英聯(lián)邦成員國STEM教育 考察報告之五：新加坡經(jīng)驗

劉黨生

新加坡，早年就是下南洋的首選之一，及至改革開放之初，又成了我們了解西方的窗口。新加坡領(lǐng)導(dǎo)對我國的影響值得一書，而我國的新加坡園區(qū)和新加坡學(xué)校也讓我們近距離地了解了西方文明和文化。最近國家總理又到訪獅城……有著華人烙印的新加坡教育始終是我們觀測東西方的基地。

基于媒介的行前“攻略”

新加坡重視STEM綜合教學(xué)，因為生活中發(fā)生的大多數(shù)問題都需要應(yīng)用多種學(xué)科的知識共同解決。自2014年起，新加坡教育部與新加坡科技館合作，在中學(xué)推行STEM有關(guān)的應(yīng)用學(xué)習(xí)項目，鼓勵學(xué)生創(chuàng)造性地解決實際問題，同時促進終身學(xué)習(xí)……我們想了解都取得了哪些成果？

根據(jù)調(diào)查，東南亞企業(yè)對STEM方面的人才需求越來越大，而新加坡修讀STEM學(xué)科的學(xué)生超過52%，明顯高于其他東盟國家35.8%的平均值。報告還指出，新加坡要繼續(xù)鼓勵STEM相關(guān)人才培養(yǎng)，這是培養(yǎng)面向未來的人才……我們想知道經(jīng)典案例有哪些？

根據(jù)國際數(shù)學(xué)和科學(xué)趨勢研究（TIMSS）最新公布的評測結(jié)果，新加坡學(xué)生再次在數(shù)學(xué)和科學(xué)科目中排名第一。全球60余個國家參與此次國際測評……我們想知道，為什么新加坡學(xué)生的數(shù)理化成績遠(yuǎn)超世界各國？

新加坡全社會都積極配合學(xué)校開展科教實踐活動……這其中有哪些地方值得我們學(xué)習(xí)、深思？

來自交流的現(xiàn)實修正

新加坡的教育從政策開始除舊布新，花20年時間循序減少30%的教學(xué)內(nèi)容，減少傳統(tǒng)講述教學(xué)，把時間用來引導(dǎo)孩子主動學(xué)習(xí)、活用知識。他們的教育政策重視“把知識用出來的能力”，教師不再一味趕課，而是留下時間和空間進行教學(xué)活動，培養(yǎng)學(xué)生批判思考與自主學(xué)習(xí)能力。2010年，新加坡提出“二十一世紀(jì)新技能”的教育方針，將二十一世紀(jì)新技能拆解成由淺入深的同心圓，撰寫成課綱。由政府提供清楚的課綱與教案，讓學(xué)校的校長與教師的課程發(fā)展有憑有據(jù)。而在師培教育方面，新加坡國立教育學(xué)院明確培育下一代的教師，不是學(xué)“教什么”，而是培養(yǎng)其成為“終身學(xué)習(xí)者”，終身學(xué)習(xí)才能永遠(yuǎn)跟得上時代變化。

新加坡教育部表示，邊實踐邊學(xué)習(xí)，而且不設(shè)考試，動手的樂趣等讓STEM應(yīng)用學(xué)習(xí)項目在中學(xué)生中廣受歡迎。目前新加坡62%的中學(xué)提供了STEM相關(guān)應(yīng)用學(xué)習(xí)項目。STEM應(yīng)用學(xué)習(xí)項目分為8大領(lǐng)域、12個主題，每門課程都附有實操項目。希望通過STEM應(yīng)用學(xué)習(xí)項目，讓學(xué)生可對未來的學(xué)業(yè)和職業(yè)做出更好、更明智的選擇。例如，新加坡巴特禮中學(xué)運用STEM來完成“香水調(diào)配”應(yīng)用學(xué)習(xí)項目，它是目前新加坡首所選擇該主題的學(xué)校。該中學(xué)的學(xué)生不僅可以學(xué)習(xí)香水調(diào)配技術(shù)，還能親手設(shè)計和調(diào)配反映自己個性的香水。再如，為了幫助學(xué)生了解海上遠(yuǎn)程操作車輛（ROV），某學(xué)校在課程開始時邀請一位海洋研究工程師向?qū)W生展示ROV以及一個簡化版本的海洋機器人，在之后的課程中，學(xué)生們將自己動手逐步打造該機器人。

自1995年TIMSS首次采用以來，僅就數(shù)學(xué)而言，以下四點是新加坡的做法，值得借鑒：（1）打好基礎(chǔ)/牢牢掌握。在新加坡，數(shù)學(xué)教學(xué)要求學(xué)生每一學(xué)年不僅要學(xué)習(xí)而且要能真正掌握一定量的學(xué)科概念。它的目標(biāo)是讓孩子們更深入地理解內(nèi)容從而取得優(yōu)異的成績。（2）營造成長性思維的氛圍。新加坡教育部堅信“行之有效的教學(xué)法可以激發(fā)持久的學(xué)習(xí)動力而不只是為了應(yīng)試而學(xué)習(xí)”。（3）強調(diào)直觀教學(xué)。新加坡的數(shù)學(xué)課程最擅長借助模型圖片法（Model-Drawing），使用圖形直觀呈現(xiàn)應(yīng)用題。學(xué)生學(xué)習(xí)把應(yīng)用題所陳述的內(nèi)容圖片化，從而理解題目，找到解題方法。（4）心算是核心原則。新加坡鼓勵學(xué)生學(xué)會只運用大腦進行算術(shù)，強調(diào)要幫助學(xué)生只運用大腦進行算術(shù)，從而建立數(shù)覺和位值。這使得新加坡學(xué)生不僅能夠正確理解數(shù)學(xué)問題，而且能夠在不借助任何外部工具的情況下很快地解題。

新加坡科學(xué)館是享譽全球的頂尖科學(xué)館之一，擁有豐富的科學(xué)教育與展覽資源，七個展廳包括了850多個互動展覽，是學(xué)生與科學(xué)親密接觸的理想之地。這次我們見證了濱海堤壩環(huán)境下水資源的能源轉(zhuǎn)換及廣泛應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)。學(xué)生將學(xué)習(xí)到堤壩蓄水、防洪實驗?zāi)Ｐ停€有新加坡生態(tài)環(huán)境沙盤等；前往體驗館，學(xué)生們在實驗中了解新加坡的水源和環(huán)境，體驗應(yīng)用科學(xué)對生活的影響。而在諸如新加坡國立大學(xué)等高校儲備的專題教學(xué)中，既有可穿戴式能源、自然納米、自然通訊、大規(guī)模儲電、電動車電池組講座，也有（導(dǎo)師經(jīng)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)機器人編程專業(yè)認(rèn)證）機器人示教學(xué)習(xí)（或康復(fù)及輔助性機器人和科技），還有跨學(xué)科創(chuàng)意教學(xué)，如廚房科學(xué)；還能參訪創(chuàng)新科技企業(yè)、孵化企業(yè)專注的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用。

與中國由商業(yè)機構(gòu)推行STEM教育的方式不同，被納入基礎(chǔ)教育的新加坡STEM教育在教育部的帶領(lǐng)下，擁有更成熟的教學(xué)模式、更優(yōu)秀的教師團隊和更優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源。

隨機生成的基層互動

新加坡在傳統(tǒng)的STEM教育中加入了“應(yīng)用學(xué)習(xí)計劃Applied Learning Program（ALP）”目標(biāo)，重點強調(diào)應(yīng)用能力，而不只是知識的灌輸。他們希望引導(dǎo)學(xué)生在現(xiàn)實生活中發(fā)現(xiàn)問題，找到創(chuàng)新的解決方法，并讓他們看到STEM作為未來職業(yè)的可能。新加坡STEM課題組成員由政府從全社會招募組成，既有年輕的在職研究人員，也有退休的教育家，還有私人公司。要求學(xué)生們在ALP框架下模仿真正職場上產(chǎn)品研發(fā)的過程，與潛在使用者溝通，找到問題，對癥下藥。

在SIM國際學(xué)校，STEM教育采用項目制授課。項目制授課通過制定課題的方式，讓學(xué)生在項目周期內(nèi)主動探索和實踐，建構(gòu)知識和技能，達(dá)到培養(yǎng)內(nèi)在綜合能力的目標(biāo)。SIM國際學(xué)校的STEM教學(xué)緊貼現(xiàn)實生活設(shè)置命題，并通過科學(xué)模型模擬場景，學(xué)生得出結(jié)論過程即為求證過程。學(xué)校采取分組模式進行STEM教育。學(xué)生在解決項目課題的過程中，除了加深對STEM素養(yǎng)的學(xué)習(xí)，還能提高團隊協(xié)作能力。

比較廣泛被采用的STEM科學(xué)模型為：發(fā)現(xiàn)問題—提出方案—制作模型—測試模型—改進模型—解決問題。學(xué)生通過這一過程的循環(huán)，將逐漸掌握觀察、思考、實驗、動手和解決問題的能力。

Stratasys公司與新加坡科學(xué)館（Science Centre Singapore）旗下的STEM公司正式展開合作，共同在新加坡中小學(xué)和?？茖W(xué)院推廣3D設(shè)計與3D打印學(xué)習(xí)項目，讓學(xué)生能夠擁有親身體驗3D打印和制造技術(shù)的機會，并教授他們相關(guān)知識和技能。今年早些時候，Stratasys就與STEM公司合作，開展了為期兩天的試點工作坊。被邀請的學(xué)生在工作坊中學(xué)習(xí)使用設(shè)計繪圖軟件，并利用三維打印機將自己的設(shè)計打印出來，最終這項試驗計劃的學(xué)生反應(yīng)極為熱烈。