指向STEM教育的新加坡“應用學習計劃”

李陽 韓芳

摘? ?要? ? STEM教育是一種跨學科教育方式，是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才和提升學生知識運用能力的一個重要途徑，將STEM教育融入“應用學習計劃”實施中是新加坡STEM教育的一大特色。該計劃強調(diào)通過學生的親身參與和體驗理解STEM學科知識及其在生活中的價值，從中習得知識和技能，培養(yǎng)學生的學習興趣和動機，以激發(fā)其未來進一步學習STEM相關學科和從事相關職業(yè)。文章以新加坡勵進中學為例進一步說明其STEM ALP實施情況，以期為我國STEM教育尋求借鑒。

關鍵詞? ?STEM教育? 應用學習計劃? 新加坡

STEM教育強調(diào)在真實的情境中對STEM學科知識的整合與運用以及對學科之間關系的關注，同時利用STEM學科知識解決現(xiàn)實問題[1]，對于培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和實踐應用能力的創(chuàng)新型人才及提升一個國家的競爭力都具有至關重要的作用。新加坡在實施STEM教育的過程中，不僅有專門的STEM學校，如新加坡科技中學，而且近年來大部分中學選擇實施科學、技術、工程和數(shù)學應用學習計劃（Science，Technology，Engineering and Mathematics Applied Learning Programme，簡稱STEM ALP），由此形成了其STEM教育的特色。這是一個基于項目的豐富計劃，主要針對中一和中二學生（13～15歲的中學生）[2]。該計劃為學生提供更多實踐的學習機會，旨在鼓勵他們將STEM科目中學到的知識創(chuàng)造性地應用于解決現(xiàn)實世界中的問題，產(chǎn)生社會效益[3]。研究并了解新加坡STEM ALP的實施情況，對于我國開展STEM教育有一定啟發(fā)意義。

一、STEM ALP的緣起

1.ALP的提出

“應用學習計劃”（ALP）是新加坡于2013年在其教育部工作計劃研討會上首次提出，于2014年開始在中學逐步推行，未來將會逐漸推廣至所有小學。ALP的提出旨在將學生的學術知識和技能與現(xiàn)實生活世界聯(lián)系起來，關注應用思維技能、整合跨學科知識、拓展學生想象力，并將這些知識與技能應用于真實的社會和行業(yè)中，幫助學生認識到他們在學術課程中所學知識的相關性與價值，以激發(fā)其更好地獲取知識與技能的動機和目標[4]。教育部指出，除具有自己特色項目的學校外，所有中學在2017年前開設具有自身特色的ALP，學?？梢罁?jù)本校的發(fā)展歷史、學生的興趣與需要等因素，自主選擇ALP實施的內(nèi)容領域。

2.STEM ALP的啟動

STEM公司是新加坡中學順利實施STEM ALP的重要機構。2014年，受教育部資助以及在政府的支持下，新加坡科技中心成立了STEM公司，開發(fā)并啟動了STEM ALP[3]。從2014年至今，STEM公司與六十多所中學建立伙伴關系，幫助學校設計STEM領域的ALP課程。為了進一步豐富學生的學習體驗、幫助學生能夠盡早了解并接觸現(xiàn)實世界的STEM行業(yè)和職業(yè)，STEM公司還推出了“行業(yè)合作伙伴計劃”，為學生深入了解行業(yè)的發(fā)展和挑戰(zhàn)創(chuàng)造了機會[5][6]。

二、STEM ALP的實施案例——以新加坡勵進中學為例

1.STEM ALP的目標與內(nèi)容

在STEM ALP的目標上，新加坡教育部有著總體論述：幫助學生了解其在課程中所學內(nèi)容的相關性和價值，培養(yǎng)獲取知識和技能的更強動力與目標，這些技能和能力包括科學探究和科學素養(yǎng)、推理和解決問題能力、設計思維、計算思維、數(shù)據(jù)分析和技術的使用[7]。

在STEM ALP內(nèi)容開發(fā)上，新加坡密切聯(lián)系其社會經(jīng)濟發(fā)展狀況及國情，涉及的領域較為廣泛，從最初的8個學習領域擴展到12個STEM主題，具體內(nèi)容見圖1[2]，學?？蓮倪@些主題中選擇其中一個或兩個。在STEM ALP的具體開發(fā)上，來自STEM公司的課程專家和STEM教育者為學校教師提供培訓和支持，他們具有編程相關的專業(yè)知識，與學校老師一起為學校制定課程[8]。為了提供成功的STEM ALP，學校為該課程集中分配時間以保證學生有充足的時間進行深度學習。學生通過建構主義或探究學習方法解決挑戰(zhàn)性問題的同時，充足的課堂時間也為學生進一步了解相關知識創(chuàng)造條件[8]。與核心學術課程不同，STEM ALP課程沒有正式指定的成績，這有助于減輕學生的學習壓力。

2.STEM ALP的實施案例——以新加坡勵進中學為例

本文以新加坡勵進中學為例，通過其對學生的環(huán)境教育來說明新加坡STEM ALP的實施情況，以加深對STEM ALP的理解與認識。勵進中學的ALP課程主題為“21世紀的可持續(xù)發(fā)展”，課程的內(nèi)容涉及多個學科，比如科學課程、數(shù)學課程、信息通信技術課程等，并且在實踐中形成了較為系統(tǒng)的STEM ALP課程實施體系，包括課程目標與內(nèi)容、實施及成效、教學方法的確定及評價[9]。

（1）目標與內(nèi)容

該校的STEM ALP的愿景有兩點：其一，激發(fā)學生對STEM跨學科應用學習方法的興趣;其二，激發(fā)學生學習STEM相關的課程以及在未來從事與之相關的職業(yè)。該校期望通過STEM ALP課程的學習，能夠培養(yǎng)學生技能和能力（見圖2）[9]。這些能力的培養(yǎng)不僅體現(xiàn)在STEM ALP課程中，而且通過專門的課程來培養(yǎng)，比如《設計與技術》課程，這為學生的實踐運用奠定了知識基礎?？梢?，該校STEM ALP的目標不僅在能力層面對其予以明確要求，而且在價值觀層面也做了明確規(guī)定，如培養(yǎng)學生成為負責任的全球公民，關注學生對于可持續(xù)發(fā)展理念的理解，以及在自己的生活中應用和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

（2）實施及成效

該校STEM ALP課程實施涉及多個部門共同的參與和努力，主要為學校的品格與公民教育、英語和信息通信技術部門，一起為學校STEM ALP順利開展提供內(nèi)部支持。同時，該校STEM ALP的重要合作伙伴之一，為STEM公司的職員，為學校提供外部支持與幫助：確定并開發(fā)學校的STEM ALP方案;與學校相關教師共同開發(fā)課程、資源和材料;共同教授課程;促進學校與行業(yè)合作伙伴之間的合作，為學生更好了解STEM行業(yè)提供機會。

該校的STEM ALP經(jīng)過實踐取得了一定的成效。通過兩年的課程學習，學生的最終項目包括建造風力渦輪機、太陽能汽車、制作定制的套管來提高學校自來水的使用率等。通過這些項目，要求學生對其設計進行“反思”以鍛煉其批判性思考能力。通過這一系列的實踐活動和最終的作品，促使學生了解更多關于可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)容，在這一過程中，培養(yǎng)了其科學思維和工程設計能力，以及創(chuàng)新和批判性思維等方面的21世紀能力[10]。2017年，學校在“將食物垃圾變成‘黑金項目中獲得了共和理工學院的杰出項目獎。該項目取得的成就不僅展示了應用可持續(xù)性理念實踐的重要性和可行性，也證明了學校選擇“可持續(xù)性”作為其ALP主題的重要性，進一步激發(fā)學生及教師的參與積極性。

（3）教學方法

該校在STEM ALP的實施中，結合多種教學法，主要有親身實踐的體驗式學習，美國生物科學課程研究開發(fā)的5E教學模式：吸引（Engage）、探索（Explore）、解釋（Explain）、遷移（Elaborate）和評估（Evaluate），科學和工程設計方法以及使用信息通信技術以模擬21世紀工作條件?？傊?，在課程的實施過程中，通過各種各樣的競賽和高級選修課，并借助于豐富多樣的教學法、輔助現(xiàn)代信息技術、基于活動的學習體驗等方式，有效實施了該課程。

（4）評價

評價所使用的方法主要有形成性評價和總結性評價。形成性評價包括自我反思、在線同行評審等?？偨Y性評價涉及基于學生小組項目中的原型、項目介紹、書面報告、同伴評審、團隊協(xié)作等方面，同時依據(jù)一定評估準則來評價。學生通過參加一些比賽和展覽類活動等，展示他們的學習成果和作品，這不僅有效檢驗了學生的學習成果，而且激發(fā)了學生參與學習的興趣，為學生展示其作品提供了平臺，也為學生的進一步學習及與同伴之間進行交流創(chuàng)設了平臺。

三、對我國的啟示

1.加強STEM教師的培養(yǎng)

要培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力，教師發(fā)揮著極其重要的作用。目前，我國在實施STEM教育時，遇到的最大瓶頸就是缺乏大量高素質(zhì)的STEM教師。新加坡STEM ALP課程在相關專業(yè)人士的支持與幫助下，在一定程度上解決了STEM教師不足的問題。我國可借助新加坡的有益經(jīng)驗，一方面，聯(lián)合相關學科教師和相關學者專家共同開發(fā)與實施STEM課程;另一方面，加強對職前STEM教師和職后STEM教師的培訓。學校應加強對相關學科教師的專業(yè)培訓，如對數(shù)學、科學等理科老師的聯(lián)合培訓，以“學習共同體”的形式開展教學研討會，充分發(fā)揮各個教師的聰明才智，集思廣益，共同解決教學中面臨的困惑。

2.構建學校、家庭、社會協(xié)同育人格局

當前，采取家校、企業(yè)機構、社區(qū)與相關專業(yè)人士的共同指導與合作的方式，是世界各國在面對教師、資源等問題時普遍采取的一種有效且便利可行的辦法。因此，我國在推進STEM教育時，應盡快營造全社會共同參與的育人格局。因為學習不只是在課堂上進行，還應在更廣泛的社會機構中與該領域的專家進行交流。教師應充分發(fā)揮“橋梁”作用，盡量減少專家與學生之間的差距。當?shù)厣鐓^(qū)可在資源提供上為學校或?qū)W生提供幫助。在評價上，可向該領域的專家提出邀請，評估提出的問題解決方案，為學生提供真實有效的反饋。

3.積極探索STEM教育的有效實施方式

新加坡將STEM教育與ALP有機融合，是富有創(chuàng)造意義的，可以說是新加坡實施STEM教育的一大特色。STEM教育的本質(zhì)指向創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，其跨學科性、綜合性和實踐性的特點與ALP不謀而合，將兩者融合在一起不僅使抽象的STEM教育實施具體化，易于一線教師深層次理解其內(nèi)涵并能有效實施，而且培養(yǎng)了學生對STEM的理解，突出了STEM教育實踐性和跨學科的本質(zhì)。STEM ALP本身也強調(diào)在真實的環(huán)境中運用所學相關知識與技能解決實際問題的能力，以及基于學生的經(jīng)驗世界幫助他們在日常生活環(huán)境中建立起價值感和意義感，激發(fā)學生對STEM的學習興趣和動機。為此，我國應充分發(fā)揮廣大教育工作者的創(chuàng)新能力，積極探索適合我國STEM教育實施的有效方式。

參考文獻

[1] 呂延會.STEM教育的核心精神[J].當代教育科學，2017（05）.

[2] About our Applied Learning Programme[EB/OL].https：//www.science.edu.sg/stem-inc/applied-learning-programme/about-our-app

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[3] 劉徽，吳鑫.新加坡真實性學習的實施研究[J].比較教育研究，2018，40（07）.

[4] Asia Society.Advancing 21st Century Competencies in Singapore[EB/OL].http：//asiasociety.org/files/uploads/522files/advancing-21st-

century-competencies-in-singapore-education.pdf，2018-11-15.

[5] About Us[EB/OL].https：//www.science.edu.sg/stem-inc/about-us/

about-stem-inc，2018-12-23.

[6] About our Industrial Partnership Programme[EB/OL].https：//www.science.edu.sg/stem-inc/industrial-partnership-programme/about-our

-industrial-partnership-programme，2018-12-23.

[7] 42 Secondary Schools Offering Science，Technology，Engineering and Mathematics Applied Learning Programme（STEM ALP）[EB/OL].http：//www.pressreleasepoint.com/42-secondary-schools-offering-science-

technology-engineering-and-mathematics-applied-learning-progra，2018-12-12.

[8] Alexander Kmicikewycz.Teaching STEM and Programming—No Experience Needed[EB/OL].http：//blogs.edweek.org/edweek/global_le

arning/2018/01/teaching_stem_and_programmingno_experience_needed.html，2018-12-23.

[9] Applied Learning Programme （ALP）[EB/OL].https：//fajarsec.moe.edu.sg/signature-programmes/applied-learning-programme-ALP，2018

-12-25.

[10] Principal's Message[EB/OL].https：//fajarsec.moe.edu.sg/about-us/p

rincipals-message，2018-12-25.

[作者：李陽（1992-），女，陜西寶雞人，喀什大學教育科學學院，碩士生;韓芳（1973-），女，陜西寶雞人，喀什大學教育科學學院，教授，博士，碩士生導師。]

【責任編輯? 郭振玲】