紐約科學院對STEM教育升華的再思考

劉黨生

STEM教育作為國外引進的教育理念和機制，在國內十來年的發展過程中，雖然涌現出了很多優秀的成果，但也面臨著諸多挑戰。在當前的教育大背景下，我們迫切需要整合優秀的教育資源，提出完善的解決方案來支持學校開展STEM教育，并形成長效機制。

優秀STEM教育資源的深度再調研

作為一種以項目學習、問題解決為導向的教育方式，STEM教育與當前國內基礎教育階段的教育現狀相比，是一種非常具有吸引力的教育模式。另外，由于現行教育體制亟須一種科學有效的方式來幫助中小學生避免過多地沉浸在應試教育中，更廣泛地發展他們的個性，所以STEM教育成為了一種較好的選擇。STEM教育中四門學科的教學緊密相連，強調以整合的教學方式培養學生掌握各種知識和技能。學生需要參與跨學科的學習環境，打破傳統的學科界限，需要了解這些知識和技能是如何在解決真實世界問題時相互連接、相互交叉的，并能進行靈活遷移，解決真實世界的問題。

一方面是基礎教育階段對STEM的熱情歡迎，另一方面卻是STEM課程和教學在學校的開展度和熱度之間的差異。部分學校對STEM課程的開設大多集中在課外課或活動課上，僅有少部分學校開展了創客教育，建設了創客實驗室或配置了相關教學場地和設施設備。并且在現行的管理制度下，國外優秀的STEM教材無法進入中小學常規課堂，大部分相關學科的教師也還未具備進行整合性學科教學的思想準備和個人教研能力儲備，所以無法開發相關課程，建立學習資源庫。

國內現行STEM實踐領域，大多模仿國外STEM教育的課程，有的甚至花費巨資進行購買和翻譯，這使得一線教師在實施過程中道路曲折，脫離實際，常有“不接地氣”之感。另外，STEM教育被很多人等同于機器人教育、編程教育、3D打印教育等，很多開展STEM的教育機構，實際上都是做類似的工作。

此外在基礎教育階段，學生與社區、社會的互動一直是現行教育的弱點，教育的實施主體除了學校的教職人員、家長、培訓機構外，尚未有相關機構和平臺提供多方位的STEM教學資源整合，STEM生涯鮮為人知。基于現有的教學理念和設計，在基礎教育階段開展STEM教育，則需要教師通過跨學科的學習和研討，整合教育資源，調動教育主體，融入社區元素，創設真實情境，設定學習問題，著力實現學生的全面發展目標。

因此，我們在引進國外優秀STEM教育資源時，應基于我國教育現狀，進行深入充分的解讀和內涵的挖掘，在客觀調研的基礎上，選擇性地取其精華，融入我國的教育體系，提升每位公民的科學素養，為他們的繼續學習和終身發展打好基礎。

● 紐約科學院STEM課程對科學素養培養的升華

1.紐約科學院完善的課程及項目體系

紐約科學院STEM課程基于美國《下一代科學教育標準》，強調科學學習的能動過程。科學學習是指學生要親自動手做，而不是要別人做給他們看。在學習科學的過程中，學生需要描述物體和作用過程，提出問題，獲取知識，對自然現象作出解釋，以多種不同方式對所作解釋進行檢驗，最后把自己的看法傳遞給別人。學生通過熟悉科學探究的手段、使用證據的規則、形成問題的方式和提出解釋的方法，能了解科學與數學的關系以及科學與技術的關系，認清科學的性質，提升科學素養。

基于以上教育取向，紐約科學院構建了完善的項目及課程體系。以“1000個孩子，1000個未來”項目作為青少年學生21世紀核心能力提升的基礎課程，通過系統全面的在線課程學習和評價，對合格學生授予“NYAS STEM證書”，并從中選拔優秀學生，使其成為紐約科學院青少年科學院會員。這批會員將在創新挑戰平臺上參加“創新挑戰賽”，通過研究來解決全球所面臨的共同挑戰，優秀的團隊將參加紐約科學院全球STEM聯盟（GSA）峰會。

2.紐約科學院課程及項目體系設計思路

“1000個孩子，1000個未來”項目提供了創新力、領導力、批判力、溝通力、計劃力等課程，構建了支持學生完成創新挑戰、結構合理、體系完善的能力提升課程群。系統化的課程群超越了基于課程技術的STEM教育，通過打造完整的課程生態，不僅強化了STEM教育中科技能力的提升，更將學生的科學素養持續提升、個人能力整體成長作為培養的重點方向。其中，創新力課程能為學生提供一套完整的創新方法論；領導力課程旨在幫助學生理解科學領域中的領導力內涵以及提升方法；溝通力課程旨在提升學生的溝通能力，促進其科學素養的培養；批判力課程能幫助學生實踐提升批判性思維方法；計劃力課程能促使學生思考并完善STEM生涯規劃。項目學習過程緊緊圍繞學生學習生活及周邊環境中存在的真實問題情境，讓他們通過活動的形式與所在社區、社會組織機構、相關人員進行互動交流和研究討論，通過調查、計劃、實踐、總結等科學學習方法，在真實問題情境中提升他們的核心能力和素養，提高STEM興趣。

該項目每年從全球范圍內選拔500名13～18歲的學生加入青少年科學院。這些學生將有資格參加一年兩次（一月和九月）的“創新挑戰賽”。該平臺匯集全球精英，為他們搭建溝通橋梁并提供相應支持，幫助他們設計創新性方案來解決全球性問題。在此平臺上，企業、高校等組織或個人均可以發布挑戰命題，參賽者可以通過平臺立項、組隊和設計解決方案，并在項目研究中獲得專業導師的在線指導，同時，比賽還通過訓練營的方式來提升學生的綜合挑戰能力。為了支持學生的項目學習和創新挑戰，紐約科學院提供了在線STEM導師，來完成對學生的指導和幫助。

● 紐約科學院課程營造良好STEM教育生態

紐約科學院的課程設計與學習過程，充分體現了真實學習情境的重要性，將社區資源、機構組織、專業人員等納入課程與挑戰中來。

1.課程中對全球社區的關注

以“1000個孩子，1000個未來”項目領導力課程中《認識領導力》一課為例，該課程的學習目標是了解STEM領袖必備的技能和品質；了解自身在領導力方面的優劣勢；了解三位青年STEM領袖并進行投票反饋。為了達成學習目標，課程設計了如下幾個主體活動。endprint

首先，讓學生通過資源的收集和歸納，探索在STEM領域成為領袖需要哪些技能和品質；然后，通過課程提供的領導力和領導風格測驗資源，進行自我測評，通過測評和總結了解自身領導能力的強項和需要提升的品質。同時，通過豐富的文章和TED演講等視頻幫助學生深化對領導力的認識。

在此基礎上，通過了解三位青年STEM領袖的個人發明事跡，來幫助學生思考領導技能，即如何幫助他們提出并實施自己的想法。同時，通過創新獎項評委的角色扮演來決定誰最應該獲得創新獎，并提供充分的理由說明，以此強化學生的學習實踐。

為了促進學生的領導力更上一層樓，課程通過引導性問題及工作表來幫助學生了解自身領導力提升的方向和途徑。同時，要求學生選擇性地參加全球范圍內的領導力培養項目。這些領導力培養項目是非營利性機構及研究組織致力于提升青年學生領導能力的階段項目，其中包括東南亞青年領袖項目、全球社會領袖項目等。

在整個課程的學習過程中，學生需根據活動要求完成相應的學習任務，并將過程記錄填寫在工作表中，積極參與到社區活動中，關注社會的相關事件并應用性地表達自身的觀點與看法。這不僅能擴展學生的知識，還能增加現實社會中的實踐應用，為其在未來社會生活中應對復雜問題需具備的核心能力的培養奠定堅實的基礎。

2.挑戰中與現實問題的鏈接

“創新挑戰賽”中所有的挑戰均發布在學習平臺上，挑戰包含了發起組織或機構。根據現實社會發展中遇到的問題，通過背景的分析介紹，提出具體的挑戰任務，包含相應的成功標準、可交付成果等具體要求。參加過基礎能力課程學習并獲得相應證書的青少年科學院會員將有機會參加挑戰。

以《挑戰2030》為例，該挑戰基于聯合國可持續發展峰會頒布的《2030年可持續發展議程》。活動要求學生利用在之前挑戰中開發的解決方案，建立一個產品概念，將其與一個或多個聯合國可持續發展目標相聯系，生成有說服力的產品融資宣傳，說服潛在投資人為這個能夠解決社會問題的方案提供資金。需要考慮這個方案與市場現有產品的區別，以及為什么它是好的投資項目。

解決方案是否成功將由創新、可持續發展、競爭、呈現質量、創意等標準決定。此外，成功的解決方案應考慮到如下注意事項：能明確支持一個或多個聯合國可持續發展目標；考慮現有的環境限制；能夠規模化、系統化應用；投資人能夠受益并能夠承擔；及時完成并妥善提交所有可交付成果。

為了在創新挑戰中發揮團隊協作性，成功的團隊需要通過創新挑戰平臺進行組隊交流，進行協同工作過程的資料留存，同時需要積極與導師合作，并每周進行互動。除了過程性記錄外，所有可交付成果包括解決方案，必須以PDF文檔、圖像文件（如PNG或JPG）、在視頻網站上能打開的鏈接等形式提供。

科學嚴謹的挑戰設計是解決現實問題的基本保障。在開放交流的模式下，學生通過網絡、社會、導師等豐富的可利用資源來完成基于問題或項目的學習，在挑戰中激發STEM興趣，培養STEM能力，認知STEM生涯。

3.教育中含全體成員的參與

教育是全體社會成員的系統性工程，如何讓更多的人員參與到這個系統工程中，紐約科學院的導師計劃給我國的STEM教育提供了非常具有參考價值的實踐范例。在紐約科學院的所有項目和課程中，導師是標配的資源。這些來自不同專業和領域的人才，通過紐約科學院的平臺，志愿參加導師計劃，然后經過嚴格的培訓和選拔，加入導師計劃，在不同的項目中發揮自身的專長，助力學生課程的學習、能力的成長、項目的完成。

此外，紐約科學院發起的全球STEM聯盟是一個由政府、企業、學校、非營利組織引領，集眾家之所長，致力于提升世界青少年科學教育水平的國際組織。聯盟側重于基礎技能培訓和全球科技教育網絡搭建，不僅能解決師資力量和人口分布的矛盾，縮減學校能力培訓的差距，還能給全世界的青少年一個平等接受科學教育的機會，從而鼓勵更多有科學天賦的青少年發展自己的才能，成為有用的人才。

● 凡智教育致力于紐約科學院課程的提升本土化

上海凡智教育科技有限公司作為紐約科學院STEM教育方面中國大陸地區的唯一合作方，充分進行紐約科學院課程的本土化，同時積極推進國際優秀教育、科研、企業等社會資源進入國內STEM教育領域，積極與學校、社區、企業及國際組織進行密切合作，共同營造良好的STEM教育生態，做有未來的教育。

1.積極推進優秀課程資源的本土化實踐和推廣

作為STEM教育的最終受益人群——在校學生，他們如何享受到國際優秀教育資源帶來的收益，一直是凡智教育在課程本土化過程中著力要解決的關鍵問題。因此，凡智教育積極與國內大學、中學、小學及幼兒園進行合作，讓紐約科學院課程專家與一線教師共同參與到課程的本土化以及學校教學的實踐中。

以上海文來中學開設的未來領袖訓練營為例，該訓練營著力通過STEM能力的培養，為中學階段學生成長、為未來STEM領袖提供支持。凡智教育的課程專家在學校開課準備階段積極與教師進行需求整理，提供針對性的培訓，與教師共同備課，隨時解答教師在備課、授課、總結中的疑問，并提供全方位的教學資源支持。與此同時，每周的上課時間，紐約科學院課程專家親臨現場進行聽課、評課、反饋，與教師溝通前續課程改進及后續課程設計。合作雙方共同努力，計劃在一學年的戰略合作期間，培養該校兩名教師成長為紐約科學院課程核心教師，并且能夠通過自我探索和后續研發，推進能力課程的校本化。這種基于紐約科學院課程核心理念及授課體系的培訓，將從根本上幫助合作學校消化、吸收國際優秀課程，并促使學校產生進一步的課程研發升級能力。

2.高質量的本土化STEM能力課程建設為項目學習奠定基礎

STEM能力的培養不僅體現在成熟的本土化能力課程中，還體現在高質量的能力課程為后續的項目實踐、鞏固及進一步提升STEM能力奠定了良好的基礎。為了幫助國內的學生更好地進行創新實踐，凡智教育課程專家團隊根據學習對象的不同需求進行了有針對性的項目教學設計開發。

例如，希望小學創新工作坊項目通過前期的集中培訓，幫助教師掌握了創新思維的應用及完整項目過程，在本學期的教學應用中，將著力幫助他們進行個性化校本研究項目的開展。基于集訓期間提出的創新項目，支持他們在回到當地后進行項目背景調研評估，同時提供專業資源幫助他們解決技術性疑問。通過共同合作、探討，進行項目規劃和論證，以及過程性引導和遠程支持，幫助他們達成創新，生成成果，促進學生的科學素養提升和全面成長。再如，文來中學健康飲食項目在學校現有的良好食堂餐飲條件基礎上，在未來領袖訓練營中開展實施，幫助中學生了解中華優秀餐飲文化及傳統，深入挖掘健康飲食文化。學生還可以通過調研學校餐飲現狀，自主選擇研究方向；通過對訓練營課程中學習的批判性思維、設計思維、科學研究模型等知識的應用，規范高效地進行STEM項目實踐。這些STEM項目的研究均建立在高質量本土化STEM能力課程的學習上，同時通過STEM項目實踐又對學生的核心能力進行了鞏固和提升。

3.優秀的聯絡人制度是連接紐約科學院與中國科普教育的橋梁

為了更好地推進紐約科學院課程和項目在中國的本土化及實踐應用，同時保持國內STEM教育與國際優秀教育資源的互動聯結，凡智教育與紐約科學院合作設立了中國聯絡處，由上海凡智教育科技有限公司總經理賈龍出任紐約科學院中國聯絡處主任。

紐約科學院中國聯絡處自成立以來，借鑒國際化管理模式，結合中國國情，形成并完善了聯絡人制度。優秀的聯絡人制度是連接起紐約科學院等國際優秀資源與國內STEM教育的橋梁，建立了由諾貝爾獎獲得者領銜的科普教育計劃。同時，通過導師計劃、科普教育計劃等方式積極整合企業資源，助力國內STEM教育發展。此外，與聯合國教科文組織國際創意與可持續發展中心就科技與藝術融合發展、青年創新創業等科技應用等話題開展對話，并在青年創新思維培養、創意設計、可持續發展、建立對話機制等方面進行合作洽談和平臺建立規劃，不斷促進國內STEM教育生態的演進。

綜上所述，基于科學的調研和分析，選擇性地引進紐約科學院課程，并進行本土化的研究實踐和推廣，同時著力構建國際化的資源共享與教育生態，將切實幫助學生通過真實有效的學習，不斷提升科學素養，從容應對全球競爭。endprint