头脑奥林匹克活动对我国STEM教育的启示

张一恒

奥巴马政府推出的STEM计划，旨在激励学生主修科学、技术、工程和数学领域，并不断加大科学、技术、工程和数学教育的投入，强化培养学生的科技理工素养。看似全新的教育倾斜，追根溯源，其实是一种一以贯之，早在1978年，美国就已经有了需要运用跨学科知识解题、培养青少年创新能力的竞赛——头脑奥林匹克（以下简称OM）活动。该活动在1987年被引入国内，至今在上海已开展了27届。

● OM活动鲜明特点

头脑奥林匹克活动是一项国际性的培养青少年创造力的活动。与其他青少年科技活动相比，OM活动有着鲜明的特点。简单归纳为一个宗旨、两种精神、三个结合。一个宗旨是：开发青少年的创造力；两种精神是培养创新精神——鼓励学生与众不同，培养团队精神——鼓励参赛队员共同努力；三个结合是，在解题的过程中，要求参赛队员做到动脑与动手相结合，科学与艺术相结合，自然与人文相结合。

● 开卷考+闭卷考的团队参赛制

头脑奥林匹克竞赛的内容由长期题和即兴题组成。世界头脑奥林匹克协会的活动组织者每年会出6道长期题，题型分为6类：车辆、工程技术、古典、结构、表演以及初级题。参赛队由7名学生组成。在教练的指导下，可以用半年的时间，像科学家、工程师那样，寻找资料、自主探索、学习、研究和创造性地解题。可以说，长期题的比赛是团队形式的开卷考。

即兴题题型有3类：语言类、动手类和语言动手混合类。即兴题是裁判当场出题，限时完成。比赛时间一般为8分钟内。比赛在与外界没有联系、独立的房间里进行。除参赛队员和裁判外，其他人都不准进入。参加比赛的队员是参赛队中的5人。可以说，即兴题是限时限地的闭卷考。

● 结合本土 多元展示

除了世界头脑奥林匹克大赛，上海头脑奥林匹克协会还与国内实际情况相结合，举行另外两项头脑奥林匹克赛事。其一是万人大挑战，采取个人报名参赛制。此项赛事与科技节活动相结合，赛题取材简单、用时不多、易操作，并且趣味性十足。所有题目在网上公开，供学生自由选择。正因简单易参赛，所以参赛者数量规模宏大。另一项赛事为亲子擂台赛，采取的是家庭参赛制。擂台赛的赛题同样取材容易，制作不难，但创意无限。

● OM活动对中国STEM教育课堂实施的启示

长期以来，中国的教育一直偏重对学生知识的灌输，忽视实际操作能力的培养。从未来发展的趋势来看，社会需要的是创新型人才和复合型人才。中国的STEM教育必须更加重视学生智力的培养和发展，尤其是创新能力和动手能力的开发。而OM活动正是培养创造力的一项活动，在它的开展过程中，不仅具有STEM教育的素养，也具有了不同于STEM教育的特点。

1.STEM教育素养与OM解题理念相结合

STEM素养主要强调的是让学生用学习到的知识去探索问题，并运用多个学科交叉领域内的知识去解决问题，从而提高学生的设计思考能力与创造性解决问题的能力。而OM赛题的特点就是没有标准答案，它的解题理念同时是21世纪学习方法的概括：第一，探索知识。也就是课堂提出各种各样的问题或任务，让学生成为解题者，而不是解题方法的接收者。第二，运用知识。让学生使用已掌握的知识解决问题、完成任务。第三，创造知识。在探索、运用知识的过程中有所发现，有所发明，有所创造。在这一层面，教师应该鼓励学生成为知识的创造者，围绕需要解决的问题，去寻找、学习、运用有关的知识。

尝试将STEM教育与OM的解题理念软性结合的意义，就在于引导学生运用21世纪学习方法在解决问题的过程中培养他们的STEM素养。

2.STEM教育课堂与OM创新实验室相结合

在STEM课堂上教师可能会抛出一个问题，学生要从收集信息入手，然后归纳、整理、分析、研究、判断，面对错综复杂的各项因素做出明智的决策并互相交流。而OM课堂更着重培养学生的想象力、创造力和团队协作能力。它的课程内容不仅限于包含STEM的四种素养，更可根据教师或学生的需要，加入地理、天文、物理、历史、艺术等多种学科的知识。OM创新实验室主要具有三个特征：探索、合作、创新。在探索的过程中，教师应激发学生的学习潜能，注重学生动脑与动手的结合。增强学生自学能力和解决问题的能力的同时，为学生的潜能开发创造出一种宽松的环境。合作就是团队精神的体现，让学生以小组的形式参与课堂活动，相互交流，相互启发，相互提高。培养团队精神也是培养学生的大局意识、协作精神和服务精神，使他们懂得“1+1>2”的团队原则。OM创新实验室的课程本身就是一种创新的教学模式，通过类似如何使小车爬过陡坡，如何使小车在石砾中保持直线前行，如何发明一样物品帮助残疾人解决困难等特色鲜明的任务激发出学生的学习兴趣。由于每位学生都有自己的兴趣点，STEM课堂上教师完全可以根据学生自身的兴趣爱好、个性特长去指导他们进行学习和钻研。在把他们对兴趣爱好的专注力转化为学习的动力的同时，提供给学生多种学科的知识点，由学生自己将这些点连接起来，从而让他们拥有一个由交叉学科素养覆盖的知识面。

通过OM创新实验室，学生可以学到不仅限于STEM素养的相关知识，还可通过互相交流沟通学会如何更好地分工合作。而这也正契合了STEM培养学生掌握习惯用多角度、多元化的思维形式解决问题的教育理念。这种新形式的教学模式更像是对学校传统基础教育的补充，是一种创新教育理念的实践载体。通过载体的锻炼，让学生掌握21世纪的学习方法，适应21世纪的挑战。

我们有理由相信，通过持续不断地开展STEM教育定能造就出下一代的创新型人才和复合型人才。期冀更多的青少年成为知识的探索者，用他们的创造力将我们的世界变得更美好！

endprint