為培養學生創新自信、與國家人才選拔接軌,電子科技大學實驗中學基于課程開發實施的基本理念,確立了STEM課程體系,開發了STEM課程。通過引進師資、課程逐步推進、構建學習空間、科學規劃時間,保證課程有效實施。
張平福:電子科技大學實驗中學校長
▲本文整理自張平福在第一屆中國教育發展大會上的主題報告,以下為口述摘錄:
張平福:
對于中國學生發展核心素養,我們做過一系列的思考和研究,但是我們最終覺得有一些東西還是要用我們校園化的體系來呈現,因此我們把核心素養校本化。核心需要三個維度,構成核心素養的“一體兩翼”。
這三個維度分別是:
4Z——自我認識,自我發現,自我認同,自我效能;
4C——溝通能力,團隊協作能力,判斷新思維能力,創新意識域能力;
4D——視野有寬度,意志有韌度,行動有力度,學習有深度。
核心素養的校本化:一體兩翼
對于STEM的課程,我們最早是學習研究和借鑒。剛開始接觸的時候,認為STEM理論、課程、師資、評價方式很難,但我們有非常好的資源,我們跟一些機構,包括一些教研會、大學和科研院所,在合作的時候有一些學習的機會。比如我們借鑒美國的STEM教育,從它的起源,再到它的不同階段,基于對STEM教育的一種從啟蒙到認知,再到整體的規劃層面上看,美國的STEM教育是目前與我們在方向、方法引領上,是一個很主要的方式和途徑。
美國STEM教育
STEM課程體系的確立
由此,根據我們自身發展的定位,決定了我們學校的STEM課程體系,包括整體的課程體系建設。我們學校STEM課程的基本目標是:著力培養學生基于適應未來所必需的CZD的核心素養,及勝任未來復雜環境的基礎能力。按照“高校引領、內外聯動、多方參與、系統建設”思路不斷開發,六年一體化,初中奠基,高中個性發展。按照“專家引領、全程學習、學員參與”方式推行實施。
我們的課程,即電子科技大學實驗中學CZD生涯領航課程體系,由國家課程(三級)、地方課程、校本課程、班本課程、生本課程體系,形成學生學習課程群,其本身來講也是采用了“一體兩翼”的課程結構。“一體兩翼”中的“一體”是基于學科課程,“兩翼”指CASH和STEM?;趯⒆拥纳硇乃仞B和人文素養,這樣的課程群,主要是一個基礎的科學素養最深層的培養體系。
對于STEM課程的認識需要理性的關注,我們認為有四個方面:
(1)適切于學習未來發展的需要;
(2)適切于課程資源及保障支持體系(學校發展實際);
(3)適切于高中新課程改革和新高考改革;
(4)適切于教、學、育。
關于資源支持體系,在學術上和課程上,華東師范大學、同濟大學、電子科技大學給予了非常強大的支持;其他一些科研院所,比如中國教育科學研究院、中國科學院、華為研究院等;一些企業資源,比如Intel、華為、中國航天科工集團;同時我們也成立我們學校的CZD教育法的基金。這些高校、科研院所、企業等可以保障課程資源體系能夠比較飽滿的聚集,便于實施。
我們擁有已有的和即將實施的STEM課程實踐,已有的課程實踐我們探索了將近三年,即將有的是高中新校區和明年將開設的實驗室。
我們初中有機器人信息學、哲學基礎、數學建模等項目,其中哲學基礎是對現代中學里面的孩子他的思維方式的一種很重要的一種提升。高中已有的包括我們已經做的機器人、信息學、ISEF、數據建模等,其中我們的機器人課程,對小孩子他的科技能力和那種勢能培養非常有利。
電子科技大學實驗中學初中既有STEM課程體系
電子科技大學實驗中學高中既有STEM課程體系
電子科技大學實驗中學高中即將探索STEM課程體系
我們即將做的就是與電子科大共建10創新實驗室。包括涵蓋電子科技大學最主要的學院,包括最好的專業。與同濟大學合作共建8個STEM實驗室,很多實驗室已經優先在設計和完善當中了。除此之外,還與英特爾、航空科工等企業共建STEM實驗室,這些實驗室本身來講和大學自主招生是掛鉤的,對孩子們未來的職業選擇、職業方向的確定,是可以有很好的一個培育和孵化的功能。
與同濟大學合作建設STEM實驗室(同濟大學苗圃計劃)
STEM課程的實施
“理解并應用STEM原理和技術的能力,是具有高度遷移性的技能,它們能夠提高個體在各學科中的學習能力和學術水平。”開展STEM課程是不是一個孤立的為了STEM而STEM,STEM是可以和學科融合的,是可以在很大層面上支持學生在學科學習上有更好的表現。
對STEM的學習來講,它更關注是學科間整合的意義和價值,比如說學生主動和積極、積極的情感、主動的態度是我們任何教育都應該關注的,不僅僅是我們高中,到大學、小學,甚至幼兒園,我們都應該關注一個孩子教育成功不成功,就應該看他有沒有積極的情感和主動的態度。據項目學習方式,包括后面諸多的評價都是我們在學科間整合的意義和價值。
通過探索,我們認為STEM課程比較常見的有實施有四個維度:
第一是師資。師資是我們現在面臨的短板,我們應該有專業的教師,專業的教師對下可以連接學校的學科,對上可以連接高校甚至是企業的工程師等等,目前我們在這方面有一個探索,包括我們現在有進入到一些專職做STEM教學的,比如說我們機器人,我們機器人很厲害,在國內比賽成績非常好,效率也比較高,電子科大獲得全國比賽冠軍隊的隊長已經聘到我們學校當STEM的教師了,包括到華師大,引進一些工科的學員做老師。
第二個是課程。一開始我們看什么東西都是課程,到后來我們發現尤其是推進過程當中,最開始分級,最早是啟蒙型,然后體驗型的和認知型的,最后是職業選擇的問題。我們從小學到高中主要是前面的四個,從STEM來講啟蒙、體驗、認知到培養。
第三個學習空間,包括教室和實驗室。
第四個是時間,如果沒有科學的時間規劃,可能在STEM課程實施上導致寸步難行。
STEM實施的系統化:例說航天航空STEM課程
我校航天航空的STEM的體系,資源是依托于電子科技大學航天航空學院,同濟大學航空航天學院、中國航天科工集團、成飛民機部。按照“學科融合、線上線下結合、PBL項目式”方式實施。我們起步比較晚,但效果還是好的。
2016年,神州十一號上天,這個是我的物理老師,從一個班上的課程,到了一個校的課程,拓展到比較寬泛的體系,還是比較成功的。在九月份從我們班的課程,之后分組進行STEM項目的學習,主要分成不同的小組來研究,在那之后成立了很多的社團,這個社團最早是博士生,然后到初中部,慢慢走到了高中,包括一些火箭的俱樂部,航模的俱樂部等等。后來我們找了同濟大學航空航天學院等,然后他們慢慢進入到基本的課程。
從神州11號上天演繹的STEM課程群
整個過程是這樣的,我們的學生從不同的維度組成小組,比如從歷史上有一個小組,從區域上有一個小組,從訓練上有一個小組,從實際結構上是一個小組等。一個初一的孩子從建模開始,怎么在太空生活,包括實驗探尋,到對國際的影響,它的政治影響,政治因素等,就這樣一個項目學習,然后在全年級做小組匯報,匯報引起了轟動,所以整個初中部就起來了。后面就包括有很多的航模俱樂部,然后跟科工有一些合作,尤其是課程開發,由他們的建模實驗室。
這個課程可以從地球引力開始,再到航天工程逐級設計,再到火箭和衛星的設計,一直到火箭工程設計,這個設計出來之后,完全可以把高中和初中,尤其是高中學科學習深度融合起來。教師的在線,比如說每一張學科知識體系,包括相應的具有先修背景的一些學科知識都可以出來。
在這樣的背景之下,我們認為對于學校的STEM課程建設更多是要依托于我們自身的戰略的需求和需要,依托于我們自身學校的辦學目標,以及我們對不同維度的情況選擇。
反思:我們還缺少什么
第一,國家層面缺少頂層設計及標準。
第二,教師缺少具有的STEM課程實施理念,方法與工具,及主動適應的意識。
第三、學校缺少能完成STEM教學的教師,也缺少額STEM教師培養、培訓的課程。
第四,學生缺少普及型的STEM課程,也缺少評價標準,進而缺少出口。
第五、社會缺乏STEM課程體系完備的支持體系。
第六,教育行政部門尚需進一步解放思想并加大投入力度,比如資金、人力。
對于教育本身STEM來講,是一個看不見的東西,但是如果假設看得見的話,我們要走向看不見,要看到背后的東西,要固本,深耕固蒂,是我們最本源的東西?;趪覒鹇砸埠?,基于我們自身的教育責任來講,最后都要“想得美,做得好,走得穩”,把STEM教育推向新的高度,我們只是在探索。