看点国内外6位教育大咖分享,谈论自己对于STEAM教育的观点和看法,包含STEM教育评价、信息技术素养与STEM的关系、如何应对人工智能等方面,干货十足,值得大家多学习参考。
01
胡卫平丨陕西师范大学教授、现代教学技术教育部重点实验室主任
创客与STEM整合的课程体系建设
围绕对“怎样把创客和STEM课程融合在一起,既能够培养孩子创新,又能够开展STEM教育”问题的思考,胡卫平教授分享了《创客与STEM整合的课程体系建设》的报告。
在报告中,胡卫平教授指出了当前STEM教育中存在的问题,一方面师资问题,虽然有少数学习文科的教师自然科学学的很好,但他不赞同学文科的教师去做STEM,深层次的问题是思维方式不对,据其年调查,大概有80%的科学老师没有理科的背景;另一方面,我们当前的STEM基本上是以产品而不是以人的发展为导向,这一点是我们面临的最大的问题。
面对存在的问题,就STEM在我们国家如何开展,胡卫平教授也表述了自己的看法。
STEAM教育在科学、技术、工程、艺术、数学的领域,而创客教育是提倡把自己的创意设计物化,这两者有区别但又紧密联系。
关于STEM教育的评价,我想讲以下两个方面:
一、什么样的课程能够称得上是好的STEM课程。
1.必须围绕核心概念整合内容,有学科的核心概念,有跨学科的核心概念,还有工程实践,要用核心概念整合内容,这些都很重要。假如在小学开展STEM教育,那么最基本的依据就是小学科学课程标准。
2.基于学习进阶,确定年级分布。STEM教育很重要的是所设计的核心概念,要能够和孩子们所学的课程联系在一起。如果学生根本就没有学过这些东西,然后是死记硬背背下来的,这样的STEM教育对学生的发展有很严重的影响的。我们培养孩子要一步一步来,第一能够和他所学的核心概念联系起来,第二适合他的认知水平,是有计划、有步骤的培养人的活动。
3.突出创新素质与STEM核心素养。科学最核心是科学思维、技术最核心的是计算思维、工程最核心的是工程思维、数学最核心的是数学思维。任何一个学科都是这些思维,如果整个STEM教育不让孩子们思考,那么这个STEM就很有问题。
4.实施创客与STEM的有效教学。要发展学生的素养,教学最核心的是思维,STEM实际上最核心的还是“做”,不是按照程序做,而是让学生去思考、去设计。如何让学生思考,以下几点都是STEM教育最核心的要求:第一,内在动机的激发;第二,认知冲突,要有矛盾,才能去思考;第三,自主建构。
二、跟踪课程应用的影响
我们的课程体系具有层次性,不是一开始就做机器人或3D打印,而是从学思考、到学探究、再到学创新的层次,孩子在最简单的情境中思考问题,进一步在探究中实现,最后在创新活动中实现。
这个课程要用,在小规模的范围里面要跟踪它的成果以及对学生的影响,没有跟踪对学生的影响的课程国际上是不认同的。
每一个这样的评价方式用什么样的评价方法,这可能大家要注意,我们一定要有效果。STEM教育可能对不同的素养有影响,但是我们一定要有评价。
02
焦红丨美国马里兰大学教授
科技辅助的创新性测评的发展与建模
焦红教授三个方面做了分享:
第一、21世纪的能力和素养、新一代的科学标准和STEM教育的大框架;
第二、技术增强型创新性评价;
第三、面临的挑战和发展方向。
大框架
21世纪总的来讲由三个大的方面组成,即认知方面、人际能力和个人能力。就主要的认知来讲,其实和学科能力是紧密结合的,数学、科学、语言艺术等都是基本的学科能力。认知能力包括批判性的思维、归纳与演绎的推理、分析推论和评估的能力以及创造力。
对于STEM教育来说,它有五个大的方向,不是一个单独的概念,起始于学前教育、中小学增强STEM的教学、本科学习STEM的经验、研究生阶段涉及研究生教育,认识未来关于STEM的发展方向。STEM的主旨强调的不是你知道什么,而是你怎么应用你所知道的。
新一代的科学标准是一个非常具体的、落实的框架,是最新的学前和中小学的科学标准,为一线教育工作者课堂教学提供帮助。
新一代的科学标准呼吁三个维度的教育方法,第一个是核心内容,第二个是实践,第三个是一个跨学科或者是跨课题这样的一个概念。这三个方面呈现一种递进的关系,核心概念是对某一学科基本知识和技能的掌握;实践相当于帮助学生了解现实以及知识、技能如何应用,帮助学生发现问题;跨学科的概念是建立在学生已经掌握了这个学科具体的核心知识和能力的基础上的进一步发挥和创新。
技术增强型创新性评价
学习其实离不开测评,目前整个测量界呼吁更多的是形成型的测评。技术增强型创新性评价可以从技术增强型的题型切入来看,技术增强型的题型创新性题型的一个总结。
1.模拟型题型是目前谈论比较多的创新的一些题型。以“植物生长的条件”这类题为例,学生先要提出假设,给予学生一些诸如植物是否健康成长的可参考的信息,学生通过做实验收集数据,最后形成一个数据结论。通过这种模拟的形式给学生一个虚拟的状况,同时我们也可以达到其它的一些目的,而不被现实所局限。
2.技术增强型创新性的另一种测量方法是游戏。让学生与游戏有互动,并不是说你设计了这个游戏就可以了,要想想为什么设计这个游戏,要达到一个什么样的目标,让学生学习到什么样的东西,还是你要测量学生的学习结果。这个地方是一个适应性的,根据学生前面打游戏的结果,然后这个路径可能是不一样的,如果用到学习环境或者测量环境中,这就是我们所讲的自适应学习和自适应测量。
模拟评估和游戏评估把教学、学习和测评放在同一个系统里面,这种题型最大的好处是,我们可以知道整个过程,可以把整个过程的数据搜集下来。我们能够知道他为什么得到这样的一个结果,通过一个什么样的过程或者路径得到了这样一个结果,做到形成型的测评。
面临的挑战和发展方向
技术增强型的测评系统或是学习系统,最初的开发费用都很高,因此,我们要想一想,花费这么多钱想要达到的目的是什么?不管是学习目的还是测评的目的。
计算机技术的发展,我们可以在这个过程中收到很多的数据,有时候会发现这其实是一个数据海洋,数据海洋中有时候可能也会介入一些“噪音”,我们怎么去开发出新的模型或者是数据分析的方法,把里面的真正价值给提炼出来,是整个测量界或者学习界都需要思考的问题。
与会发言者、专家从不同角度、不同思考,给了我们很多有用的信息。怎么依据这些数据,依据测量达到建立一个个性化的社会学习平台。我们的团队现在已经做了一些开发和研究,但是我觉得还需要更多的努力,很多的系统可能是一个智慧的学习系统,但是我们希望知道它是怎么达到智慧,或者是怎么做一个个性化的平台这样一个提炼。
03
宋乃庆丨教育部西南基础教育课程研究中心主任
初中生信息技术素养测评模型构建与应用
围绕论坛主题,宋主任从四个方面做了分享:
第一,信息技术素养与STEM教育的关系;
第二,基础教育测评模式构建的范式;
第三,初中生信息技术素养测评模型的构建和应用。
信息技术素养与STEM的关系
信息技术素养是国际上已经公认的21世纪学生必备的一个专门素养,而且在21世纪时期的教育发展中具有非常重要的意义。STEM实际上是面向未来的一种教育,把科学、技术、数学、工程融为一体,是一个多学科的对学生发展的一种支撑。当前发展的STEAM、STEMx、STEM+都是STEM教育的改革,囊括了艺术、体育、人文、计算机科学、调查研究、创造与革新、全球沟通协作等21世纪所需的知识与技能,发展为包容性更强的跨学科综合素养教育。
我国《教育信息化“十三五”规划》提出探索STEM教育等新教育模式,STEM教育在中国的影响力日益凸显,但我们对它的科学研究,特别是对其信息技术素养的研究还很不够。
信息技术素养应该是STEM的目标,是STEM教育的支撑,也是STEM教育的一个手段。从归类上看,信息技术应该属于“技术”(Technology)的范畴,信息技术是实施STEM教育的重要方式,信息技术是STEM教育的重要推动力,所以我们这里特别强调信息技术,就是它跟STEM教育的关系很重要。在教学中应该融入信息化的元素,通过信息技术促进各学科教学内容和模式的变革,提高学生信息技术素养,来解决中国普及STEM教育面临的诸多问题。
基础教育测评模式构建的范式
当前,国内外对测评模型的定义、基础教育测评模型的定义并没有明确的表述,文献表明研究甚少,谈论表浅。我们认为是针对基础教育阶段并坚持基础教育的一些关键要素以及相互的关系进行定量地刻画和价值评判的一种工具、一个标准、一个数学表达式。它往往表现在五个维度,即指标、维度、体系、测评模型、标准。
构建基础教育测评模型最重要的目的是了解学生的学习质量和身心健康的一种水平,而且为我们的教育决策提出科学的信息、依据和建议。这一测评模型是建立质量保障体系的一个支撑,是我们国家监测中心一个重要的工作,这一测评模型、测评标准拥有诊断被监测对象存在的问题,探索差异,督导质量提升的作用。此外,这一测评模型是促使我们教育决策科学化,促进我们国家新型智库建设的重要支撑,是教育研究科学化的重要突破口。
基础教育测评模型的构建,我们已经形成了一个范式,一般来讲有六个步骤:第一是构建操作性;第二是提出坚持基础教育的维度;第三是找到监测对象的维度、影响因素的权重系数;第四是统计分析;第五是开发测评模型工具;第六是构建被检测对象的测评模型、数学的一个表达式或是一个数学的一种定量的测评标准,然后要进行验证。验证它的可操作性,测量它的有效性,看其与我们专家的预判距离有多大。另外是验证它的可靠性,看是否稳定。
我们构建了中国第一个小学数学教科书测评模式,做了一系列的学生测试,比如学校的特色发展,做了核心素养的测评模型,当前也在做学科的核心模型。
初中生信息技术素养测评的模型,我们也采取了相同的方式,用的一个范式。首先构建初中学生信息技术素养的内涵、操作性定义,即学生能在学习和生活中运用所学的信息知识和信息技能解决实际问题,以及在此过程中表现出来的意识、伦理与思维;之后,提炼初中生信息技术素养的指标;研制初中生信息技术素养的测评工具;通过通过教育统计进行分析,得出了初中同学信息技术素养的一个测评的模型。完成测评模型构建之后,我们进行了应用,对城乡、性别进行了测试,同时也对个案进行了追踪研究。
我们这个测评仅仅是一个初步的探索,我们把这个应用和信息技术素养的构建,与当今中国正在