李陽 韓芳

摘? ?要? ? STEM教育是一種跨學(xué)科教育方式，是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才和提升學(xué)生知識運用能力的一個重要途徑，將STEM教育融入“應(yīng)用學(xué)習(xí)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(xué)生的親身參與和體驗理解STEM學(xué)科知識及其在生活中的價值，從中習(xí)得知識和技能，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動機，以激發(fā)其未來進一步學(xué)習(xí)STEM相關(guān)學(xué)科和從事相關(guān)職業(yè)。文章以新加坡勵進中學(xué)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(guān)鍵詞? ?STEM教育? 應(yīng)用學(xué)習(xí)計劃? 新加坡

STEM教育強調(diào)在真實的情境中對STEM學(xué)科知識的整合與運用以及對學(xué)科之間關(guān)系的關(guān)注，同時利用STEM學(xué)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(yīng)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(guān)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(xué)校，如新加坡科技中學(xué)，而且近年來大部分中學(xué)選擇實施科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)應(yīng)用學(xué)習(xí)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(xué)生（13～15歲的中學(xué)生）[2]。該計劃為學(xué)生提供更多實踐的學(xué)習(xí)機會，旨在鼓勵他們將STEM科目中學(xué)到的知識創(chuàng)造性地應(yīng)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(yīng)用學(xué)習(xí)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(xué)逐步推行，未來將會逐漸推廣至所有小學(xué)。ALP的提出旨在將學(xué)生的學(xué)術(shù)知識和技能與現(xiàn)實生活世界聯(lián)系起來，關(guān)注應(yīng)用思維技能、整合跨學(xué)科知識、拓展學(xué)生想象力，并將這些知識與技能應(yīng)用于真實的社會和行業(yè)中，幫助學(xué)生認識到他們在學(xué)術(shù)課程中所學(xué)知識的相關(guān)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(xué)校外，所有中學(xué)在2017年前開設(shè)具有自身特色的ALP，學(xué)?？梢罁?jù)本校的發(fā)展歷史、學(xué)生的興趣與需要等因素，自主選擇ALP實施的內(nèi)容領(lǐng)域。

2.STEM ALP的啟動

STEM公司是新加坡中學(xué)順利實施STEM ALP的重要機構(gòu)。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(xué)建立伙伴關(guān)系，幫助學(xué)校設(shè)計STEM領(lǐng)域的ALP課程。為了進一步豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗、幫助學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)生了解其在課程中所學(xué)內(nèi)容的相關(guān)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(xué)探究和科學(xué)素養(yǎng)、推理和解決問題能力、設(shè)計思維、計算思維、數(shù)據(jù)分析和技術(shù)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(lǐng)域較為廣泛，從最初的8個學(xué)習(xí)領(lǐng)域擴展到12個STEM主題，具體內(nèi)容見圖1[2]，學(xué)?？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(xué)校教師提供培訓(xùn)和支持，他們具有編程相關(guān)的專業(yè)知識，與學(xué)校老師一起為學(xué)校制定課程[8]。為了提供成功的STEM ALP，學(xué)校為該課程集中分配時間以保證學(xué)生有充足的時間進行深度學(xué)習(xí)。學(xué)生通過建構(gòu)主義或探究學(xué)習(xí)方法解決挑戰(zhàn)性問題的同時，充足的課堂時間也為學(xué)生進一步了解相關(guān)知識創(chuàng)造條件[8]。與核心學(xué)術(shù)課程不同，STEM ALP課程沒有正式指定的成績，這有助于減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力。

2.STEM ALP的實施案例——以新加坡勵進中學(xué)為例

本文以新加坡勵進中學(xué)為例，通過其對學(xué)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(xué)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(xué)科，比如科學(xué)課程、數(shù)學(xué)課程、信息通信技術(shù)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(xué)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(xué)生對STEM跨學(xué)科應(yīng)用學(xué)習(xí)方法的興趣;其二，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)STEM相關(guān)的課程以及在未來從事與之相關(guān)的職業(yè)。該校期望通過STEM ALP課程的學(xué)習(xí)，能夠培養(yǎng)學(xué)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(shè)計與技術(shù)》課程，這為學(xué)生的實踐運用奠定了知識基礎(chǔ)?？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(xué)生成為負責任的全球公民，關(guān)注學(xué)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(yīng)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(xué)校的品格與公民教育、英語和信息通信技術(shù)部門，一起為學(xué)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(xué)校提供外部支持與幫助：確定并開發(fā)學(xué)校的STEM ALP方案;與學(xué)校相關(guān)教師共同開發(fā)課程、資源和材料;共同教授課程;促進學(xué)校與行業(yè)合作伙伴之間的合作，為學(xué)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(xué)習(xí)，學(xué)生的最終項目包括建造風(fēng)力渦輪機、太陽能汽車、制作定制的套管來提高學(xué)校自來水的使用率等。通過這些項目，要求學(xué)生對其設(shè)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(xué)生了解更多關(guān)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(xué)思維和工程設(shè)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(xué)校在“將食物垃圾變成‘黑金項目中獲得了共和理工學(xué)院的杰出項目獎。該項目取得的成就不僅展示了應(yīng)用可持續(xù)性理念實踐的重要性和可行性，也證明了學(xué)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(xué)生及教師的參與積極性。

（3）教學(xué)方法

該校在STEM ALP的實施中，結(jié)合多種教學(xué)法，主要有親身實踐的體驗式學(xué)習(xí)，美國生物科學(xué)課程研究開發(fā)的5E教學(xué)模式：吸引（Engage）、探索（Explore）、解釋（Explain）、遷移（Elaborate）和評估（Evaluate），科學(xué)和工程設(shè)計方法以及使用信息通信技術(shù)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(xué)法、輔助現(xiàn)代信息技術(shù)、基于活動的學(xué)習(xí)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(jié)性評價。形成性評價包括自我反思、在線同行評審等。總結(jié)性評價涉及基于學(xué)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(xué)生通過參加一些比賽和展覽類活動等，展示他們的學(xué)習(xí)成果和作品，這不僅有效檢驗了學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，而且激發(fā)了學(xué)生參與學(xué)習(xí)的興趣，為學(xué)生展示其作品提供了平臺，也為學(xué)生的進一步學(xué)習(xí)及與同伴之間進行交流創(chuàng)設(shè)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(xué)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(guān)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(guān)學(xué)科教師和相關(guān)學(xué)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(xùn)。學(xué)校應(yīng)加強對相關(guān)學(xué)科教師的專業(yè)培訓(xùn)，如對數(shù)學(xué)、科學(xué)等理科老師的聯(lián)合培訓(xùn)，以“學(xué)習(xí)共同體”的形式開展教學(xué)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(xué)中面臨的困惑。

2.構(gòu)建學(xué)校、家庭、社會協(xié)同育人格局

當前，采取家校、企業(yè)機構(gòu)、社區(qū)與相關(guān)專業(yè)人士的共同指導(dǎo)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(yīng)盡快營造全社會共同參與的育人格局。因為學(xué)習(xí)不只是在課堂上進行，還應(yīng)在更廣泛的社會機構(gòu)中與該領(lǐng)域的專家進行交流。教師應(yīng)充分發(fā)揮“橋梁”作用，盡量減少專家與學(xué)生之間的差距。當?shù)厣鐓^(qū)可在資源提供上為學(xué)校或?qū)W生提供幫助。在評價上，可向該領(lǐng)域的專家提出邀請，評估提出的問題解決方案，為學(xué)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(xué)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(xué)生對STEM的理解，突出了STEM教育實踐性和跨學(xué)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(xué)相關(guān)知識與技能解決實際問題的能力，以及基于學(xué)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(xué)生對STEM的學(xué)習(xí)興趣和動機。為此，我國應(yīng)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

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[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-

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

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

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[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(xué)教育科學(xué)學(xué)院，碩士生;韓芳（1973-），女，陜西寶雞人，喀什大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院，教授，博士，碩士生導(dǎo)師。]

【責任編輯? 郭振玲】