李遂梅

《教育信息化“十三五”規(guī)劃》明確指出，有效利用信息技術(shù)推進(jìn)“眾創(chuàng)空間”建設(shè)，探索STEM教育等新教育模式。2019年6月，筆者作為廣東省中小學(xué)新一輪“百千萬(wàn)人才培養(yǎng)工程”項(xiàng)目之“廣東省高中名教師香港培訓(xùn)”中的一員，到香港進(jìn)行了10天的參訪，現(xiàn)結(jié)合參訪經(jīng)歷說(shuō)明香港STEM教育對(duì)中學(xué)生物教學(xué)的啟示。

一、香港STEM教育初探

1.政府及社會(huì)的大力支持

STEM教育雖近幾年才在香港興起，但香港政府和社會(huì)對(duì)此非常重視，行政長(zhǎng)官的施政報(bào)告提出多項(xiàng)措施，強(qiáng)化香港科研發(fā)展，并從資金、人員、場(chǎng)館等方面給予了很大的支持。如政府每年給每所小學(xué)撥付10萬(wàn)港元、中學(xué)20萬(wàn)港元作為STEM教育專項(xiàng)資金;每年組織教師到海外進(jìn)行培訓(xùn)，2019年，香港組織了20位教師到新加坡培訓(xùn)八個(gè)星期;每年組織校本資源小組到校指導(dǎo)師生開(kāi)展STEM教育;每年組織STEM教育分享會(huì)，通過(guò)分享案例進(jìn)行研討，實(shí)現(xiàn)以點(diǎn)帶面示范效應(yīng)。

香港政府注重基礎(chǔ)性投入，提供環(huán)境支撐，以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科技創(chuàng)新的興趣，并推動(dòng)科技教育融入課堂的普及，讓學(xué)生享受科技創(chuàng)新的快樂(lè)。2017年10月，教育局為了加強(qiáng)支持各中小學(xué)校推廣STEM教育，成立香港教育局STEM教育中心，致力于提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)、科技和數(shù)學(xué)的興趣。STEM教育中心設(shè)有創(chuàng)客空間，配備先進(jìn)設(shè)備和工具，如全彩立體打印機(jī)、立體掃描器、激光切割雕刻機(jī)等，讓學(xué)生參與更多探究、設(shè)計(jì)與制作的學(xué)習(xí)活動(dòng)，有需要的學(xué)校通過(guò)預(yù)約就可以免費(fèi)使用。此外，STEM教育中心經(jīng)常為教師舉辦有關(guān)STEM教育規(guī)劃和實(shí)施的課程，舉辦有關(guān)STEM教育中常用設(shè)備和工具使用的工作坊活動(dòng)，為中小學(xué)生舉辦一系列學(xué)習(xí)活動(dòng)，為伙伴學(xué)校提供校本支援服務(wù)，安排到校支援及舉辦經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)等。

香港的STEM教育工作有前瞻性，政府和社會(huì)對(duì)STEM教育給予關(guān)注與支持。2018年11月，成立香港STEM教育聯(lián)盟，自在為香港未來(lái)發(fā)展成國(guó)際創(chuàng)客中心積累具有創(chuàng)意及擁有綜合、協(xié)作和解難能力的科技人才。相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)擔(dān)任主禮嘉賓，約700名關(guān)心和支持STEM教育的各界人士出席。

2.STEM教育助推“商—院—?！焙献髂Ｊ竭\(yùn)用

STEM教育包含科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）等多門學(xué)科。它強(qiáng)調(diào)真實(shí)性，強(qiáng)調(diào)小組合作和項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，在真實(shí)情境下，學(xué)生以小組為單位，以項(xiàng)目形式解決真實(shí)的問(wèn)題，這既為學(xué)生提供了更多實(shí)踐機(jī)會(huì)，又培養(yǎng)了學(xué)生將割裂的學(xué)科知識(shí)變成相聯(lián)系的整體知識(shí)的能力，提高了學(xué)生綜合解決實(shí)際問(wèn)題能力、創(chuàng)新能力和合作能力。

在香港，無(wú)論大學(xué)、中學(xué)、小學(xué)甚至幼兒園都圍繞STEM教育設(shè)計(jì)主題教學(xué)活動(dòng)。整個(gè)教育界和社會(huì)共同向這個(gè)方向發(fā)展，注重學(xué)生動(dòng)手操作能力、跨學(xué)科學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)造能力、協(xié)作能力和解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)，但中小學(xué)校往往設(shè)備落后或不夠齊全，致使一些設(shè)計(jì)無(wú)法制作或加工。為此，香港推行“商—院—校”合作的STEM教育模式，學(xué)校負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)產(chǎn)品，大學(xué)院校給予學(xué)術(shù)或技術(shù)上的支持，商家負(fù)責(zé)把產(chǎn)品推向市場(chǎng)。在“2019電子教育電子商務(wù)電子管理及電子學(xué)習(xí)”展示的產(chǎn)品中，有許多是通過(guò)“商—院—校”合作模式產(chǎn)生的作品。

3.STEM教育創(chuàng)新學(xué)習(xí)方式

當(dāng)世界亂了、社會(huì)變了、科技狂了、學(xué)習(xí)為重的時(shí)候，我們的學(xué)習(xí)應(yīng)如何走向？香港一位教授說(shuō)：“從宏觀上看，教育的最終目的是學(xué)生的未來(lái);從微觀上看，教育的核心業(yè)務(wù)是學(xué)生的學(xué)習(xí)。在信息時(shí)代，學(xué)習(xí)應(yīng)依賴科技，科技可以促進(jìn)學(xué)習(xí)個(gè)別化，但科技的發(fā)展應(yīng)是幫助到學(xué)生而不是單單教給學(xué)生技術(shù)。”

香港有的學(xué)校在探索中前行，與時(shí)俱進(jìn)，將新的科學(xué)技術(shù)、STEM元素應(yīng)用于各學(xué)科教學(xué)中，課程資源通過(guò)線上和線下實(shí)現(xiàn)共享，讓師生受益匪淺。STEM校本教材《在VR環(huán)境下的學(xué)習(xí)教程》讓我們看到用科技創(chuàng)新學(xué)習(xí)方式，看到未來(lái)教室和未來(lái)教育的發(fā)展方向。例如，運(yùn)用STEM教育理念設(shè)計(jì)的古詩(shī)文學(xué)習(xí)課程，學(xué)生可通過(guò)手機(jī)掃描二維碼，利用虛擬增強(qiáng)技術(shù)在虛擬環(huán)境中與詩(shī)人對(duì)話，身臨其境地體會(huì)寫詩(shī)的意境，既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，又激發(fā)了學(xué)生學(xué)寫詩(shī)詞的興趣。

4.STEM教育實(shí)現(xiàn)人人參與

STEM教育是一種跨學(xué)科、大綜合的科學(xué)教育理念，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展在一定程度上決定著國(guó)家和民族的興衰，科學(xué)技術(shù)影響著每個(gè)人的認(rèn)知和行為模式，豐富多彩的科技活動(dòng)，能充分培養(yǎng)青少年的好奇心、求知欲，激發(fā)創(chuàng)造力，幫助他們自主學(xué)習(xí)，獨(dú)立思考，對(duì)未知領(lǐng)域進(jìn)行探索，尋找解決問(wèn)題的獨(dú)創(chuàng)性方法。

香港的初中開(kāi)設(shè)有一門必修課“設(shè)計(jì)與科技”，一般都配有至少一間設(shè)計(jì)與科技室，讓學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)及完成一些小制作，進(jìn)行低成本的實(shí)用小發(fā)明。這些小發(fā)明不要求有很高的科技含量，但要有創(chuàng)意、能解決生活中的問(wèn)題，所以人人都能參與到科技活動(dòng)中去。

香港有的學(xué)校采取的STEM教育措施主要有四點(diǎn)。第一，通過(guò)課程實(shí)現(xiàn)人人參與。學(xué)校除初中開(kāi)設(shè)“設(shè)計(jì)與科技”必修課程外，高中開(kāi)設(shè)“設(shè)計(jì)與應(yīng)用科技”課程及校本課程“創(chuàng)意創(chuàng)未來(lái)”，讓學(xué)生學(xué)習(xí)CorelDraw、SolidWorks計(jì)算繪圖軟件、激光切割機(jī)、3D打印機(jī)及計(jì)算機(jī)編程等，制作、測(cè)試及改良創(chuàng)意模型，培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題能力。第二，學(xué)校成立創(chuàng)意學(xué)會(huì)，擴(kuò)大影響力，幫助學(xué)生培養(yǎng)科技與設(shè)計(jì)的觸覺(jué)和創(chuàng)業(yè)精神，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)更多升學(xué)和就業(yè)、創(chuàng)業(yè)出路。第三，舉辦多元化的STEM活動(dòng)，如節(jié)能教育計(jì)劃活動(dòng)、3D Printing工作坊等。既有實(shí)用型的小創(chuàng)意發(fā)明，也有各種信息化平臺(tái)，并以學(xué)生參與體驗(yàn)為主，科技創(chuàng)新教育活動(dòng)效果明顯。第四，成立STEM教育小組，加強(qiáng)跨學(xué)科協(xié)作，由教務(wù)主任召集生物、物理、化學(xué)、綜合科學(xué)、信息及科技、設(shè)計(jì)與科技、數(shù)學(xué)等學(xué)科教學(xué)主任組成，定期集中研討。

5.STEM教育融入設(shè)計(jì)思維

STEM教育不是培養(yǎng)學(xué)生成為科學(xué)家，而是培養(yǎng)他們思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，希望學(xué)生學(xué)到用科學(xué)的思維解決學(xué)習(xí)、生活、工作中遇到的問(wèn)題。香港在實(shí)施STEM教育的過(guò)程中，教師很注重引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用設(shè)計(jì)思維（Design Thinking）。設(shè)計(jì)思維是一種以人為本的思維方式，通過(guò)理解問(wèn)題產(chǎn)生的背景，催生洞察力及解決方法，理性分析，找出最合適的解決方案。設(shè)計(jì)思維包括同理、定義、發(fā)想、原型、測(cè)試、學(xué)習(xí)，設(shè)身處地從對(duì)方所處的位置、角色、情境去思考、理解和處理問(wèn)題。