頭腦奧林匹克活動對我國STEM教育的啟示

張一恒

奧巴馬政府推出的STEM計劃，旨在激勵學生主修科學、技術、工程和數學領域，并不斷加大科學、技術、工程和數學教育的投入，強化培養學生的科技理工素養。看似全新的教育傾斜，追根溯源，其實是一種一以貫之，早在1978年，美國就已經有了需要運用跨學科知識解題、培養青少年創新能力的競賽——頭腦奧林匹克（以下簡稱OM）活動。該活動在1987年被引入國內，至今在上海已開展了27屆。

● OM活動鮮明特點

頭腦奧林匹克活動是一項國際性的培養青少年創造力的活動。與其他青少年科技活動相比，OM活動有著鮮明的特點。簡單歸納為一個宗旨、兩種精神、三個結合。一個宗旨是：開發青少年的創造力；兩種精神是培養創新精神——鼓勵學生與眾不同，培養團隊精神——鼓勵參賽隊員共同努力；三個結合是，在解題的過程中，要求參賽隊員做到動腦與動手相結合，科學與藝術相結合，自然與人文相結合。

● 開卷考+閉卷考的團隊參賽制

頭腦奧林匹克競賽的內容由長期題和即興題組成。世界頭腦奧林匹克協會的活動組織者每年會出6道長期題，題型分為6類：車輛、工程技術、古典、結構、表演以及初級題。參賽隊由7名學生組成。在教練的指導下，可以用半年的時間，像科學家、工程師那樣，尋找資料、自主探索、學習、研究和創造性地解題。可以說，長期題的比賽是團隊形式的開卷考。

即興題題型有3類：語言類、動手類和語言動手混合類。即興題是裁判當場出題，限時完成。比賽時間一般為8分鐘內。比賽在與外界沒有聯系、獨立的房間里進行。除參賽隊員和裁判外，其他人都不準進入。參加比賽的隊員是參賽隊中的5人。可以說，即興題是限時限地的閉卷考。

● 結合本土 多元展示

除了世界頭腦奧林匹克大賽，上海頭腦奧林匹克協會還與國內實際情況相結合，舉行另外兩項頭腦奧林匹克賽事。其一是萬人大挑戰，采取個人報名參賽制。此項賽事與科技節活動相結合，賽題取材簡單、用時不多、易操作，并且趣味性十足。所有題目在網上公開，供學生自由選擇。正因簡單易參賽，所以參賽者數量規模宏大。另一項賽事為親子擂臺賽，采取的是家庭參賽制。擂臺賽的賽題同樣取材容易，制作不難，但創意無限。

● OM活動對中國STEM教育課堂實施的啟示

長期以來，中國的教育一直偏重對學生知識的灌輸，忽視實際操作能力的培養。從未來發展的趨勢來看，社會需要的是創新型人才和復合型人才。中國的STEM教育必須更加重視學生智力的培養和發展，尤其是創新能力和動手能力的開發。而OM活動正是培養創造力的一項活動，在它的開展過程中，不僅具有STEM教育的素養，也具有了不同于STEM教育的特點。

1.STEM教育素養與OM解題理念相結合

STEM素養主要強調的是讓學生用學習到的知識去探索問題，并運用多個學科交叉領域內的知識去解決問題，從而提高學生的設計思考能力與創造性解決問題的能力。而OM賽題的特點就是沒有標準答案，它的解題理念同時是21世紀學習方法的概括：第一，探索知識。也就是課堂提出各種各樣的問題或任務，讓學生成為解題者，而不是解題方法的接收者。第二，運用知識。讓學生使用已掌握的知識解決問題、完成任務。第三，創造知識。在探索、運用知識的過程中有所發現，有所發明，有所創造。在這一層面，教師應該鼓勵學生成為知識的創造者，圍繞需要解決的問題，去尋找、學習、運用有關的知識。

嘗試將STEM教育與OM的解題理念軟性結合的意義，就在于引導學生運用21世紀學習方法在解決問題的過程中培養他們的STEM素養。

2.STEM教育課堂與OM創新實驗室相結合

在STEM課堂上教師可能會拋出一個問題，學生要從收集信息入手，然后歸納、整理、分析、研究、判斷，面對錯綜復雜的各項因素做出明智的決策并互相交流。而OM課堂更著重培養學生的想象力、創造力和團隊協作能力。它的課程內容不僅限于包含STEM的四種素養，更可根據教師或學生的需要，加入地理、天文、物理、歷史、藝術等多種學科的知識。OM創新實驗室主要具有三個特征：探索、合作、創新。在探索的過程中，教師應激發學生的學習潛能，注重學生動腦與動手的結合。增強學生自學能力和解決問題的能力的同時，為學生的潛能開發創造出一種寬松的環境。合作就是團隊精神的體現，讓學生以小組的形式參與課堂活動，相互交流，相互啟發，相互提高。培養團隊精神也是培養學生的大局意識、協作精神和服務精神，使他們懂得“1+1>2”的團隊原則。OM創新實驗室的課程本身就是一種創新的教學模式，通過類似如何使小車爬過陡坡，如何使小車在石礫中保持直線前行，如何發明一樣物品幫助殘疾人解決困難等特色鮮明的任務激發出學生的學習興趣。由于每位學生都有自己的興趣點，STEM課堂上教師完全可以根據學生自身的興趣愛好、個性特長去指導他們進行學習和鉆研。在把他們對興趣愛好的專注力轉化為學習的動力的同時，提供給學生多種學科的知識點，由學生自己將這些點連接起來，從而讓他們擁有一個由交叉學科素養覆蓋的知識面。

通過OM創新實驗室，學生可以學到不僅限于STEM素養的相關知識，還可通過互相交流溝通學會如何更好地分工合作。而這也正契合了STEM培養學生掌握習慣用多角度、多元化的思維形式解決問題的教育理念。這種新形式的教學模式更像是對學校傳統基礎教育的補充，是一種創新教育理念的實踐載體。通過載體的鍛煉，讓學生掌握21世紀的學習方法，適應21世紀的挑戰。

我們有理由相信，通過持續不斷地開展STEM教育定能造就出下一代的創新型人才和復合型人才。期冀更多的青少年成為知識的探索者，用他們的創造力將我們的世界變得更美好！

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