纽约科学院对STEM教育升华的再思考

刘党生

STEM教育作为国外引进的教育理念和机制，在国内十来年的发展过程中，虽然涌现出了很多优秀的成果，但也面临着诸多挑战。在当前的教育大背景下，我们迫切需要整合优秀的教育资源，提出完善的解决方案来支持学校开展STEM教育，并形成长效机制。

优秀STEM教育资源的深度再调研

作为一种以项目学习、问题解决为导向的教育方式，STEM教育与当前国内基础教育阶段的教育现状相比，是一种非常具有吸引力的教育模式。另外，由于现行教育体制亟须一种科学有效的方式来帮助中小学生避免过多地沉浸在应试教育中，更广泛地发展他们的个性，所以STEM教育成为了一种较好的选择。STEM教育中四门学科的教学紧密相连，强调以整合的教学方式培养学生掌握各种知识和技能。学生需要参与跨学科的学习环境，打破传统的学科界限，需要了解这些知识和技能是如何在解决真实世界问题时相互连接、相互交叉的，并能进行灵活迁移，解决真实世界的问题。

一方面是基础教育阶段对STEM的热情欢迎，另一方面却是STEM课程和教学在学校的开展度和热度之间的差异。部分学校对STEM课程的开设大多集中在课外课或活动课上，仅有少部分学校开展了创客教育，建设了创客实验室或配置了相关教学场地和设施设备。并且在现行的管理制度下，国外优秀的STEM教材无法进入中小学常规课堂，大部分相关学科的教师也还未具备进行整合性学科教学的思想准备和个人教研能力储备，所以无法开发相关课程，建立学习资源库。

国内现行STEM实践领域，大多模仿国外STEM教育的课程，有的甚至花费巨资进行购买和翻译，这使得一线教师在实施过程中道路曲折，脱离实际，常有“不接地气”之感。另外，STEM教育被很多人等同于机器人教育、编程教育、3D打印教育等，很多开展STEM的教育机构，实际上都是做类似的工作。

此外在基础教育阶段，学生与社区、社会的互动一直是现行教育的弱点，教育的实施主体除了学校的教职人员、家长、培训机构外，尚未有相关机构和平台提供多方位的STEM教学资源整合，STEM生涯鲜为人知。基于现有的教学理念和设计，在基础教育阶段开展STEM教育，则需要教师通过跨学科的学习和研讨，整合教育资源，调动教育主体，融入社区元素，创设真实情境，设定学习问题，着力实现学生的全面发展目标。

因此，我们在引进国外优秀STEM教育资源时，应基于我国教育现状，进行深入充分的解读和内涵的挖掘，在客观调研的基础上，选择性地取其精华，融入我国的教育体系，提升每位公民的科学素养，为他们的继续学习和终身發展打好基础。

● 纽约科学院STEM课程对科学素养培养的升华

1.纽约科学院完善的课程及项目体系

纽约科学院STEM课程基于美国《下一代科学教育标准》，强调科学学习的能动过程。科学学习是指学生要亲自动手做，而不是要别人做给他们看。在学习科学的过程中，学生需要描述物体和作用过程，提出问题，获取知识，对自然现象作出解释，以多种不同方式对所作解释进行检验，最后把自己的看法传递给别人。学生通过熟悉科学探究的手段、使用证据的规则、形成问题的方式和提出解释的方法，能了解科学与数学的关系以及科学与技术的关系，认清科学的性质，提升科学素养。

基于以上教育取向，纽约科学院构建了完善的项目及课程体系。以“1000个孩子，1000个未来”项目作为青少年学生21世纪核心能力提升的基础课程，通过系统全面的在线课程学习和评价，对合格学生授予“NYAS STEM证书”，并从中选拔优秀学生，使其成为纽约科学院青少年科学院会员。这批会员将在创新挑战平台上参加“创新挑战赛”，通过研究来解决全球所面临的共同挑战，优秀的团队将参加纽约科学院全球STEM联盟（GSA）峰会。

2.纽约科学院课程及项目体系设计思路

“1000个孩子，1000个未来”项目提供了创新力、领导力、批判力、沟通力、计划力等课程，构建了支持学生完成创新挑战、结构合理、体系完善的能力提升课程群。系统化的课程群超越了基于课程技术的STEM教育，通过打造完整的课程生态，不仅强化了STEM教育中科技能力的提升，更将学生的科学素养持续提升、个人能力整体成长作为培养的重点方向。其中，创新力课程能为学生提供一套完整的创新方法论；领导力课程旨在帮助学生理解科学领域中的领导力内涵以及提升方法；沟通力课程旨在提升学生的沟通能力，促进其科学素养的培养；批判力课程能帮助学生实践提升批判性思维方法；计划力课程能促使学生思考并完善STEM生涯规划。项目学习过程紧紧围绕学生学习生活及周边环境中存在的真实问题情境，让他们通过活动的形式与所在社区、社会组织机构、相关人员进行互动交流和研究讨论，通过调查、计划、实践、总结等科学学习方法，在真实问题情境中提升他们的核心能力和素养，提高STEM兴趣。

该项目每年从全球范围内选拔500名13～18岁的学生加入青少年科学院。这些学生将有资格参加一年两次（一月和九月）的“创新挑战赛”。该平台汇集全球精英，为他们搭建沟通桥梁并提供相应支持，帮助他们设计创新性方案来解决全球性问题。在此平台上，企业、高校等组织或个人均可以发布挑战命题，参赛者可以通过平台立项、组队和设计解决方案，并在项目研究中获得专业导师的在线指导，同时，比赛还通过训练营的方式来提升学生的综合挑战能力。为了支持学生的项目学习和创新挑战，纽约科学院提供了在线STEM导师，来完成对学生的指导和帮助。

● 纽约科学院课程营造良好STEM教育生态

纽约科学院的课程设计与学习过程，充分体现了真实学习情境的重要性，将社区资源、机构组织、专业人员等纳入课程与挑战中来。

1.课程中对全球社区的关注

以“1000个孩子，1000个未来”项目领导力课程中《认识领导力》一课为例，该课程的学习目标是了解STEM领袖必备的技能和品质；了解自身在领导力方面的优劣势；了解三位青年STEM领袖并进行投票反馈。为了达成学习目标，课程设计了如下几个主体活动。endprint

首先，让学生通过资源的收集和归纳，探索在STEM领域成为领袖需要哪些技能和品质；然后，通过课程提供的领导力和领导风格测验资源，进行自我测评，通过测评和总结了解自身领导能力的强项和需要提升的品质。同时，通过丰富的文章和TED演讲等视频帮助学生深化对领导力的认识。

在此基础上，通过了解三位青年STEM领袖的个人发明事迹，来帮助学生思考领导技能，即如何帮助他们提出并实施自己的想法。同时，通过创新奖项评委的角色扮演来决定谁最应该获得创新奖，并提供充分的理由说明，以此强化学生的学习实践。

为了促进学生的领导力更上一层楼，课程通过引导性问题及工作表来帮助学生了解自身领导力提升的方向和途径。同时，要求学生选择性地参加全球范围内的领导力培养项目。这些领导力培养项目是非营利性机构及研究组织致力于提升青年学生领导能力的阶段项目，其中包括东南亚青年领袖项目、全球社会领袖项目等。

在整个课程的学习过程中，学生需根据活动要求完成相应的学习任务，并将过程记录填写在工作表中，积极参与到社区活动中，关注社会的相关事件并应用性地表达自身的观点与看法。这不仅能扩展学生的知识，还能增加现实社会中的实践应用，为其在未来社会生活中应对复杂问题需具备的核心能力的培养奠定坚实的基础。

2.挑战中与现实问题的链接

“创新挑战赛”中所有的挑战均发布在学习平台上，挑战包含了发起组织或机构。根据现实社会发展中遇到的问题，通过背景的分析介绍，提出具体的挑战任务，包含相应的成功标准、可交付成果等具体要求。参加过基础能力课程学习并获得相应证书的青少年科学院会员将有机会参加挑战。

以《挑战2030》为例，该挑战基于联合国可持续发展峰会颁布的《2030年可持续发展议程》。活动要求学生利用在之前挑战中开发的解决方案，建立一个产品概念，将其与一个或多个联合国可持续发展目标相联系，生成有说服力的产品融资宣传，说服潜在投资人为这个能够解决社会问题的方案提供资金。需要考虑这个方案与市场现有产品的区别，以及为什么它是好的投资项目。

解决方案是否成功将由创新、可持续发展、竞争、呈现质量、创意等标准决定。此外，成功的解决方案应考虑到如下注意事项：能明确支持一个或多个联合国可持续发展目标；考虑现有的环境限制；能够规模化、系统化应用；投资人能够受益并能够承担；及时完成并妥善提交所有可交付成果。

为了在创新挑战中发挥团队协作性，成功的团队需要通过创新挑战平台进行组队交流，进行协同工作过程的资料留存，同时需要积极与导师合作，并每周进行互动。除了过程性记录外，所有可交付成果包括解决方案，必须以PDF文档、图像文件（如PNG或JPG）、在视频网站上能打开的链接等形式提供。

科学严谨的挑战设计是解决现实问题的基本保障。在开放交流的模式下，学生通过网络、社会、导师等丰富的可利用资源来完成基于问题或项目的学习，在挑战中激发STEM兴趣，培养STEM能力，认知STEM生涯。

3.教育中含全体成员的参与

教育是全体社会成员的系统性工程，如何让更多的人员参与到这个系统工程中，纽约科学院的导师计划给我国的STEM教育提供了非常具有参考价值的实践范例。在纽约科学院的所有项目和课程中，导师是标配的资源。这些来自不同专业和领域的人才，通过纽约科学院的平台，志愿参加导师计划，然后经过严格的培训和选拔，加入导师计划，在不同的项目中发挥自身的专长，助力学生课程的学习、能力的成长、项目的完成。

此外，紐约科学院发起的全球STEM联盟是一个由政府、企业、学校、非营利组织引领，集众家之所长，致力于提升世界青少年科学教育水平的国际组织。联盟侧重于基础技能培训和全球科技教育网络搭建，不仅能解决师资力量和人口分布的矛盾，缩减学校能力培训的差距，还能给全世界的青少年一个平等接受科学教育的机会，从而鼓励更多有科学天赋的青少年发展自己的才能，成为有用的人才。

● 凡智教育致力于纽约科学院课程的提升本土化

上海凡智教育科技有限公司作为纽约科学院STEM教育方面中国大陆地区的唯一合作方，充分进行纽约科学院课程的本土化，同时积极推进国际优秀教育、科研、企业等社会资源进入国内STEM教育领域，积极与学校、社区、企业及国际组织进行密切合作，共同营造良好的STEM教育生态，做有未来的教育。

1.积极推进优秀课程资源的本土化实践和推广

作为STEM教育的最终受益人群——在校学生，他们如何享受到国际优秀教育资源带来的收益，一直是凡智教育在课程本土化过程中着力要解决的关键问题。因此，凡智教育积极与国内大学、中学、小学及幼儿园进行合作，让纽约科学院课程专家与一线教师共同参与到课程的本土化以及学校教学的实践中。

以上海文来中学开设的未来领袖训练营为例，该训练营着力通过STEM能力的培养，为中学阶段学生成长、为未来STEM领袖提供支持。凡智教育的课程专家在学校开课准备阶段积极与教师进行需求整理，提供针对性的培训，与教师共同备课，随时解答教师在备课、授课、总结中的疑问，并提供全方位的教学资源支持。与此同时，每周的上课时间，纽约科学院课程专家亲临现场进行听课、评课、反馈，与教师沟通前续课程改进及后续课程设计。合作双方共同努力，计划在一学年的战略合作期间，培养该校两名教师成长为纽约科学院课程核心教师，并且能够通过自我探索和后续研发，推进能力课程的校本化。这种基于纽约科学院课程核心理念及授课体系的培训，将从根本上帮助合作学校消化、吸收国际优秀课程，并促使学校产生进一步的课程研发升级能力。

2.高质量的本土化STEM能力课程建设为项目学习奠定基础

STEM能力的培养不仅体现在成熟的本土化能力课程中，还体现在高质量的能力课程为后续的项目实践、巩固及进一步提升STEM能力奠定了良好的基础。为了帮助国内的学生更好地进行创新实践，凡智教育课程专家团队根据学习对象的不同需求进行了有针对性的项目教学设计开发。

例如，希望小学创新工作坊项目通过前期的集中培训，帮助教师掌握了创新思维的应用及完整项目过程，在本学期的教学应用中，将着力帮助他们进行个性化校本研究项目的开展。基于集训期间提出的创新项目，支持他们在回到当地后进行项目背景调研评估，同时提供专业资源帮助他们解决技术性疑问。通过共同合作、探讨，进行项目规划和论证，以及过程性引导和远程支持，帮助他们达成创新，生成成果，促进学生的科学素养提升和全面成长。再如，文来中学健康饮食项目在学校现有的良好食堂餐饮条件基础上，在未来领袖训练营中开展实施，帮助中学生了解中华优秀餐饮文化及传统，深入挖掘健康饮食文化。学生还可以通过调研学校餐饮现状，自主选择研究方向；通过对训练营课程中学习的批判性思维、设计思维、科学研究模型等知识的应用，规范高效地进行STEM项目实践。这些STEM项目的研究均建立在高质量本土化STEM能力课程的学习上，同时通过STEM项目实践又对学生的核心能力进行了巩固和提升。

3.优秀的联络人制度是连接纽约科学院与中国科普教育的桥梁

为了更好地推进纽约科学院课程和项目在中国的本土化及实践应用，同时保持国内STEM教育与国际优秀教育资源的互动联结，凡智教育与纽约科学院合作设立了中国联络处，由上海凡智教育科技有限公司总经理贾龙出任纽约科学院中国联络处主任。

纽约科学院中国联络处自成立以来，借鉴国际化管理模式，结合中国国情，形成并完善了联络人制度。优秀的联络人制度是连接起纽约科学院等国际优秀资源与国内STEM教育的桥梁，建立了由诺贝尔奖获得者领衔的科普教育计划。同时，通过导师计划、科普教育计划等方式积极整合企业资源，助力国内STEM教育发展。此外，与联合国教科文组织国际创意与可持续发展中心就科技与艺术融合发展、青年创新创业等科技应用等话题开展对话，并在青年创新思维培养、创意设计、可持续发展、建立对话机制等方面进行合作洽谈和平台建立规划，不断促进国内STEM教育生态的演进。

综上所述，基于科学的调研和分析，选择性地引进纽约科学院课程，并进行本土化的研究实践和推广，同时着力构建国际化的资源共享与教育生态，将切实帮助学生通过真实有效的学习，不断提升科学素养，从容应对全球竞争。endprint