李从芮:STEM教育的理念、实施与展望
一、背景概述
STEM教育指科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics)的综合教育。随着全球科技竞争的加剧,STEM教育得到了世界各国的广泛关注,逐渐发展成为一种全球性的教育趋势。在中国,STEM教育的推广始于21世纪初,随着国家对科技创新的重视,STEM教育逐渐成为教育改革的重要方向。2016年,中国教育部发布了《教育信息化“十三五”规划》,明确提出要加强STEM教育,培养学生的创新精神和实践能力。此后,各地纷纷开展STEM教育试点,探索适合中国国情的STEM教育模式。尽管STEM教育在中国得到了快速发展,但仍面临诸多挑战。为此,近日记者采访了清华大学附属中学广华学校的李从芮老师,请她谈谈STEM教育的相关问题,并介绍在STEM教育实践过程中积累的相关经验。
二、人物介绍
李从芮老师,一位在STEM教育领域深耕多年的资深教育工作者,曾两次获得省级教学比赛大奖,在国内外专业期刊发表论文多篇,以其独特的教学理念和创新的教学方法,赢得了广泛的认可与赞誉。
李从芮老师将创客空间和探客教育与STEM课程相结合,探索出一条更加符合学生年龄特点、能力发展及认知水平发展的侧重技术工程能力培养的STEM教育贯通培养路线。李从芮老师充分挖掘生活中的资源,将生活中真实的问题引入课堂教学,打破STEM学科间与非STEM学科间的壁垒,并采用PBL与STEM相结合的方式,让学生在“做中学”、在“做中思考”,在“做中提升”。李从芮老师在课堂上利用信息技术工具为学生打造高效课堂,智慧课堂的应用很好的提升了课堂传统学习的乐趣,配合手机投屏、表格数据处理等手段,能够及时有效地将学生课堂中的生成资源转化为学习资源。
三、专访记录
记者:您好,李老师!您从事中小学教育已经有十多年的时间了,您能为我们大致介绍一下您的从业经历吗?
李从芮:我是物理学专业出身,毕业后在北京的一所初中教物理,我从小就喜欢物理,希望能把这份热爱和知识传递给学生。刚入职不久,我在手拉手校际交流活动中就崭露头角,后来在学校的大力栽培下,仅4年就获得了北京市教学基本功比赛一等奖。近年来,我主要研究STEM教育,在提高学生的科学素养、创新能力和高阶思维方面有了更深的认识,这有助于解决教学中遇到的难题,也让我对教学有了更多的思考。
记者:您认为STEM教育对于学生和社会有哪些作用?
李从芮:STEM教育对学生个人发展和社会整体进步具有深远的影响。
对学生而言,首先,随着科技的快速发展,STEM领域的职业需求持续增长。STEM教育能够培养他们的逻辑思维、问题解决和创新实践能力,这些技能在当今快速发展的科技社会中尤为重要,与未来职业市场紧密相关。因此,加强STEM教育有助于学生为未来的就业做好准备。其次,STEM教育鼓励学生进行探索和创新,有助于培养他们的批判性思维和创新能力,有助于科技进步的推动者和革命者的涌现。通过实践项目和团队合作,学生能够更好地理解和应用知识,提升沟通能力、合作能力、领导力。再者,STEM教育有助于缩小性别和家境在科技领域的影响。通过提供平等的教育机会和鼓励多样性的学习环境,可以激发更多处于弱势的群体对STEM领域的兴趣和参与。
从社会角度看,STEM教育是推动经济发展的关键因素之一。它为社会培养了大量具备高端技能的劳动力,这些技能对于维持和增强国家在全球市场中的竞争力至关重要。STEM领域的创新和进步是推动科技进步和经济增长的主要动力,因此,加强STEM教育有助于促进社会的可持续发展。一个国家的创新能力和技术进步在很大程度上取决于其教育体系能否培养出具备STEM技能的人才。因此,投资STEM教育是提升国家竞争力和经济发展的关键。此外,STEM教育减少个体差异,通过鼓励和培养来自不同背景的学生,可以增加这些领域的多样性和包容性,有助于社会公平。
记者:为了推动STEM教育的落实,您做了哪些研究?形成了哪些成果?
李从芮:我构建出横向跨学科、纵向有贯通的课程体系,突出育人目标的连续性和进阶性,促进学生全面发展和综合提升,从而实现随机通达教学的效果。关注幼小阶段STEM教育的培养,缩小复合型综合能力的差异,有助于STEM思维的深层次发展。我采用翻转课堂、在线协作、虚拟实验等多种创新教学方法,不仅提高了教学效率,还培养了学生的自主学习能力和信息技术素养。我设计项目式学习、探究式学习、探客和创客等活动,让学生在解决实际问题的过程中学习STEM知识。为加强教育资源同步建设,促进教学经验交流,我开发STEM课程案例,建立资源库,通过资源共享,帮助其他教师拓展教学深度与广度,提升STEM教师课程指导和开发水平。这些资源降低了STEM课程发展不均衡程度,打破各校之间的隔阂,促进优质教育、公平教育的实现。为建立高素质的STEM教师队伍,我对STEM教师教学能力结构模型的建立、修改和完善进行了深入研究与分析,以对STEM教师的培训与发展提供支持与参考。
记者:在对STEM教育的相关研究中,您认为有哪些内容是平时教学中容易忽略的?特别值得引起重视的呢?
李从芮:我认为“失败”是最容易被教育者忽略的,其实是非常必要的教学手段。在传统课堂上,许多精心的设计就是为了避免学生体验“失败”。在STEM学习方面,这种固有的“避免失败”的设计会阻碍创新潜力的发展,“不能失败”会成为学生压力的来源、发展的瓶颈,影响科学价值观的形成。我们都知道失败是不可避免的,而科学是在不断失败中进步的。面对不确定性和挑战,学生能够从容面对、不断尝试、最终解决,这是非常可贵的能力。所以,尝试失败是强化学习的好机会,正是失败后提出新问题,才能开始新研究,进而找出失败的原因。我们要改变“害怕失败”的观念,允许学生走弯路,在“试错”中学习,并以团队协作方式来解决现实世界的问题。“失败教育”是STEM课程对常规课程的重要补充。事实上,未来STEM教育面临的关键挑战,是如何设计允许学生失败的课程,在“失败教育”中发展学生的核心素养与STEM能力。
记者:您如何看待未来STEM教育的发展趋势?
李从芮:我认为未来STEM教育将更加注重个性学习和终身学习。随着人工智能和大数据技术的发展,教育能够为学生提供更加精准的学习路径和资源。同时,STEM教育也将与更多领域融合,如艺术、人文等,形成更加全面的教育体系。未来,高参与度的社会化STEM教育逐渐凸显,这有利于打破学习的时间和空间限制,增大不同阶层受教育的机会,促进教育公平。因此,我们要充分整合社会资源,与高校、图书馆、企业、社区合作,共同开发STEM课程;利用信息技术手段,扩大STEM教育的覆盖面和影响力;积极争取政府和社会各界的支持,为STEM教育提供充足的物质保障。
结语
通过本次访谈,我们深切感受到了李从芮老师对STEM教育的热爱和执着。她以丰富的教学经验、独特的教学理念和创新的教学方法,为STEM教育的发展注入了新的动力。在STEM教育工作者的共同努力下,STEM教育必将在未来发挥更加重要的作用,我们期待STEM教育能够不断发展和创新,为学生提供更加优质、个性的学习体验。同时,我们也希望社会各界更加关注和支持STEM教育的发展,为培养更多具有创新精神和实践能力的人才贡献力量。
文字 | 陈宏