培育未來的工業(yè)勞動力

制造業(yè)的發(fā)展與成就，推動了全球經(jīng)濟繁榮發(fā)展并保持強勁，而這離不開科學和其他STEM相關學科作為基礎。因此，讓年輕人理解科學在化學、制藥、聚合物、核、油、天然氣和石油等工業(yè)中的地位，理解這些工業(yè)對他們的生活的影響，是十分重要的。在英國，技術人才呈現(xiàn)高齡化，許多人是在走上工作崗位之后“在職地”發(fā)展技能的。用人單位需要招聘年輕人以保證未來的工業(yè)運轉。

我們的研究顯示，兒童對工業(yè)有著消極的認識，這促使他們16歲以后不愿選擇繼續(xù)學習科學，也不愿選擇STEM方向的職業(yè)道路。兒童看待工業(yè)的視角是傳統(tǒng)的（比如英國維多利亞時代的工業(yè)），或者來自于地理課（工業(yè)導致污染）。他們并不知道現(xiàn)代的、清潔的、安全的和自動化的工藝過程已經(jīng)是21世紀工業(yè)的主流了。

同時，工業(yè)的需求在不斷改變，現(xiàn)在的招聘也特別重視已經(jīng)開始學習具體工業(yè)專長的合格和熟練的年輕人。人們并不認為工業(yè)是一個值得羨慕的行業(yè)；并且在大多數(shù)年輕人眼中，這并不是一條受人矚目和收入豐厚的職業(yè)道路。當學生根據(jù)他們的職業(yè)愿景選擇學科時，科學并不總排在候選序列的首位。實際上，所有工業(yè)部門在本質上都需要更高水平的專業(yè)技能，創(chuàng)造能力和團隊合作也受到雇主的青睞。當前我們應對的挑戰(zhàn)是如何突出這一行業(yè)的潛在魅力，以及它對年輕人的能力需求。

鼓勵學生選擇科學

Bennett等的文獻綜述得出結論：強有力的證據(jù)表明，與傳統(tǒng)課程相比，基于情境的方法更能培養(yǎng)學生對科學的積極態(tài)度，從而能夠激發(fā)學習熱情，讓學生獲得更多的綜合能力，并讓這些未來的勞動者知道科學是如何得到應用的?，F(xiàn)在，已經(jīng)有一些向著這一目標的努力，使科學教育與生活聯(lián)系更緊密、更能激發(fā)學生興趣，并關注未來的職業(yè)道路。事實上，從2006年開始，新的GCSE（英國普通中等教育證書，是學生完成中學后參加的考試——譯者注）課程就著眼于科學在實際生活中的應用和發(fā)展科學素養(yǎng)。

在英國，法律規(guī)定學生在16歲之前必須學習一些科學。當我們?yōu)閷W生裝備他們在課堂之外所需的成功工具時，對科學的學習是一個不可或缺的關鍵組成部分?？茖W與學生的就業(yè)能力緊密聯(lián)系，我們也需要讓年輕人看到對科學的理解有助于發(fā)展他們的創(chuàng)造、創(chuàng)新和批判思維能力，因而在一個均衡的課程中科學是尤其重要的。有這樣一種擔心：在16歲以上的學生中，選擇深造基于科學的課程——尤其是物理科學——的學生數(shù)量正在減少。研究指出，選擇科學作為未來的職業(yè)是學生在16歲以后選擇相應課程的主要動力之一。因此，為了促進對科學課程的認同，有必要向學生展示在以科學為基礎的工業(yè)中所蘊藏的機遇。

從最初引入科學開始，教師就應當“涵蓋科學在開發(fā)有用的事物時所扮演的角色”，并且“在教學中采用一些情境”。從11歲開始，學生就應當擁有“在工作場所體驗科學的機會”，然后“思考當代科技發(fā)展的各個方面”。研究證明，科學教育應當從缺少內容的教學方法向通過討論和實踐探究來促進思考的教學方法轉變，這能提高學生的學習效果。讓學生有機會經(jīng)歷目的鮮明又引人入勝的、情境驅動的實踐是非常重要的。但是，在課堂中這到底意味著什么呢？

在包含課程的知識內容的同時，教師必須竭力為學生提供情境和經(jīng)驗，讓他們深刻體會到科學“是日常生活的一部分”。最有效的途徑之一是用工業(yè)作為教學情境，以及在開展科學教育時讓工業(yè)者參與進來。

7～11歲小學生的工業(yè)情境

自1988年建立以來，英國約克大學化學系的CIEC科學促進項目（CIEC Promoting Science，前身為化學工業(yè)教育中心Chemical Industry Education Centre）通過鼓勵采用當前的工業(yè)實踐作為學習科學技能與概念的情境，來推動中小學科學教育。CIEC致力于激發(fā)學生和教師對科學的興趣，以改善科學教與學的質量。其基本原則的一個重要方面是建立教學與工業(yè)的聯(lián)系。廣泛的教師專業(yè)發(fā)展項目、印刷和在線的豐富的教與學資源提供了與課程內容相關的、基于情境的探究活動，使我們的目標得以達成。

在用情境保持兒童的興趣時，我們通常的做法是引入學生感興趣的、教室之外的話題和想法。不過，一個非常有效的方法是讓學生探究一個以前未知的、刺激的情境，比如工業(yè)情境，這些情境能激發(fā)兒童好奇心，讓他們有機會洞察也許從未遇到過的領域。

CIEC持續(xù)時間最長的項目之一是1996年開始的“兒童挑戰(zhàn)工業(yè)”（Children Challenging Industry）。相關研究結果激勵著教師和工業(yè)者持續(xù)與學校合作，采用這一項目的教學方法。

這項研究顯示：

兒童和教師都在頭腦中勾勒出化學工業(yè)的輪廓。

兒童更清楚地知道工廠里發(fā)生了什么、誰在那里工作、科學對工業(yè)有哪些影響。

教師將基于工業(yè)的科學活動應用于每

一批學生的課堂教學。

這一項目為學生提供了在工業(yè)情境中體驗科學的機會。有一批科學教師顧問在工業(yè)集中地區(qū)工作。他們與企業(yè)一同工作，使學校中教的科學與生產(chǎn)中應用的科學之間建立起緊密的聯(lián)系。顧問也要確保兒童在參觀工廠時關注科學和生產(chǎn)過程，并能將它們與課堂中的學習聯(lián)系起來。CIEC顧問到學校去介紹項目，為教師提供專業(yè)發(fā)展機會，并在一個班級中實踐CIEC的課程。我們開發(fā)了與不同工業(yè)相關的眾多教學資源，這些資源都與課程標準有著合適的聯(lián)系，如此才能確保這些資源與它們所面向的年齡段匹配。包括了精心設計的科學探究的一系列科學課程是通過工業(yè)情境引入的。兒童要在3周時間里努力解決當?shù)仄髽I(yè)所面臨的一些科學問題。

引入探究問題的情境是這樣的：一個虛構企業(yè)的科學家和工程師需要解決一些影響工廠運行的技術與科學問題，因而在尋求幫助。我們鼓勵教師與當?shù)仄髽I(yè)聯(lián)系，以向他們的學生呈現(xiàn)真實的挑戰(zhàn)。

在這樣的實踐挑戰(zhàn)中，包含了讓潛在的工業(yè)職業(yè)道路更清晰的機會、基于科學概念的工業(yè)實踐以及關于工業(yè)如何運行的信息。舉個例子，兒童被分成工作小組，設計和開展實踐活動。工作小組中的角色包括安全官員、資源經(jīng)理、通訊官員等，這對于讓兒童將注意力集中在共同的任務上是非常有效的，同時還能展示在合作解決問題的一個組織中一般有怎樣的結構。

兒童決定他們可以獲得哪些信息、他們需要知道什么，然后計劃怎樣找出答案。如果前期評測顯示兒童沒有足夠的實踐技能以完成任務，教學就將重點關注這些技能的習得，提供學生清晰的指導和學習目標。所有探究都需要的這些技能可以在未來的課程中得到評測，不僅需要從學生思考和實踐的過程評測學生應用技能的能力，還需要評測學生選擇合適的技能來解決任務的能力。

在課堂活動之后，兒童要參觀當?shù)毓S，看看他們一直以來學習的科學是如何應用在工業(yè)環(huán)境中的，他們曾經(jīng)使用的一些簡單設備是怎樣被工程師放大以組裝成生產(chǎn)車間的。這被看成學習經(jīng)驗的一個重要部分，因為它的確能夠激發(fā)學生的興趣，讓他們的科學經(jīng)驗更真實、更有吸引力，并且更重要的是，更鼓舞人心。

CIEC資源和教學方法的效果已經(jīng)被評估了許多年。一項持續(xù)的研究評估了一個項目的長期影響。這項研究顯示，5年以后學生仍能記住課程的一些部分，尤其是與實踐有關的內容，參觀過工廠的學生中有59%記得參觀的一些片段，40%認為這樣的經(jīng)歷有益于他們接下來在中學的科學學習。參與項目的教師在5年后仍在使用項目的資源和方法。兒童的熱情以及對科學和工業(yè)的態(tài)度的轉變清楚地證明了項目對學習愿望的影響。下面引用了參與項目的諸多教師所提供的反饋中一段具有代表性的話：

“‘兒童挑戰(zhàn)工業(yè)’（children Challenging Industry）項目在學校中產(chǎn)生了重要的影響。它的活動在課堂中成功開展了，這些活動激發(fā)了小學生的熱情。參與項目的教師得到了高品質的科學教學專業(yè)發(fā)展。與工業(yè)面對面的接觸改善了兒童和他們的教師對工業(yè)的理解和態(tài)度。我們的目標是加強學校中的科學的研究性，為教師提供培訓以使他們得到可以在課堂上引入的豐富的工業(yè)“鏈接”。我們的學生都很喜歡通過課堂探究來解決現(xiàn)實生活中的科學問題。在我們參觀了Grosvenor Chemicals化工廠后，許多兒童表示出成為一個科學家的愿望。他們隨后的學習和評論顯示了他們對化工的理解已經(jīng)從負面的轉變?yōu)檎娴摹！?/p>

Catherine Jubbs，Lindley小學

11～14歲中學生的工業(yè)情境

最近，“兒童挑戰(zhàn)工業(yè)”（Children Challenging Industry）項目的原則已經(jīng)被搬到中學階段。要開展同樣的項目有諸多潛在障礙。最大的挑戰(zhàn)來自于中學人數(shù)較多，較難讓所有學生一起參觀工廠。采用“工業(yè)大使”策略可以解決這一難題。工業(yè)大使們到學校訪問學生，而不是在工廠中接待學生。大使與當?shù)貙W校合作，為學生設計一些挑戰(zhàn)，讓他們在課堂上解決能真切反映工廠中的工作的問題。這樣做的目的是讓學生感到課程呈現(xiàn)的方式充滿樂趣、刺激，有意義和有啟發(fā)。豐富的互動和實踐能讓這樣的影響最大化。要達到這個目標，可以使用大使帶到學校的許多產(chǎn)品，讓大使在具有挑戰(zhàn)性和刺激性的實踐探究中支持學生——許多學生將這樣的探究稱為“真正的科學”。通過與大使的接觸，學生能更好地建立起他們在學校中所學的科學與工業(yè)生產(chǎn)中應用的科學的聯(lián)系。他們也有機會發(fā)展小組合作技能，這反映了工廠中的互動關系。

下面的引用來自一位工業(yè)大使，他從項目實施的第1年起就參與進來，現(xiàn)在已經(jīng)是第3年了。

“我從參與項目的過程中收獲頗多。從個人角度看，我享受它的每一分鐘。聽到兒童對我們教的東西如此充滿熱情，我感到非常欣慰。以前，對于在工廠中工作是什么樣子，他們的想法是消極的，但他們現(xiàn)在很想像我們一樣為一家企業(yè)工作。當看到孩子們展示他們的學習成果和學習過程時，我發(fā)現(xiàn)他們完全超出了我的預料。我想每個人都會同意，項目比預期成功得多?！?/p>

Jennifer Tweedle， Johnson Matthey Cafalysfs公司

下面的引用來自教師：

“有挑戰(zhàn)、有意義、有目的。教室變成了車間。”

Mike geed。st Michaels Science Specialist；College學校

“將工業(yè)帶入學校妙極了！” Barbara Harrison。st Michaels Science Specialist College學校

“毋庸置疑，這個項目對學生如何看待科學產(chǎn)生了顯著的影響?！?/p>

John Burgess，Northfield School and Sports College學校

持續(xù)提供高品質的支持

有越來越多的方案可以用于促進工業(yè)大使進校園。Straw等人對英國STEM大使策略的實施現(xiàn)狀所作的綜述能讓人們對此有所了解。根據(jù)我們的經(jīng)驗，最有效的互動需要與工業(yè)實踐有真實的連接，并且所涉及的科學必須緊扣學生在科學課上所學習的課程。

許多大企業(yè)都有教育官員和教育項目。但是，學校容易交往和愿意建立長期聯(lián)系的往往是小企業(yè)、當?shù)仄髽I(yè)。遺憾的是，小企業(yè)有時感到他們無法提供工作人員，或者不能理解與學校的互動中出現(xiàn)的價值差異。CIEC運作的項目展示了這種合作可以多么有效；對科學和政府STEM計劃感興趣的專業(yè)組織也正在鼓勵與科學有關的企業(yè)與教育系統(tǒng)合作，使這種互動更多地發(fā)生。