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Varada Pandya-Vaughan & Jessica Obercon

在第二届中国STEM教育发展大会上,来自美国科技谷高中(Tech Valley High School)的Varada Pandya-Vaughan & Jessica Obercon老师一同上台与大家分享美国高中STEM教育发展的经验。本文整理自Varad Locker在第二届中国STEM教育发展大会上的主旨报告,以下为口述整理:

很荣幸能够跟大家分享一下我们学校的一些经验。我们学校叫做科技谷高中(TVHS),位于美国东海岸的纽约州,距离深圳7900公里。在美国,12级的义务教育是免费的,其中一个目的就是希望美国能够有大量的工业劳动力,现在整个工业和行业已经完全改变了,我们的教育也必须要随之而适应。

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STEM:做中学、解决真实问题

大家都知道,“做中学”的学习效果更好,不像以前那样单纯地学习。STEM教育是一种具体的动手过程,其目的是解决技术的问题,这个问题必须基于人类的需求和目的,比如真实的需要,然后通过这样的过程去做STEM的过程和评估。

以下是STEM的特征:一、STEM一定要解决真实世界存在的问题;二、必须是一个工程的设计过程;三、必须让学生进行切实地参与和动手实践;四、希望学生能够进行非常高效的团队协作;五、希望学生能够运用到数学和科学知识;六、允许学生提出多元方案、体验失败,失败是学习非常必要的一个过程。

科技谷高中是基于项目学习和合作学习原则建立的一所四年制的区域公立高中,2007年9月正式招生,报考的学生有来自城市的、农村的,学生呈现较高的多样性。我们学校的规模并不大,对所有学生都是免费的,由地区学校、企业以及州政府的支持。对我们来说,我们学校就是一种社区,文化构建是最基础的。

我们学校的文化有四个方面:信任、尊重、责任和友谊。如果没有信任,师生尤其是学生之间就缺乏情感安全,如果情感上无法感受到安全,就没有办法进行分享。课堂中,学生可能会有不同的意见,但我们希望彼此互相尊重。此外,责任对于一个有效的团队成员和学习者来讲都是非常重要的。

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以学生为中心:PBL与合作学习

学生能够参与基于纽约州学习标准的真实的实践项目。学校每一门课程都是通过基于项目学习的方式讲授,确保学生参与到学习的各个方面。通过基于项目的学习,学生可以在有意义的项目上进行合作,锻炼自己的批判性思维,创造力和沟通能力,以回答具有挑战性的问题或解决复杂的问题。

除了核心课程,我们的学生还接受包括艺术、科技、外语、服务学习、体验式学习等课程,以促进其全面发展。学习活动设计成合作学习的方式,这一过程中学生更好地塑造自我,思考如何与他人进行协作,如何成为团队的领导者。当学生进入到新的小组,他们需要重新适应和塑造自身的角色。我们希望学生能够进行很好地协作,尤其是产业合作,包括来自产业与学生的协作、学生到社区主动寻求合作。

学校以学生为中心,学生在教育中发挥积极的作用,在双向沟通的基础上,在专业协作的环境中与教师进行合作。学生有选择和发声的权力,我们鼓励学生成为学习的主角,一些时候学生是学习的倡导者。

我们学校也聚焦于技术的应用,为学生提供笔记本电脑,教室和休息区都融入无线展示技术。这样,不论学生在哪里,学习哪门学科,都可以用高科技的方式来学习传统知识,我们还设有一个实验室,学生可以动手实践。

对于学生,我们不仅要评估他们内容掌握的能力,还要评估其成功运用内容解决真实问题的能力。

我们学校与高等教育机构,企业,组织和政府等合作,无论是课堂还是实习地,为学生提供真正发展的机会。我们学校的使命是提供一种独特的、创新的和以学生为中心的教育机会,使学生体会到当前的新兴技术,并为地区的成长和经济发展提供支持。

图表(见图1)可以直观地说明我们学校的模式,传统的学习模式就是教师教、学生记、测验,之后继续前进;而PBL则是首先提出一个问题,围绕这个问题进行课堂活动,学生解决问题。随着项目的推进,有时候家长会参与对项目进行点评,我们也很欢迎家长和社会的参与。

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图:1

我们是一所基于项目式学习的学校,并不是100%的STEM学校。我们有自己的重点,以我们的工程设计过程(见图2)为例,将工程重点渗透到项目式学习的过程中,学生定义问题、识别有助于成功的方案和标准、进行头脑风暴、选取最理想的方案、制作方案模型、评估、提升方案,最后交流沟通。

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图:2

通常情况下,最终的模型可以拿到社会中进行试验,一方面,显示了学生对于解决问题的能力和意见;另一方面,学生的能力在各方面都得到了锻炼,这才是真正的学习。

有时候从失败中学习到的经验,比我们从成功中学到的更多,我们希望学生也是如此。我们希望学生学习的时候拥有安全感,致力于给学生提供一个安全的环境,给予他们犯错的机会,并且从中学习。

STEM案例分析:培养自我驱动型终身学习者

下面我想和大家分享三个很好的学习范例:

1. 全球的人文科学的项目,是社会学和英语言文学两门课共同教授,两组学生进行探索学习。

2. 生物学和工程课两门课共同教授,学生需要对宠物进行研究,有的宠物可能是截肢或受伤。在这一过程中,我们希望教授学生有关动物的演化以及动物骨骼的构成。在这一创新项目中,很多学生会失败,而他们从失败中得到了更好的学习。

3. 地理学和工程学两门课共同教授,学生将会同建筑师和规划师设计一个地块。最终为社会的工程项目提供一个规划的蓝图。

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在这些项目中,学生进行协作,锻炼了他们的合作能力,提升了他们的工程和科学背景,最终归结于他们的学习成果,帮助学生成为自我驱动型的终身学习者。

此外,我们给予学生发声和选择的机会,让他们更好地选择。一些学生会选择之前曾经做过的项目继续做,一些会选择全新的项目,这完全取决于学生自己的选择。我们还会邀请社区的合作伙伴和家长参与进来,最终看到学生的成果展演。

除了学生自己创造项目外,我们希望能够找到学生终身的激情和热情所在。学校会启发学生去想一想,自己擅长什么。我们希望学生从事未来能够提供生计的工作,但我们更希望他们从事自己热情所在的工作。

在我们学校,第一年会让学生做一些职业调研,对他们周围的人进行采访,找一找他们最终想做什么样的职业,还让学生做一些社区的访谈,了解一下他们从来没有听到过的工种。另外,学生还需要做一个海报,在学校里头进行展演,看一看他们在职业调查中学到了什么。第三年和第一年一样,学生要重新选择,进行展示。最后一年,学生完全自主的、感兴趣的,去做一个两周的实习,学校非常支持学生做这样的实习。如果学生自己没有想法,我们也会给其指定,但最后所有的学生要做一个TED的演讲,所有的学生上台跟公众讲话。

我们非常执着于学生的发展,希望他们不断反思,不断探讨。对我们来说,希望学生能够提供一些相关反馈。在过去十年中,学生提及他们人生当中最受启发的就是通过这门课程所学到的。在学校学习过程中,他们有机会通过这个课程找到兴趣所在,同时真正深入了解他们所关注的领域。

这是我们学校的使命所在,我们觉得我们的项目做得非常成功。我们的使命就是希望学生能够真正地掌握知识,成为全球公民,了解更多的文化,能够不断地协调合作,更好地了解到当前最新的技术,同时能够参与到自主驱动的学习过程中,以更加自信的方式加入到社区工作中。我们相信以项目为主的学习方式,能够帮助到学生,让他们收获更多的技能和知识。

最后,在为学生提供这样服务的同时,作为教育者,我们也应互相学习,不能固步自封。