Stem教育是新興的多學科融合的教育模式,有科學、技術、工程、數學,現在又加上人文藝術Arts,涉及的學科很多,鍛鍊到的綜合能力也較多。格物斯坦小坦克認為相較於傳統學科語數外,史地政,理化生等單一授課的學科,stem教育有著極大的特點。
解決真情實景中的問題。傳統教育強調結論性知識的傳授,把問題的設置放在既定邊界裡(例如各種數學、物理定義,考試時背得滾瓜爛熟,但出了考場就忘得一乾二淨),概念和原理能不重複地傳授,形成相關的知識架構。但這種高效的課堂教學卻容易脫離真實生活,使學生不知道如何運用知識解決真實情境中沒有標準定義的問題(目前已有重視創設情境的聲音)。
STEM教育強調問題的真實性,關注孩子在生活中的經驗積累,並以此為基礎培養觀察、探究、實踐的科學思維。這個特點,我嘗試以學前教育的「關鍵經驗」概念進行導入解釋。兒童認知心理學家皮亞傑關於建構主義的基本觀點是,兒童是在與周圍環境相互作用的過程中,逐步建構起關於外部世界的知識,從而使自身認知結構得到發展的。也就是說,兒童在他們真實生活中接觸到的事物,通過反覆嘗試、實踐,才逐步構建對客觀事物的認知。可見來自真實生活中的經驗積累,是培養思維能力、構建知識體系的基礎。當然,這種強調自主的探究式學習需要花費大量的時間,且學習目標的實現難以保證。
強調知識的融會貫通。我們經歷過的教育中,特別強調學科的獨立性,「偏科」也便由此而生,學生綜合學習能力也比較弱。STEM教育本質上是一個跨學科的整合過程。首先,我們知道科學是一個抽象的概念,是關於「是什麼」「為什麼」的知識,而技術就是運用科學原理,通過產品、工具體現在我們的生活中;所以技術是有關「做什麼「、「怎樣做」的方法和技巧,以及相應的工具和產品,如運用AI技術製作的各種產品。所以嚴格來說,技術不是一個學科。而工程需要運用技術進行設計,是解決問題、製作產品的過程。所以工程的核心是設計,從設計到生產的過程就是工程。如蘋果公司生產蘋果手機的過程,就是工程。數學是對數量形的關係的研究,是解決以上問題的工具。數學不是對現實事物的研究,是對抽象概念的研究;同時數學具有應用性,可用來解決科學技術和工程中的問題。所以,數學是解決問題的工具。在這些學科中,只有數學與兒童的實際生活有直接聯繫,並且是真實、有意義的解決問題過程,所以STEM教育的核心是工程。
STEM教育是一種整合的,以項目開展的活動,所以工程活動應把科學探究、技術工具運用、數學問題解決方法整合到工程活動中。STEM課程幫助兒童進行探索、觀察、提問、預測,最終整合他們的學習。知識的累積,增加的是知識存量的厚度,不足以使能力和視野有質的飛躍;只有跨領域的知識融合能力才能轉化為宏觀的知識維度,從而影響思考能力和視野廣度。
培養可持續發展的人。智能化時代的發展促使知識更快地更新換代,這使終生學習成為未來發展的要求。學生發展核心素養,主要指學生應具備的,能夠適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。STEM教育的目標是培養完整的可持續發展的人,強調個性化的存在,關注孩子整體和長遠的成長,可見與未來的教育發展趨勢不謀而合。