文：竞波 图：杨姣
2016年新年刚过，Jonathan Schmid先生就从美国麻省来到北京。他看上去就像一位温和寡语的科学课老师，随时准备卷起袖子和学生拿着电钻搭建起来。在他的名片上却写着这样一个职务：Meadowbrook School的技术和创新部门主任。在学校里居然也有这样一个部门吗？
关于STEM
关心教育的朋友们可能不止一次看到这样一个词：STEM。STEM是四个单词的缩写：Science（科学）, Technology（技术）, Egineering（工程）, Maths（数学）。STEM最早是美国政府提出的教育倡议，加强全美基础教育中关于科学、技术、工程及数学的教育比重。其核心在于“注重实践、动手和过程”，让孩子们通过动手制作，建构起关于科学、技术、工程和数学的知识。一个形象的描述是：STEM课堂不是桌椅整齐的教室，而是一个摆满各式材料、锉刀、画笔、激光切割机、电路板、3D打印机等等，以及各种最新教育科技产品的奇趣工作坊。
菁kids和Schmid先生聊起来才发现，他可真是非常健谈呢。
菁kids：STEM在贵校是如何开展起来的呢？
在发展STEM教育上，美国西海岸的旧金山、硅谷等地区做了很大推动，纽约和波士顿地区也有不少学校参与进来。总统奥巴马更是高度重视，他认为这是关乎未来的重要领域之一。
我们学校早在上世纪70年代就是麻省理工学院早期计算机编程的实验基地之一，STEM一直都是课程里的一部分。但真正开始作为重点来发展，是在4年多前。
最初的想法只是建立实验室，配置最好最新的工具，然后教学生们如何使用这些工具。我们也买了3D打印机和很多工具设备，大家非常高兴，但总觉得还没有抓到重点。
我们参观了纽约、波士顿、加州地区的很多学校。走访结束之后，我们意识到，新的工具和技术带来的最大改变是，他们大大加快了制作模型的过程。学生们有了创意，可以很快作出模型，进入测试，然后再次修改，再测试，产品得以在短时间内不断改进。这才是大家的兴奋点。但这个过程并不一定需要3D打印机才能完成。用纸箱板、胶带和剪刀也可以做到。
我们总结出，“设计思维”应该是STEM的核心，思维方式和过程比工具要更为重要。
我们也走访了一些大学。麻省理工学院的EdgertonCenter离我们只有15分钟车距。很巧的是，他们也正在建立STEM实验室和Maker空间，也在设计STEM课程。我们就一拍即合。
菁kids：相比传统教育方式，STEM的特点是？
传统的教育模式——教师讲授知识，出题，学生写答案——已经持续太长时间了。在这样“被告知”的学习中，学生无法体验如何做研究，如何找出不同的答案。
另外，传统教育体系强调产品。学生按时把作品交上来，老师打个分，就开始下一个题目。因为这个评分，学生们害怕出错，畏惧失败。
但是在实际应用中，反复改进很重要。比如写作，反复改写就很重要，可是这一步在别的课程里就省略了。
设计思维强调过程。在我们学校的STEM教育中，任何项目都有改进的余地。
通过STEM，学生们探讨真实生活中的问题，关注如何解决这些问题。习惯失败，习惯于从失败中学习。
他们体验如何当科学家，而不仅仅是学习科学知识。
世界变化得越来越快了。眼前的世界就与我们小时候有着天壤之别。将来学生们会遇到什么是我们无法想像的。所以，培养能力非常重要，这与当不当科学家没有太大关系。
我们认为，培养能力的最好途径就是把真实生活中的问题摆在学生们面前，让他们运用所学找出解决方法，而我们全程提供支持。
我们发现，相比单纯地记忆事实和数字，当学生们对于问题非常关切，渴望创新，他们就会更投入，更认真，学得也更深入。
菁kids：学校和教师应该如何面对STEM带来的挑战呢？
STEM也意味着对学校文化上的改变。教育界尤其惧怕未知和风险，改变很难。给产品评分相对容易很多，评价一个过程就会无从着手。
首先，我认为学校要有鼓励教师创新的文化。学校内部应该设立一个研究发展中心，教师们可以提交想法，申请经费和资源，得到批准后就可以组建团队。如果没有这个机构，新想法很容易就遇到阻力最后不了了之。有了这个机构，新想法会源源不断地产生。有些项目也许不那么顺利，那就不断学习不断改进，过程更加重要。
在我们学校，我和另一位教师就为全校的各个项目提供支持：与教师们进行项目策划，与各部门协调制定时间表，在教室里帮助学生，在实验室里和他们一起操作等等。我们是教师、学生的合作伙伴。
第二．教师培训很关键。如果仅是课程内容的改变，只要把新课程给教师就可以了。但STEM要求围绕项目重新安排课堂和教学，这就需要观念上的改变。我们很关注教师培训，帮助他们采用新的教学方法，提供支持。当然，如何布置实验室、安放设备，安装电力和通风等等也是要学习的，但是重点还是改变思维方式。
第三．学校可以聘请行业专家来提供教学支持。
菁kids：能讲述一个具体的STEM项目吗？
我们6年级的这个项目，是和Edgerton Center鸟类专家一起合作的——设计一个模型，帮助学前班的孩子们学习校园里的鸟类。
6年级的学生小组需要完成以下步骤：
·制定项目时间表以及阶段性目标。
·仔细观察校园树上的鸟类。
·阅读相关书刊，在互联网上搜索关于这些鸟类的知识。
·向全班展示分享。教师也借机把基本教学内容融入到展示中。
·分析哪些鸟类知识学前班还没有学到。
·找出什么是关键问题，主要解决什么问题。
·围绕这个问题进行头脑风暴，列出各种想法。
·设计教学模型。
·在学前班试讲。
·回顾讨论。
·再改进再试讲。
第一轮试讲还没进行几分钟，学生们就发现了一个大问题：学习模型需要阅读，而这些年幼的学弟学妹才刚刚开始认字！
于是，他们仔细观察学前班如何上课。回去后讨论，重新设计，重新制作，不断尝试，最后出来的模型就非常出色。
两个年级都收获不小。6年级学生在鸟类专家的带领下，体验了如何像专业鸟类专家和专业博物馆策展人那样，把知识用很创新的方式展示出来，帮助孩子们理解和学习。即使鸟类知识将来不经常用到，这些能力都是将来工作和生活中经常会用得到的。
学前班老师也兴奋地说：“你知道吗？我们正在培养孩子们成为更出色的人。他们会更懂得如何解决问题。”培养出对世界真正作出改变和贡献的学生，这是每个教师的梦想。
这个项目大概进行2－3个月，投入时间不少——科学课时间，作业时间，课后网上讨论，安排课堂时间等等。每年这个项目都会被改进。
团队协作也很关键。在真实生活中，很少有单枪匹马孤单单一个人解决问题的。我们的项目都是团队项目，有些团队是需要花很多时间协调的。
菁kids：家长的反馈如何？
STEM需要亲身体验，否则很难理解我们在做什么。最初家长们也有疑问的：
课程内容究竟是什么？
孩子们到底在学什么？
课本在哪儿？
如何衡量孩子们究竟学了多少？
进度如何？
与下一年级如何衔接？
考试怎么办？
高中怎么办？
大学怎么办？
在一个问题上钻进去了，会不会在别的地方学到的就少了？
等等。
然而，进一步了解之后，他们的反应变为：“这不就是我们做软件开发、公司并购，每天都用到的流程吗。”当看到孩子们那么投入，对内容的理解比更深刻，家长们很快就从怀疑转为粉丝和宣传员了。
我们理解家长们的担心。在波士顿地区STEM的发展上，我们学校比较超前，高中比k-8学校要慢一些，大学更慢一些，但大家都意识到改变的来临。
像麻省理工EdgertonCenter这样世界第一流的大学机构都在倡导STEM，他们还在讨论如何改进新生录取，如何更好地发现那些不仅知道问题的答案，同时也有正确的思维方式和流程操作的学生。我希望有更多大学加入，一起来加快这个改变。
如果大学不改变，我们就需要保持一个平衡——既要帮助学生为高中、大学做准备，同时也尽最大努力用我们认为最好的方式来教他们。我们的教师会选出各年龄段必备的基本知识，确保这些融汇在STEM的学习中。
现在正处于一个转型阶段。但是，我们相信，能力和过程对未来非常重要，考试和记忆答案会越来越不被重视。通过STEM，孩子们所获得的能力让他们可以在任何环境里成功，这也包括传统的学校环境。
我希望家长也认识到，教育远远不止于孩子上的几个学校，这些仅是培养孩子的一部分而并非全部。美国最成功的企业家中有不少是大学还没上完就出来创业的。关于成功的定义也需要改变。
设计思维DesignThinking
人类很自然的学习过程是：发现问题，设想方案，动手操作，测试效果，再改进再测试。
设计思维就是建立在这个基础之上：调查体验-> 定义 -> 头脑风暴 -> 制作模型 -> 测试模型。最初由斯坦福大学的设计学院D.School创立，很快被各大企业采纳，现在也进入教育界。相比一般的产品设计思路，设计思维更强调从实际问题和真实生活需要出发，强调视觉化和动手操作，强调产品的社会影响。
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