STEM是什么?相信绝大多数的人都能说出S.T.E.M分别代表着什么。没错,这四个字母,是英文中科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、数学(Mathematics)四个词的首字母,但S.T.E.M又绝非这四门学科的简单叠加!

举例说明,香港电台曾在一个叫做《铿锵集》的节目中做过一期STEM专题,专为普及STEM的概念。

节目开头是采访小朋友们,STEM是什么。有人说是“创作东西”,有人说是“多一点动手经验”,有人说是“训练我们的各种思维”,还有人说是“学习科技”。

随后节目播放了一个六年级学生的STEM创作过程——做一把纠正坐姿、保护视力的“智能学生椅”。

最后学生拿出的作品是这样一把椅子:如果你没有背部靠着椅背坐,蜂鸣器就会想起,并且椅背还会计时提醒你坐久了该起来活动一下。

这仅仅是STEM探索的一隅,但也能看出STEM的精髓。制作这把椅子科学上用到了控制闹铃、计时的闭合电路知识,工程上用到了材料选择、蜂鸣器和计时器安装,而整个过程也离不开数学计算和技术实现。

我们可以这么理解STEM——科学包含着物理、生物、化学、地理等诸多学科,但在解决现实问题的时候还远远不够,工程也是实际生活中最常面对的问题。解决这些问题离不开基础学科数学,而打通原理之后我们还需要技术上将之实现。

因此,打破传统教育的壁垒,将这四门学科知识融会贯通,集中整合成一个相互关联主题项目式教学,提高解决生活中遇到实际问题的能力,这才是STEM的精髓所在。

为什么要设STEM课程呢?STEM项目最早起源于美国。当时,美国商务部进行过一个调查,结果发现了三大问题:

1、STEM相关职位需求在大幅增长

2、数学、科学成绩相对落后,工程技术教育有待填补

3、解决实际问题的能力不足

为了将工程学与技术合并列入的常规课程,创造一种元科学,并以探索发现式的学习模式锻炼学生积极参与寻求解决问题的能力,STEM应运而生了。

而当前,这一与未来国力紧紧挂钩的学科,也开始冲击着中国的传统教育。

那么,疑问随之而来——

1

STEM是科学课吗?

纵览爱贝迪STEM+的课程大纲,的确与科学教材有颇多相似。列举小学一年级主题课程和知识:

小小植物家 ——植物的机体结构 生物非生物的区别

行走的骷髅 ——身体的不为与内部功能

看得见摸不着 ——光的反射和阴影的形成

音乐之声 ——声音的产生、音调音量

三只小猪盖房子 ——2D 3D属性

你是大力士吗? ——滑轮、斜坡、力与摩擦力

太阳系 ——八大行星、卫星

动物世界 —— 动物的生命周期、栖息地

材料的挑战 ——磁体与磁场

迷你王国 ——城市规划、人与生态

虽然覆盖了小学一年级全面的科学知识点,但却融入了技术、工程、数学多维度的训练,需要动手实践的也很多:

制作堆肥桶

编制健康午餐包

音乐乐器

三只小猪屋挑战

奥利奥月相板

卫星制作

滑轮制作

看到这里,大家就明白了,主题课程中的科学知识,仅仅是支持这些实验的理论。科学,仅仅是STEM的一部分。

但为什么STEM课程看上去有点像科学课呢?因为它是基于美国新一代科学教育标准(NGSS)而设立的课程。

NGSS是与2013年在美国国家研究理事会等制定的面向K-12阶段共同制定的全国性教育标准,在美国是相当权威的校内科学教育标准,广泛应用在绝大多数州的STEM课程设置上。

爱贝迪STEM+课程的设置是以NGSS和中国科学课程标准为参照,可以说是最紧跟国际权威标准,又最贴近中国国内教育标准的STEM课程。

2

STEM是机器人编程吗?

简单来说,机器人编程归属于STEM教育,但STEM的领域更广泛,机器人教育仅是它科技领域的一个分支。

机器人编程学习机械结构、系统构建、信号输入输出,通过组装、搭建、编写程序,实现对机器人的控制。

他更偏重硬件知识,开发工程逻辑、创新能力,让孩子感受机械之美、以及如何通过编程使机械服务于我们的现代生活。

爱贝迪STEM+课程中涉及的编程有:通过探究机器人主板、感应器和远程遥控系统的原理,自制一个探测火星的机器人小车;另一种Scratch编程在包含其中,比如创作自己的赛车游戏、创作一个舞台上的小精灵或一个个性化故事等。

一言以蔽之,STEM课程是一种包含了机器人编程但又绝对的高于机器人编程的课程。

3

STEM是乐高搭建吗?

先澄清一个概念,乐高分为砖块搭建、机械搭建和乐高机器人。

但在乐高机器人中,编程只是其中的一部分,而且是比较简单的一部分。它的重点在于搭建,比如搭建挖土机,所有的开车挖土翻倒过程需要编程的计算,但搭出一个能前进、后退、转弯、挖土倒土的灵活的机器是编程动作的载体,也是难点。

那么,STEM是乐高吗?绝不是!纵然STEM中有诸多对于搭建、3D、工程、编程等的知识和技能训练,但它仅是工程领域的一部分,而工程又是STEM的一部分。

4

STEM是手工DIY吗?

看到爱贝迪孩子们创意丰富的作品展示,也有人会禁不住问,STEM是不是手工DIY啊?

——当然不是!手工DIY是对孩子动手能力、手眼协调以及审美能力的培养,孩子不需要什么科学技术知识,更不需要跨学科能力,也可以做出一个相当精美或有创意的手工品。

但STEM的作品创作过程是这样的——

发现问题→设计解决方案→利用科学、技术、工程和数学知识解决问题→验证解决效果

因此,在STEM学习的初级阶段,看似最后呈现的一件作品,但整个创作过程锻炼的是发现、探索、解决问题的思路和能力。

另一种疑问是STEM与手工课的“升级版”——创客。创客是什么呢?创客英文是Maker,即用于创新、努力将自己的创意变成现实的人。

创客比赛中的一台能实现音乐创作的机器

STEM教育核心是跨学科的整合,而创客尽管也会接触到各种学科知识,但它的教育核心是创造;STEM关注动手实验和解决实际问题,创客强调真实作品的产出;STEM教育更系统、专业,而创客更加强调产出性、工艺、美观,而专业门槛较低。

综上,STEM并不是一门单一的学科,它包含科学、机器人、编程、并与创客和手工DIY都有所交集。在学习系统完整的STEM课程中,会涉及这些领域的知识,但又绝对大于这些领域的知识。打破传统教育的壁垒,融合各领域学科知识,提升跨学科知识能力、创新能力、动手实践能力以及解决生活中遇到实际问题的能力,这才是STEM的精髓所在。

这就是爱贝迪今天为大家分享的话题——关于STEM的种种误解与辨析。随着STEM教育日趋火热,越来越多的人或多或少的了解到了STEM教育,但要把STEM的概念弄得清楚分明也并非容易之事。

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(部分图片来自网络)

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