劉崎

當(dāng)今世界正處于新一輪科技與產(chǎn)業(yè)革命的孕育期，科技創(chuàng)新對社會的引領(lǐng)作用愈加凸顯，經(jīng)濟轉(zhuǎn)型對新型人才的需求與日俱增，培養(yǎng)一大批拔尖創(chuàng)新人才和高水平技能人才，已經(jīng)成為未來教育改革的重要議題。在這種大背景下，倡導(dǎo)多學(xué)科融合、注重創(chuàng)新精神和實踐能力培養(yǎng)的STEM教育引起全世界教育界的廣泛關(guān)注。香港教育一貫以“融合與創(chuàng)新”相結(jié)合，近年來政府、教育部門以及學(xué)校高度重視STEM教育，大力推動STEM教育的開展，以期培養(yǎng)具備科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)素養(yǎng)的全面發(fā)展型人才。

一、香港中小學(xué)STEM 教育的觀察

2019年6月，筆者跟隨廣東省新一輪“百千萬人才培養(yǎng)工程”赴港名師團對香港基礎(chǔ)教育進行學(xué)習(xí)與交流。在這期間，我們對香港仁濟醫(yī)院林百欣中學(xué)、英華書院、香港德望學(xué)校等多間中小學(xué)進行走訪和觀摩。這些學(xué)校雖辦學(xué)體制不一，但均有高質(zhì)量的軟件資源和硬件設(shè)備，建立了常態(tài)化STEM實驗室。香港仁濟醫(yī)院林百欣中學(xué)就是一所在STEM教育方面頗有建樹的學(xué)校。學(xué)校創(chuàng)辦了“創(chuàng)意學(xué)會”，編寫了《創(chuàng)意創(chuàng)未來》的校本課程教材，成立了STEM教育小組，積極開發(fā)多元學(xué)習(xí)活動、加強跨學(xué)科協(xié)作，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)意潛能、應(yīng)用能力和社交能力，創(chuàng)辦了“香港學(xué)生創(chuàng)新發(fā)明大賽”，并擴展為國際比賽，讓學(xué)生開闊視野、體驗不同文化、豐富人生閱歷，提升學(xué)生的國際公民意識。近三年，該校學(xué)生走遍廣州市、港澳臺地區(qū)及印度尼西亞、韓國、美國等國，獲取國際創(chuàng)意發(fā)明的獎項共160多個。副校長劉世蒼推動的“一生一發(fā)明”項目獲得2018年基礎(chǔ)教育國家級教學(xué)成果二等獎。

深入課堂參觀，與學(xué)校教師交流，讓我們對香港中小學(xué)STEM教育有了進一步的認識和了解。然而，全港有一千多間中小學(xué)，對于多數(shù)還不具備實力和能力開設(shè)STEM課程的學(xué)校，教育局是如何發(fā)揮作用，提供實際支持的呢？帶著這個疑問，我們走進香港教育局內(nèi)設(shè)的STEM教育中心。

該中心的負責(zé)人介紹，中心定期為教師舉辦工作坊，以及為學(xué)生舉辦不同類型的STEM學(xué)習(xí)活動，也聯(lián)系有意發(fā)展或優(yōu)化STEM教育的學(xué)校，組成支援網(wǎng)絡(luò)，透過工作坊、分享會及到校支援，協(xié)助學(xué)校策劃及開展校本STEM教育計劃。中心提供創(chuàng)客空間、教師專業(yè)發(fā)展課程、學(xué)生學(xué)習(xí)活動等支持服務(wù)，定期為相關(guān)校領(lǐng)導(dǎo)舉辦有關(guān)STEM教育規(guī)劃和實施的課程，為教師舉辦有關(guān)使用STEM教育中常用設(shè)備和工具（如3D打印機和激光切割機等）的課程。

最令我們感興趣的是中心內(nèi)的創(chuàng)客空間，分為四個區(qū)域，分別是創(chuàng)意討論區(qū)、數(shù)碼設(shè)計區(qū)、數(shù)控制造區(qū)和設(shè)計實踐區(qū)。中心配備了較先進的設(shè)備和工具，可供教師安排有關(guān)STEM教育的課堂，以及讓學(xué)生進行相關(guān)的研習(xí)。中心提供一個創(chuàng)客空間供教師開展STEM課堂，并讓學(xué)生制作相關(guān)習(xí)作，有興趣使用創(chuàng)客空間的學(xué)校只需提前與中心預(yù)約。中心還定期為中小學(xué)生舉辦多樣化的學(xué)習(xí)活動，例如2019年7月舉辦了全港“模型飛船創(chuàng)作大賽”，這是香港STEM教育的一大盛事。

二、香港中小學(xué)STEM 教育的活動案例

案例1：太陽能煮食爐（見圖1）

香港仁濟醫(yī)院林百欣中學(xué)推行“一生一發(fā)明”項目，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)意思維，讓每個學(xué)生都能擁有自己的發(fā)明。一些學(xué)生關(guān)注到地球的溫室效應(yīng)越來越嚴(yán)重，能源漸漸缺少，他們設(shè)想制作一個簡單的“太陽能煮食爐”，既能夠節(jié)省能源，也能夠輕松烹調(diào)美味的料理。實踐過程是：先制作若干大小相同的太陽能反射板，利用射燈模仿太陽，改變反射太陽能板的數(shù)量，例如由4塊到5塊再到8塊等，每次量度中心容器的水溫，找出太陽能反射板的數(shù)量與溫度的關(guān)系。然后，把容器包上不同顏色的玻璃紙，測試不同顏色對提升溫度的關(guān)系。最后，找出效能最高的。這項發(fā)明融合了物理、數(shù)學(xué)和通識學(xué)科，包含課堂學(xué)習(xí)和課外實踐，鼓勵學(xué)生以構(gòu)思及制作為契機，在過程中發(fā)掘自我。

案例2：安全拐杖（見圖2）

香港德望學(xué)校是一所女子學(xué)校，學(xué)校結(jié)合女生的藝術(shù)特長，開展了STEAM教育。他們在初一的STEAM課程設(shè)計過程中，先讓學(xué)生自學(xué)、小組探討，然后以“同理心”為第一出發(fā)點，帶領(lǐng)學(xué)生走進社區(qū)，包括老人院等，了解不同社群的需求，發(fā)現(xiàn)問題，最后用智慧和技術(shù)做出解決方案，從而設(shè)計出很多令人滿意的成果。了解到老人家容易跌倒，他們設(shè)計了“安全拐杖”，蜂鳴器安裝在手柄旁邊，遇水通電就發(fā)聲，可以提早通知老人地面濕滑，避免跌倒。另外，在休息時間或在街上購物時，可以把東西掛在拐杖的手柄上，像是多了一只手幫助自己，老人使用更方便快捷。這個拐杖的表面由反光紙包住，具有反光效果，讓路上司機可以清楚地看見拿這個拐杖的人，防止車禍。

案例3：月球探測車（見圖3）

香港英華書院開展STEM教育的理念與實踐經(jīng)驗也給我們留下深刻的印象。伴隨“嫦娥四號”和“玉兔二號”首次在月球背面成功著陸，中國探月工程邁出了一大步。他們以“月球探測車”為主題設(shè)計STEM課程，用積木設(shè)計出月球車模型，探索不同結(jié)構(gòu)的越障特點。他們首先組織學(xué)生學(xué)習(xí)交流，認識月球表面的環(huán)境情況，進而了解設(shè)計月球車的行走機制需要滿足哪些基本要求。接下來，通過圖片和視頻展示月球車、火星車以及生活中有類似需求車輛的圖片，討論某一種或幾種解決方案的機械結(jié)構(gòu)。討論后，教師指導(dǎo)學(xué)生用積木搭建月球車結(jié)構(gòu)。完成初步設(shè)計后，根據(jù)定義問題環(huán)節(jié)的測試要求，進一步檢測月球車是否符合檢測標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵學(xué)生進一步討論和改進自己的設(shè)計方案等。

三、啟示

面對以主動、探索、體驗、創(chuàng)新為特征的STEM教育，我們內(nèi)地中小學(xué)該做些什么？我認為首先要從觀念上接受創(chuàng)新的STEM教育理念，但要實現(xiàn)STEM教育真正落地，一要構(gòu)建STEM系統(tǒng)課程，二要開發(fā)STEM教育資源，三要建設(shè)跨學(xué)科教師團隊。我們應(yīng)抓住時代機遇，邁開推動STEM教育的步伐，借鑒其他國家和地區(qū)的經(jīng)驗，制定系統(tǒng)的課程標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化的教材，將STEM教育真正在中小學(xué)中開展，培養(yǎng)具備發(fā)散思維、逆向思維、批判性思維以及跨學(xué)科綜合知識應(yīng)用能力、創(chuàng)造力的綜合性人才。

責(zé)任編輯? ?魏文琦