
■盡管上海從高等教育至基礎教育的各教育階段,對STEM領域的課程、專業與學科都已不斷深入優化、發展,且圍繞STEM專業的單一學科發展也取得一定成效,但各教育階段的教師與學生在知識整合與跨學科創新實踐的培養上仍有待加強
■建議盡快推進構建STEM教育實踐素養體系建設,設計出符合我國教育實際、上海教育現狀的全方位、立體化的STEM教育實踐標準體系。值得一提的是,要從我國教育實際出發,融合中華傳統優秀文化,尤其是包括科技文化等,實現科學、技術、工程、數學、文化等多學科領域的跨學科實踐能力培養
隨著聯合國教科文組織在上海設立一類中心“國際STEM教育研究所”,上海教育的國際影響力正在快速提升,無疑將肩負引領全球STEM教育發展的重大使命。
STEM教育強調跨學科一體化屬性,目的是培養具有科學(Science)、技術(Technology)、工程(Engineering)、數學(Mathematics)綜合能力的人才。
在此過程中,除了需要夯實STEM學科人才基礎知識與能力的培養外,更亟待建立項目化、沉浸式、體驗式的實踐育人環境,進一步通過交叉學科、前沿探索等多元化形式培養學生在實踐過程中解決實際問題的思辨能力與創新能力。
需求快速增長,STEM教育布局如何更均衡
當前,上海正在大力推進STEM教育的平臺與實踐基地建設。例如,徐匯區成立了“上海市青少年STEM教育研究院”,同濟大學成立“STEM教育智庫”,上海師范大學獲批上海市教委“人工智能STEM教育實驗教學示范中心”等。與此同時,多個區正積極布局以STEM教育為特色的科創實驗學校,積極探索青少年STEM教育的實踐課程與實踐項目。
這些行動反映,上海正從全域范圍內積極推動布局,努力實現由傳統STEM單一學科教育到STEM教育交叉融合的轉型。從不少區域開展的中小學實踐“項目化學習”等創新教學模式,到各種以科學教育為主題的公益講座、暑期實踐學校等,這類有益的探索已引發廣泛關注,且相關需求正在快速增長。
不過,在我們前期針對上海8所高校,以及上海市區、郊區的30余所中小學開展的STEM教育人才培養及資源需求的調研中,仍然發現一些值得引起教育界進一步關注和研究的問題:
一是當前各高校設立的STEM類專業仍主要聚焦于傳統理工科專業,實踐環節的課程體系也以單一課程實踐為主,突出STEM跨學科、交叉領域的實踐課程占比偏低;
二是中小學自主開設STEM教育實踐課程及相關體系建設的能力相對缺失,實踐課程資源、實踐教學平臺及配套的師資體系遠遠無法與相對旺盛的需求匹配。
總體上來看,上海市區各區域的STEM教育資源分布較好,相比之下,郊區各中小學在這方面分布尚不均勻、且與增長需求趨勢不匹配。
對此,上海的高等教育、職業教育與基礎教育體系亟需進一步深化改革,特別要強化人才在創新實踐中的綜合應用能力培養。未來,上海應更聚焦于促進交叉學科學習、跨學科融合實踐以及綜合實踐創新,以培養新時代所需的應用型、復合型人才。
提高STEM實踐教育質量,還存在哪些瓶頸
我們的調研還顯示,上海從高等教育至基礎教育的各教育階段,對STEM領域的課程、專業與學科進行了深入的優化與發展。
盡管我們在圍繞STEM專業的單一學科上取得了一定成效,但在提升STEM實踐教育質量方面,各教育階段的教師與學生在知識整合與跨學科創新實踐的培養上仍有待加強。其中,教師在綜合STEM教學的技能以及學生在獨立運用跨領域知識進行創新實踐的能力上,依舊存在短板。
當前,教育資源的供給與創新實踐教育的需求之間仍存在不匹配的現象,上海在構建高質量STEM實踐教育素養體系方面任重道遠。需要強調的是,持續深化STEM教育改革,應進一步強化跨學科融合與實踐能力培養的必要性。
STEM實踐教育培養必須解決素養體系方面的問題,涵蓋實踐教育的素養目標、素養標準、素養課程、教學隊伍、平臺資源、評價標準等各方面。在中國式現代化教育強國的建設進程中,推進STEM教育的素養體系建設必須適合我國現階段教育發展狀態和實際需求的高質量教育體系。
在這方面,一些來自全球的經驗也值得我們參考。比如,美國已推出《新一代科學教育標準(NGSS)》,并圍繞其推進一系列的教育體系變革探索;聯合國教科文組織也發布了相關的一系列建設意見與指導框架。
在現階段,包括上海在內,我國尚未完整建立適應與國家現階段教育實際相適應的STEM教育實踐能力培養的素養標準體系,包括實踐教育理論、實施標準、落地模式以及開展路徑。
STEM實踐教育如何與我國中華優秀傳統文化相結合、與上海當前的各階段教育進展狀況相結合,使STEM教育真正呈現出中國式現代化形態,也需要盡快解決。
此外,STEM實踐教育在教育鏈、知識鏈、創新鏈的貫通融合上,仍面臨不少挑戰。
目前,STEM教育的內容與資源分散于基礎教育、高等教育、職業教育等各不同教育鏈階段。各階段間的知識銜接與技能過渡存在斷層,創新成果無法跨階段流通,更無法綜合反映在社會應用創新階段。高校、中小學、職校以及企業之間的協同合作受限,STEM實踐教育的跨學科、多領域、問題導向等特質未能充分發揮,阻礙了其本身高質量發展。
調研還顯示,STEM實踐教育的高質量平臺與資源仍相對匱乏。我國現有的科創教育平臺及實踐教育資源,如課程、教材、數字化系統以及教師隊伍在適應STEM實踐教育特性方面存在較大差距,實踐教育理念和教學模式仍受到傳統實驗類課堂和傳統思維的局限,缺乏跨學科、探索性、創造性的教學能力。
教師教育體系中凸顯STEM教育需求的學科或專業缺乏尚不健全,融合產學研創新的教師隊伍實踐教育平臺建設還需進一步加強。
突破單一學科,如何建立更有效評價機制
結合我們的調研,筆者認為,應盡快推進構建STEM教育實踐素養體系建設,設計出符合我國教育實際、上海教育現狀的全方位、立體化的STEM教育實踐標準體系。值得一提的是,要從我國教育實際出發,融合中華傳統優秀文化,尤其是包括科技文化等,實現科學、技術、工程、數學、文化等多學科領域的跨學科實踐能力培養。
在統一教育體系規范基礎上,應進一步探索高等教育、職業教育、基礎教育等各教育階段的個性化發展需求、特色等,并建立開放共享的機制,更好實現各教育階段之間的協同素養銜接與提質。
在基礎教育、職業教育、高等教育等各階段,要積極推動STEM實踐教育平臺的改革試點探索,尤其要落實中小學、高校、職校的實踐教育方法,落實各階段知識、能力、評價、創新等銜接貫通,積極鼓勵上海現有的各類國家級、省部級等STEM學科平臺開展教研融合探索,建立一批上海市STEM實踐教育示范工作站或產學研實踐基地。不同學段可攜手探索STEM教育的優秀案例、樣板課堂、示范實踐校。
同時,應進一步鼓勵各級單位、機構等為STEM實踐教育平臺建設高質量實踐教育資源,包括課程、教材、教具、案例等,設立一批示范性資源項目庫,通過高校、職校、中小學等各單位的市級以上教改項目、教改課程等引導建設實踐教育資源。
應盡快建立STEM實踐教育的素養評價機制。STEM實踐素養區別于傳統學科知識素養的評價,也區別于單一學科實驗能力的評價。因此,要從交叉學科、跨領域知識的角度建立評價機制,突破單一學科為主的評價機制。
為此,我們建議盡快依托上海市教育類研究機構、省部級科研平臺、相關學會協會、產教融合平臺等多方,研究建立具有廣泛共識,涵蓋目標導向、量化達成、能力綜合、創新潛力等各方面的評價機制,并注重評價手段的數字化、智能化以及長周期性等內在需要。
(作者為上海師范大學STEM教育交叉技術創新中心主任、上海電力大學副校長)
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