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STEM,是什么?为什么?怎么做?


STEM,是什么?为什么?怎么做?

作者 张俊

 

STEM教育(科学、技术、工程与数学教育)是近十几年国际科学教育发展的新趋势,并开始影响到我国的幼儿园科学教育,然而究竟如何理解STEM教育的理念,以及如何对幼儿开展STEM教育,在幼教界尚存在不少困惑,甚至误解。 很多人不知技术、工程为何物,担心如此“专门”的知识是否适合幼儿的年龄特点。也有人提出,幼儿园科学与数学这两门学科的整合还没能完全做到,现在何以做到将四门学科整合?

 

要解开这些疑惑,需要从科学、技术、工程、数学这四大学科的本质出发,把握它们的内在联系,更需要从更广阔的社会发展背景出发,理解STEM教育的价值取向和现实意义。


 

一、STEM 是什么?

如果要对科学、技术、工程与数学这四个学科分别做一个一句话的描述,我们可以这样说。


●科学是关于“是什么”“为什么”的知识,以及获取知识的过程和方法。

●技术是有关“做什么”“怎样做”的方法和技巧,以及相应的工具和产品(严格意义上技术不是一个学科)。

●工程是运用技术进行设计、解决问题、制作产品的过程。

●数学是对数、量、形等关系的研究。 


这四个学科不是孤立的,而是存在着密切的联系。

科学:工程设计的基础

技术:科学或工程的产物,同时技术工具也用于科学及工程领域

工程:运用科学知识、数学知识以及技术工具

数学:运用于科学、技术和工程之中,是解决以上问题的工具

显然,STEM教育不应是简单的S+T+E+M的教育,而应是将这四个方面有机整合、融于一体的教育。对这个问题的误解即使在国外也不少见,有些人简单地将传统的科学教育贴上 STEM的标签,或者将科学、数学等活动生硬地拼凑在一起便万事大吉。 对此我们应保持鉴别力。

 

二、为什么要提出STEM教育?

 

STEM教育强调跨学科的整合学习,尤其强调通过以工程为核心的设计和制造活动来解决生活中真实的、有意义的问题,这是其最核心的价值取向。 这不仅源于STEM诸学科之间固有的联系,更源于当代社会发展的宏观背景。

 众所周知,当代科学、技术的发展出现了融合的趋势,它们之间的联系越来越紧密。 从社会生活的角度看,科学家的工作往往隐退在后台,而我们可以直接感知到的则是日新月异的技术和工程活动的产物。 可以说,科学改变了我们对世界的认识,而工程则改变了我们所生活的世界。 在这样的背景下,教育是否应该有所改变? 是否有必要让年轻一代对改变我们生活的技术与工程有所认识乃至亲身体验? 是否可以让过去的“纯科学”教育走出实验室,让科学探究、科学知识在解决实际问题中发挥作用,而不仅仅是为科学而科学?

 

STEM教育的提出正是对以上问题的应答。 它倡导:

● 研究现实生活中真实的、有意义的问题,由此可以培养学生对现实生活的关注。

● 用工程思维,而不仅仅是科学思维去解决问题。 不同于指向求知的科学问题,工程问题的解决是一个设计、制作和改进的过程,由此可以培养学生的“工匠精神”和创造性解决问题的能力。

● 将科学、技术、工程与数学的学习加以整合,以问题解决为核心,进行跨学科的学习。 由此可以培养学生的学科融通和知识迁移能力。

 

三、 幼儿园可以进行STEM教育吗?

最后,我们回到幼儿园STEM教育的问题中来。的确,幼儿年龄小,他们的思考和行动在目的性、计划性、系统性上都处于萌发阶段,很难进行有真正价值的、解决真实问题的活动(例如很多学者认为,幼儿不可能有真正的工程活动)。但是,这并不意味着幼儿就没有对生活的关注、设计的创想、制作的兴趣。 问题的关键在于,教师首先要有一种“STEM素养”,用STEM 思维去重新审视平时已经惯常的教育方式。 例如我们可以思考:


● 在幼儿的生活和游戏中,有没有可以通过“制作”来解决的问题?

● 如何引导幼儿从问题出发,根据需求有目的地做,而不仅仅是尝试错误地做?

● 如何引导幼儿在做之前进行真实的设计和现实的规划,而不仅仅是幻想?

● 如何将科学探究、数学认知有机整合进来,让幼儿更高效和合理地做?

● 如何在做的过程中增进幼儿动手做的技术能力、有关怎样做的程序性知识(技术知识),以及对技术(含工具)的了解?

 

以上问题,都需要我们在实践中作出回答,也只能通过实践来作出回答。 当然,学习和借鉴国外的已有经验也是必要的,这也是本丛书出版的初衷。 南京师范大学出版社的宁谊出版团队,作为国内最具专业性和前瞻性的幼教出版队伍之一,对国内外幼教发展的新趋势、新问题具有敏锐的捕捉能力,此次组织出版的“早期STEM教育丛书”即是明证。 我感念于他们服务幼教的热情,也深信该丛书一定会给幼教工作者以启发,欣然应允担任丛书主编,并向广大幼教工作者推荐。 是为丛书序。


张俊

2017 年中秋于南京师范大学


 

 

 

张俊介绍


香港大学博士,现任南京师范大学副教授。

从事学前儿童科学与数学教育研究 20 余年,

代表作有《幼儿园科学教育》《幼儿园数学教育》等。

本文是张俊老师为“早期STEM教育丛书”所作的丛书序,

该丛书首册:《早期STEM教学:科学、技术、工程与数学的整合活动》

已经出版,点击封面图片即可购买


 

 

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