于教育国际化的中学STEAM教育实施基础
宁外具有鲜明的“外语教学”特色和“教育国际化”特色,多年来,坚持“外语教学实验、素质教育示范、国际教育窗口”的办学目标,致力于培养外语见长、全面发展、个性鲜明,具有本土情怀和国际素养的国际化人才,并积淀了厚重独特的校园文化,取得了众人瞩目的优异成绩,已成为宁波优质教育品牌。
我校是“浙江省千校结好特色学校”,国际部引进了美国AP课程,每年毕业生75%以上进入美国前50位的大学和文理学院;与两所国外大学签订了合作办学协议,还与德国、新加坡、美国、英国、阿联酋、新西兰、加拿大、波兰等国家的10多所中学结成姐妹学校,定期进行广泛的师生互访、课程共建等交流活动。
我校是宁波市课改实验区实验学校、宁波市深化义务教育课程改革样本学校。在实施国家课程校本化过程中,学校从课程设计、课程实施、课程评价三个维度,进行重新构建。以英语为例,我们认为英语学科不只是语言的教学,也是思维品质的培养。因而在英语课程实施中,我们综合国家教材、阅读教材、外研社教材及外语报刊等资源,着眼于全方位提升学生英语能力和语言素养。在实施拓展课程精品化过程中,学校注重提升学生综合素质、发展学生特长、彰显学生个性、培养学生核心素养。2016學年,学校初中部拓展课程包含了12门知识拓展类课程、12门体艺特长类课程,8门实践活动类课程。
国际化办学理念、全方位国际交流、国家课程校本化与拓展课程精品化的实施,为基于为教育国际化的中学STEAM教育实施奠定了基础。
中学STEAM教育国际化引进过程
与STEAM教育的第一次“亲密接触”——什么是STEAM课程?2016年,新西兰奥克兰的默里湾中学学生与宁外学生视频连线,在新方老师和中方老师的共同引导下,一起体验了一堂跨国界、跨学科的“搭桥课”。课堂上,老师提出要在奥克兰市区的四个地点建四座桥,并且对每座桥的设计施工都有特定的要求。两国学子各自发挥想象、交流讨论、分享设计理念和方案,最后每个小组分工合作,利用棒冰棍、毛线、木板等简易的材料,完成了桁架桥、悬索桥等桥梁模型。
2017年,新方老师到访宁外,走进了宁外的课堂。他从找寻世界上一些著名的塔的共性出发,让同学们在有限的20分钟内,通过小组合作制作出最高的塔。搭建完塔后,要求同学们总结交流在制作时的经验、感悟,并反思下次制作时该如何解决这些问题。
两节课给了我们震撼,促使我们深思。结合相关的资料,我们可以发现了STEAM课程的几个特点。
首先,STEAM课程特别强调问题的真实性,这与我们传统的学科教学有很大不同。传统的学科多是“定义优良的问题”。什么是定义优良的问题?心理学上把有明显的边界条件和操作路径的问题称之为“定义优良问题”。但是这样的问题在走出学校以后,在社会生活中是很难遇到的;真实的问题多是劣构、错构的问题,解决方法往往需要在杂乱无章的情境中发现、寻找。我们过去的教育特别擅长解决这种定义优良的问题,对这种定义不良的、真正生活中的问题,涉及得很少。而STEAM课程就是让孩子们回到实际生活中去观察、试验、验证。这种融入真实情景的体验,能帮助其对科学、技术、工程、数学各领域里的抽象知识形成有力而逼真的理解,同时融会贯通,找到问题解决方案。
其次,STEAM课程特别强调实践与合作。在传统教学中,搭桥和建塔认知方式有许多种,各学科都有自己的阐述方式,效果各有不同。STEAM课程鼓励学生探究,注重实践,注重动手,通过自己的实践和反思建构认知。同时,STEAM课程十分强调合作与交流,其完成任务的过程,是发表自己的意见、与他人交流和讨论的过程。
再次,STEAM课程特别强调学科融合。STEAM教育不仅仅是科学、技术、工程、艺术和数学的简单结合,而是作为一个跨学科的学习方式。跨学科意味着教师在STEAM教育中,不再将重点放在某个特定学科或者过于关注学科界限,而是将重心放在特定问题或者特定的项目上。学生面对该问题或项目以小组合作的方式,利用科学、技术、工程和数学等学科相互关联的知识去解决问题。
我们要为未来培育怎样的人才?中国及其他国家都提出了核心素养、关键能力。作为教育者,我们该用什么样的教育形态来培养面向未来的核心素养、关键能力呢?
STEAM教育让我们要看到了一个学生作为一个完整的人的存在。
与STEAM教育的另一段“缘分”——如何实施STEAM
课程?2018年,NAEA教育联盟应用新西兰“Inquiry-based Learning(研究性学习)”的授课方法,特别设立了一个“STEAM 项目”,在中新师生间开展以学生为中心的教学和跨学科解决问题的指导模式。在前期的物资设备和人力资源的准备阶段以后,我们体验了为期六周的STEM双师课堂,亲身感受了STEAM教学的八个步骤:想象、提问、计划、创作、测试、改进、分享和反思。
该项目分成六个课时。以“水的过滤器”为例,第一节为想象与提问——提出研究主题。课堂上,老师请大家想象没有水的世界,提出污水处理的问题。老师为中新双方同学布置的作业是思考要制作的作品方案,并阐述其中的想法。第二节为讨论与计划——用科学、技术、工程、数学等知识思考解决问题的对策。课堂上,双方同学提出了各种污水处理的方案,说明要制作的滤水器所需的材料和应用原理,探讨设计中的艺术元素。老师为双方同学布置的作业是确定要制作的最终方案,并准备相关材料。第三节为创造与制作——通过实践完善解决方法。课堂上,双方的小组同学动手制作污水处理的作品,记录制作中碰到的问题、预计作品制作完成后是否可用,并将这些信息反馈给老师。第四节为测评与提升——通过实践验证解决方法。课堂上,双方的小组同学展示污水处理的作品,着重说明作品的原理和特点,并分享制作中遇到的挑战和解决的办法。第五节为分享与展示——交流经验,初步树立PMI评价意识。双方继续分享各自思考和制作中的经验,完成PMI评估与反馈,即从肯定、否定、兴趣点三个维度做出互评。第六节为反思与总结——双方小组代表呈现PMI互评结果,师生交流学习过程。 这次活动,让我们完整地体验了一次STEAM课程。如果说传统教育的课堂教学特点是以教师为中心和以单学科为中心的讲授式学习,那么STEAM教育的课堂教学特点就是以学生为中心和以跨学科为中心的研究性学习。STEAM课程最大的特点就是关注学习是否正在发生。
中学STEAM教育本土化开发
2017年,形势迫使我们思考:STEAM课程是继续实行点上的尝试,还是让更多的学生体验这样的学习过程;是继续做双师项目还是自主开发;是以独立课程样态附加在基础课程外围,还是以研究性学习的形式把STEM理念渗透进基础课程中。如果面向未来的能力是每个孩子都需要的能力,那么我们希望能让每个孩子在初中阶段经历这样的课程体验。于是我们开始了STEAM课程本土化实践。
课程安排常态化。在课时安排上,每周两节课联排、小班化教学、项目式学习,这是初中综合实践活动比较有效的形式,也是开展中学STEAM教学的有效形式。在主题确定上,我们基于对社会和环境的责任考虑,结合各学科融合的可能和学校自身资源和特色,确定《水的净化》作为STEAM教育本土化的第一个项目主题。
课程目标标准化。选定建立课程标准,一方面可以确立准确的教学方向,使教师在设计和开展教学中有所依据,另一方面也有利于学校或第三方对STEAM教学进行评估。立足STEAM教学的主题,根据各科课程标准和核心素养,我们把《水的净化》的课程目标按照S(科学)、T(技术)E(工程)和M(数学)进行了学科细化。
实施步骤本土化。在双师课程实施步骤的基础上,我们解析出国际课程中“最有味道”的部分,同时融合具有本土特色的环节,确定了具有本土化特色的实施步骤:预热、调研、展示。
预热环节安排了团建活动,旨在明确小组的分工职责,让学生更快地融入新团队,培养团队合作意识,增加团队凝聚力,同时,让学生对STEAM有所了解,产生自己正在做一件像科学家和工程师一样伟大的事情的自豪感。调研环节安排在学生对初产品的汇报分享与相互评价后,通过到本地自來水厂进行实地调研,给学生真实立体的直观感受,促进其随后进行的反思改进。展示环节安排了学生面向全校学生进行展示与讲解,并展开评比活动。输入是一种学习,输出也是一种学习。通过这个环节,旨在进一步锻炼学生的团队合作能力、语言表达能力,保护和激励孩子们持续的自主探究热情,在产品迭代中培养创新能力和提高创新技能。
评价体系多元化。STEAM教学注重教师评价和师生共同评价相结合、总结性评价和过程性评价相结合。在多个实施步骤中,我们使用PMI评价工具,即要求评价者从Plus(优点)、Minus(缺点)、Interesting(兴趣点)三个角度进行评价。
科幻大作《三体》中有这样一个片段:三体世界中,地球人面对外星文明的入侵,花费数百年,组建了超级太空舰队,训练了强大的军队,制定了多个战略,可外星文明真正入侵时,并没有采用任何战略战术,而是通过降维打击,将地球由三维世界压缩成二维世界,所有的舰队、海洋、沙漠瞬间成为一副诡异的绚丽的蓝色二维画卷,整个文明由三维跌落到二维。当今世界,国际竞争中高阶思维对低阶思维的竞争亦是如此。
面向未来,我们的教育需要让我们的孩子带着怎样的技能向未知出发?STEAM教育或许可以回答这个问题。
基于教育国际化的中学STEAM教育实施基础
宁外具有鲜明的“外语教学”特色和“教育国际化”特色,多年来,坚持“外语教学实验、素质教育示范、国际教育窗口”的办学目标,致力于培养外语见长、全面发展、个性鲜明,具有本土情怀和国际素养的国际化人才,并积淀了厚重独特的校园文化,取得了众人瞩目的优异成绩,已成为宁波优质教育品牌。
我校是“浙江省千校结好特色学校”,国际部引进了美国AP课程,每年毕业生75%以上进入美国前50位的大学和文理学院;与两所国外大学签订了合作办学协议,还与德国、新加坡、美国、英国、阿联酋、新西兰、加拿大、波兰等国家的10多所中学结成姐妹学校,定期进行广泛的师生互访、课程共建等交流活动。
我校是宁波市课改实验区实验学校、宁波市深化义务教育课程改革样本学校。在实施国家课程校本化过程中,学校从课程设计、课程实施、课程评价三个维度,进行重新构建。以英语为例,我们认为英语学科不只是语言的教学,也是思维品质的培养。因而在英语课程实施中,我们综合国家教材、阅读教材、外研社教材及外语报刊等资源,着眼于全方位提升学生英语能力和语言素养。在实施拓展课程精品化过程中,学校注重提升学生综合素质、发展学生特长、彰显学生个性、培养学生核心素养。2016學年,学校初中部拓展课程包含了12门知识拓展类课程、12门体艺特长类课程,8门实践活动类课程。
国际化办学理念、全方位国际交流、国家课程校本化与拓展课程精品化的实施,为基于为教育国际化的中学STEAM教育实施奠定了基础。
中学STEAM教育国际化引进过程
与STEAM教育的第一次“亲密接触”——什么是STEAM课程?2016年,新西兰奥克兰的默里湾中学学生与宁外学生视频连线,在新方老师和中方老师的共同引导下,一起体验了一堂跨国界、跨学科的“搭桥课”。课堂上,老师提出要在奥克兰市区的四个地点建四座桥,并且对每座桥的设计施工都有特定的要求。两国学子各自发挥想象、交流讨论、分享设计理念和方案,最后每个小组分工合作,利用棒冰棍、毛线、木板等简易的材料,完成了桁架桥、悬索桥等桥梁模型。
2017年,新方老师到访宁外,走进了宁外的课堂。他从找寻世界上一些著名的塔的共性出发,让同学们在有限的20分钟内,通过小组合作制作出最高的塔。搭建完塔后,要求同学们总结交流在制作时的经验、感悟,并反思下次制作时该如何解决这些问题。
两节课给了我们震撼,促使我们深思。结合相关的资料,我们可以发现了STEAM课程的几个特点。
首先,STEAM课程特别强调问题的真实性,这与我们传统的学科教学有很大不同。传统的学科多是“定义优良的问题”。什么是定义优良的问题?心理学上把有明显的边界条件和操作路径的问题称之为“定义优良问题”。但是这样的问题在走出学校以后,在社会生活中是很难遇到的;真实的问题多是劣构、错构的问题,解决方法往往需要在杂乱无章的情境中发现、寻找。我们过去的教育特别擅长解决这种定义优良的问题,对这种定义不良的、真正生活中的问题,涉及得很少。而STEAM课程就是让孩子们回到实际生活中去观察、试验、验证。这种融入真实情景的体验,能帮助其对科学、技术、工程、数学各领域里的抽象知识形成有力而逼真的理解,同时融会贯通,找到问题解决方案。
其次,STEAM课程特别强调实践与合作。在传统教学中,搭桥和建塔认知方式有许多种,各学科都有自己的阐述方式,效果各有不同。STEAM课程鼓励学生探究,注重实践,注重动手,通过自己的实践和反思建构认知。同时,STEAM课程十分强调合作与交流,其完成任务的过程,是发表自己的意见、与他人交流和讨论的过程。
再次,STEAM课程特别强调学科融合。STEAM教育不仅仅是科学、技术、工程、艺术和数学的简单结合,而是作为一个跨学科的学习方式。跨学科意味着教师在STEAM教育中,不再将重点放在某个特定学科或者过于关注学科界限,而是将重心放在特定问题或者特定的项目上。学生面对该问题或项目以小组合作的方式,利用科学、技术、工程和数学等学科相互关联的知识去解决问题。
我们要为未来培育怎样的人才?中国及其他国家都提出了核心素养、关键能力。作为教育者,我们该用什么样的教育形态来培养面向未来的核心素养、关键能力呢?
STEAM教育让我们要看到了一个学生作为一个完整的人的存在。
与STEAM教育的另一段“缘分”——如何实施STEAM
课程?2018年,NAEA教育联盟应用新西兰“Inquiry-based Learning(研究性学习)”的授课方法,特别设立了一个“STEAM 项目”,在中新师生间开展以学生为中心的教学和跨学科解决问题的指导模式。在前期的物资设备和人力资源的准备阶段以后,我们体验了为期六周的STEM双师课堂,亲身感受了STEAM教学的八个步骤:想象、提问、计划、创作、测试、改进、分享和反思。
该项目分成六个课时。以“水的过滤器”为例,第一节为想象与提问——提出研究主题。课堂上,老师请大家想象没有水的世界,提出污水处理的问题。老师为中新双方同学布置的作业是思考要制作的作品方案,并阐述其中的想法。第二节为讨论与计划——用科学、技术、工程、数学等知识思考解决问题的对策。课堂上,双方同学提出了各种污水处理的方案,说明要制作的滤水器所需的材料和应用原理,探讨设计中的艺术元素。老师为双方同学布置的作业是确定要制作的最终方案,并准备相关材料。第三节为创造与制作——通过实践完善解决方法。课堂上,双方的小组同学动手制作污水处理的作品,记录制作中碰到的问题、预计作品制作完成后是否可用,并将这些信息反馈给老师。第四节为测评与提升——通过实践验证解决方法。课堂上,双方的小组同学展示污水处理的作品,着重说明作品的原理和特点,并分享制作中遇到的挑战和解决的办法。第五节为分享与展示——交流经验,初步树立PMI评价意识。双方继续分享各自思考和制作中的经验,完成PMI评估与反馈,即从肯定、否定、兴趣点三个维度做出互评。第六节为反思与总结——双方小组代表呈现PMI互评结果,师生交流学习过程。 这次活动,让我们完整地体验了一次STEAM课程。如果说传统教育的课堂教学特点是以教师为中心和以单学科为中心的讲授式学习,那么STEAM教育的课堂教学特点就是以学生为中心和以跨学科为中心的研究性学习。STEAM课程最大的特点就是关注学习是否正在发生。
中学STEAM教育本土化开发
2017年,形势迫使我们思考:STEAM课程是继续实行点上的尝试,还是让更多的学生体验这样的学习过程;是继续做双师项目还是自主开发;是以独立课程样态附加在基础课程外围,还是以研究性学习的形式把STEM理念渗透进基础课程中。如果面向未来的能力是每个孩子都需要的能力,那么我们希望能让每个孩子在初中阶段经历这样的课程体验。于是我们开始了STEAM课程本土化实践。
课程安排常态化。在课时安排上,每周两节课联排、小班化教学、项目式学习,这是初中综合实践活动比较有效的形式,也是开展中学STEAM教学的有效形式。在主题确定上,我们基于对社会和环境的责任考虑,结合各学科融合的可能和学校自身资源和特色,确定《水的净化》作为STEAM教育本土化的第一个项目主题。
课程目标标准化。选定建立课程标准,一方面可以确立准确的教学方向,使教师在设计和开展教学中有所依据,另一方面也有利于学校或第三方对STEAM教学进行评估。立足STEAM教学的主题,根据各科课程标准和核心素养,我们把《水的净化》的课程目标按照S(科学)、T(技术)E(工程)和M(数学)进行了学科细化。
实施步骤本土化。在双师课程实施步骤的基础上,我们解析出国际课程中“最有味道”的部分,同时融合具有本土特色的环节,确定了具有本土化特色的实施步骤:预热、调研、展示。
预热环节安排了团建活动,旨在明确小组的分工职责,让学生更快地融入新团队,培养团队合作意识,增加团队凝聚力,同时,让学生对STEAM有所了解,产生自己正在做一件像科学家和工程师一样伟大的事情的自豪感。调研环节安排在学生对初产品的汇报分享与相互评价后,通过到本地自來水厂进行实地调研,给学生真实立体的直观感受,促进其随后进行的反思改进。展示环节安排了学生面向全校学生进行展示与讲解,并展开评比活动。输入是一种学习,输出也是一种学习。通过这个环节,旨在进一步锻炼学生的团队合作能力、语言表达能力,保护和激励孩子们持续的自主探究热情,在产品迭代中培养创新能力和提高创新技能。
评价体系多元化。STEAM教学注重教师评价和师生共同评价相结合、总结性评价和过程性评价相结合。在多个实施步骤中,我们使用PMI评价工具,即要求评价者从Plus(优点)、Minus(缺点)、Interesting(兴趣点)三个角度进行评价。
科幻大作《三体》中有这样一个片段:三体世界中,地球人面对外星文明的入侵,花费数百年,组建了超级太空舰队,训练了强大的军队,制定了多个战略,可外星文明真正入侵时,并没有采用任何战略战术,而是通过降维打击,将地球由三维世界压缩成二维世界,所有的舰队、海洋、沙漠瞬间成为一副诡异的绚丽的蓝色二维画卷,整个文明由三维跌落到二维。当今世界,国际竞争中高阶思维对低阶思维的竞争亦是如此。
面向未来,我们的教育需要让我们的孩子带着怎样的技能向未知出发?STEAM教育或许可以回答这个问题。