提前掌握这项技能,相当于高考白送30分

一个月之前,女儿幼儿园旁边的小广场上每周末都会举办机器人科普活动,由各个大专院校或相关机构承办。会有专门的老师带领小朋友,完成机器人的手工操作课程。

5岁女儿部分作品(当然,很大一部分是孩儿他爹做的)

女儿喜欢艺术,加上我又是个“理工小白”,原本没太关注科学方面的培养。但连公益活动都盯上“机器人”了,凭着一个母亲的“职业敏感”,我觉得这动静似乎有点大了。

上网一查,果然在今年年初,教育部下发了关于印发《义务教育小学科学课程标准》的通知。在通知中明确提出,从今年9月起,小学科学课程由三年级提前至一年级。

为什么国家越来越重视小学科学了呢?

事情要追溯到去年6月,教育部印发了关于《教育信息化“十三五”规划》的通知,在“十三五”规划中,出现了这样一段文字:

有条件的地区要积极探索信息技术在“众创空间”、跨学科学习(STEAM教育)、创客教育等新的教育模式中的应用,着力提升学生的信息素养、创新意识和创新能力,养成数字化学习习惯,促进学生的全面发展,发挥信息化面向未来培养高素质人才的支撑引领作用。

·所以,到底什么是STEAM教育?

虽然STEAM教育在国内仍处于探索阶段,了解的人少之又少,但在美国早已成为人才储备计划的一部分。

希拉里在美国大选中就曾宣称,一旦当选总统,STEM专业的研究生毕业将可直接获得绿卡申请资格。

这个神奇的“STEM”,其实就是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics)四门学科英文首字母的缩写。

简单地说,美国人民也开始重视“数理化”了。

在前两年风靡一时的《地球是平的》一书中曾经提到,每年从理工科毕业的大学生人数,中国和俄罗斯要远远高于美国,这一现象显然威胁着美国科技创新强国的地位。

加之2008年金融危机的负面影响和德国工业4.0概念的提出,都促使美国进一步回归制造业。

在这个大背景下,美国政府提出了STEM人才的培养计划,旨在提升学生的科技理工素养,进而保持美国的竞争力和强国地位。

而STEAM的产生,则是为了缓解文理科之间的矛盾,在STEM的基础上增加了艺术(Art)这门学科。

·STEM教育和传统的“理工科”有什么区别?

国内有人把STEM教育翻译为“学好数理化,走遍天下都不怕”,认为美国不过是在走我们几十年前的老路。(说到学霸,我们大天朝子民还是可以小小地傲娇一下的。)

但很多人都忽略了,STEM强调的不仅是理工学科的重要性,更注重学科之间的相互支撑和补充。

这就很可怕了。

因为很多学术上的重大发现,都是跨学科合作的结果。

比如DNA双螺旋结构的发现,就是由化学家 L.C.波林、生物学家J.D.沃森、物理学家F.H.C.克里克、R.富兰克林和M.H.F.威尔金斯等人共同完成的。

学科交叉看似是学术思想的碰撞,实质上是思维方式的融通。它打破了单一视角思考问题的局限性,为人类认知提供了更广泛的可能性。

2012年白宫,美国14岁学生Joey Hudy在奥巴马的帮助下,发射自己发明的“顶级棉花糖大炮”

而这一点,恰恰是中国学生极其缺乏的。

虽然中国一直是理工科强国,但我们小时候却几乎没经过任何科学方面的训练。

物理、生物、地理这样的大学科至少要到初中才会开设,小学唯一的一门自然课也无非是讲些花花草草,缺乏理论性和系统性。

而在“STEM ”的战略指导下,美国不仅从小学一年级就设置了科学课程,从学科划分上也细分为《生命科学》、《地球科学》、《物理科学》和《太空与技术》四门。

尽管标题听上去十分高大上,但无论从形式还是内容上,这套科学教材都做到了寓教于乐、浅显易懂,完全不输市面上热销的科普绘本。

说到这,中美教育的差异便显露出来了。不知是不是由于历史过于悠久,中国人很有种繁复主义的怪癖,喜欢把简单的问题搞复杂,仿佛越是玄之又玄云里雾里越能显示出自己的本事。

美国人则恰恰相反,他们似乎更擅长深入浅出地解释问题。除了费曼这种耳熟能详的大人物之外,想当年光是一本曼昆的《经济学原理》,也是看得我心旌荡漾啊。

在妈妈堆里,我并不算是“崇洋媚外”那伙儿的,但对国外的教材,我却总是有莫名的好感。一次带肉卷去试听学科英语,我就差点因为人家使用的原版科学教材报了名。

后来仔细一琢磨,终于被我发现了端倪。国外的教材基本都会采用实景高清大图,而且图多字少,不仅非常适合低龄儿童阅读,也有助于学生把理论和实际联系起来。

鲜活的图像能够赋予孩子丰富的感官刺激和体验

而国内的教材插图较少,且多以水粉画作为配图,无论从真实性还是艺术性上显然都要稍逊一筹。即使节约了一部分印刷成本,综合考量也是得不偿失。不得不说,在美育方面,我们依然任重而道远啊!

最新人教版小学一年级数学教材。没想到时隔多年,插图的水平竟然并没有什么提升……

在内容上,STEAM每个学科的结构体系都十分清晰。以《生命科学》为例,从生物个体的概念特征到栖息地的介绍,再引申到整个生命周期和食物链,从时间和空间上多方位逐步扩展,从而立体化孩子们的思考视角。

每个单元单独成册,四个学科共同支撑STEM教育体系

由于STEAM教育着重培养应用型人才,因此教学内容十分贴近日常生活。只要是身边可见可感的事物,即便背后的原理相当复杂,在教材中都会大胆引入。

所以即便是在小学一年级的《地球科学》课本里,也会看到风化、侵蚀、腐殖质这样的专业术语。

甚至连超级复杂的月相变化和成因都不在话下。用北京师范大学天文系讲师高爽博士的话来说,这在国内简直是“不可能完成的任务”。

这也从另一个侧面反映出欧美国家在儿童教育上的开放和平等。他们似乎从不认为孩子在智力方面有任何局限性,问题的关键不在于“你懂不懂”,而在于“我能不能讲明白”。

在这样的教育理念下,美国小学科学教材的编写不仅搬来了相关专业的在任大学教授,还特别聘请了十余名NASA的科学家做内容顾问。

之前曾经看过一篇文章,探讨小学教师是否有必要具备硕士及以上的高学历。在此之前,我和大多数人的观点一样,认为哪怕是初中生辅导小学低年级学生也是绰绰有余了。

但文章却得出了相反的结论,即高学历的教师具备更强的思辨能力和更广阔的格局,势必会对教学有所助益。这种优势不仅体现在对专业知识的把控上,更重要的是思维方法和创新意识的传递。

简单地说,就是“教授”和“教育”的差别。

美国小学科学教材的作者及顾问几乎全部为博士学位


……哎,并不知道他们都是谁,或许又是些退休十几年的“”专家吧

有众多高级学者做背书,美国小学生有幸在一年级就接触到了系统的科学思维方法。相比之下,虽然我们在应试教育上走得很快,但在素质教育方面,我们真的差得很远。

科学技巧七步法

提出假设、解读数据、控制变量这样的科学方法和技巧,国内学生往往在硕士阶段做实验时才能接触得到,而且多半要靠自己摸索。而美国小学生在刚入学就会接触到一套完整的科学方法,并且能够通过做课题、写论文不断得到强化和提升。

为了巩固“研究”和“推断”技巧而设计的光学实验

由于STEAM教育的核心是培养应用型人才,因此动手实操是必不可少的教学环节。在美国小学科学教材中,每章的前后都会设置两个科学实验,并引入一项科学技巧。

而每一单元的结尾,则会指导学生设计一个公平实验,运用“七步法”提出假设并得出结论,以此培养儿童严谨的科学探究精神和批判性思维。

动手能力是国内学生永恒的弱项

直到孩子能够独立用所学的知识去解决一个生活中的现实问题。

是的,老美从小就开始接触“毕业设计”了

表面上看,STEAM教育的收效并没有“学而思”来得直观。有些家长难免会认为,连欧美教育界都开始向“应试教育”靠拢,不是正说明基础知识的重要性吗?

其实在美国小学科学一年级的课本中(是的,这还不是专门的数学教材),就已经出现了我们直到初高中才会接触到的应用图表。

中国学生普遍读图能力差,也不是没有根据的


所以,美国的小学数学其实也并没有那么简单啊!

尽管如此,中国学生傲娇的数学成绩依然是不可否认的事实。如果让中国和美国两名五年级学生单挑“鸡兔同笼”问题,随便拉个“学而思”的学员都能完败blondie。但在逻辑思维、应变能力、语言表达和独立精神等领域,拿得出手的中国学生却鲜有耳闻。

美国总统特朗普竞选期间,红极一时的北弗吉尼亚州11岁女孩Millie March

问题的关键在于我们缺乏对不同学科思维和技巧的整合能力,因此即便单科成绩再优异,整体素质不过硬,依然会被淹没在高考的千军万马之中。

那个极具政治素养的美国女孩Millie March则恰恰相反,口才好只是其综合素质最直观的体现,背后支撑她的则是独立鲜明的观点、灵活的思维方式以及严谨的论证过程。

在STEAM教育体系中,就特别强调了科学写作的重要性。写作对于逻辑思维的训练不言而喻,论点是否清晰,论据是否能支撑论点,逻辑关系是否正确,都会影响最终结论。在这一点上,我就曾经有过惨痛的教训。

由于缺乏基本的科学素养和写作训练,导致我工作之后的第一篇论文就差点流产。编辑只看了第一段就直接回退了,建议我重新大修。

在工硕老公的指导下,整个论文大修三遍,小改无数遍,耗时近一年,才算终于过了关。而编辑给我指出的最主要问题,恰恰就是在美国小学科学教材中反复出现的科学技巧“七步法”。

没学习过科学写作的我,看到这一页实在是汗颜……

除了学科间的交叉融合和解决生活中的实际问题,STEAM教育的另一个核心则是强调团队合作。

中国人自古便擅长单打独斗,从三国时期的赵云到社会主义初级阶段的屠呦呦皆是如此。但身处一个合作共赢的时代,学会沟通和分享才是制胜的王道。

美国小学的分组式教学

如果说STEAM教育的前两个核心目的是为了提高智力水平,那么后一个问题无疑是为了提升情商。在互联网时代,人际交往能力显得比以前越发重要,而“团队合作”恐怕是最简单也最有效的训练方法了。

如何让别人接受我的观点?如何使每个人各尽其责?如何在大家的帮助下实现我的想法?这些问题不仅体现了个人的沟通能力,同样也是一门管理的艺术。

如果说在学校当班干部能够提升孩子的管理能力,那么“团队合作”的伟大之处就在于——让每个人都有机会当班长。

自此,女儿幼儿园小广场上的“机器人”之谜也算是真相大白:目前国内悄然兴起的机器人课程恰好覆盖了STEAM教育的所有核心内容。

往大了说,这是国家“科教兴国”战略的一部分,往小了说,则是低龄儿童未来发展的指明灯。

但STEAM教育推崇的“跨学科应用”理念是否同样会幻化成“应试教育”的一部分,还需要我们静观其变。

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