讓越來越多的學(xué)生參與到STEM的同時增強他們的社交發(fā)展

Salvatore+Menzo

我非常榮幸能夠作為督學(xué)來參加這樣的一個活動，我們在座的有這么多出色的教師，我希望跟諸位講的這些內(nèi)容能夠?qū)δ幸稽c幫助。我也非常期待能夠得到大家的反饋。

我首先介紹一下美國康涅狄格州的情況，我所在的這個學(xué)區(qū)有6000名學(xué)生，12所學(xué)校，基本上來說也沒有非常好的，但是我們盡力為我們的學(xué)生以最少的錢辦最好的事，因為政府也沒有給我們學(xué)區(qū)很多錢。我主要想跟大家講3點，現(xiàn)在全世界都面臨這樣的一個挑戰(zhàn)，就是STEM領(lǐng)域?qū)W生不夠，我想首先給大家講一下這個情況，然后我們再談為什么吸引學(xué)生學(xué)習(xí)STEM學(xué)科這么困難，另外就是什么樣的教學(xué)戰(zhàn)略可以促進學(xué)生對于STEM的興趣，而且還不止STEM學(xué)科，而是讓學(xué)生喜歡所有的學(xué)科。

在美國有這樣一個趨勢，到2020年，將會在理工科方面有很多的職位需求，這個數(shù)據(jù)非常明顯，職位需求在理工領(lǐng)域會有非常強勁的增長，不僅在美國，世界上也是一樣。目前只有5%的美國人在STEM領(lǐng)域工作，但這個領(lǐng)域擔負了未來美國經(jīng)濟增長的50%，甚至更高。我們發(fā)現(xiàn)吸引學(xué)生學(xué)習(xí)理工科是非常困難的，在小學(xué)和中學(xué)都很困難，尤其是在大學(xué)階段，很多學(xué)生都不選擇學(xué)習(xí)理工科，有些人可能一開始打算學(xué)理工科，學(xué)了1年，第2年就換學(xué)科了。有數(shù)據(jù)顯示，40%的大學(xué)學(xué)生打算學(xué)習(xí)理工科，但是最后換學(xué)科學(xué)了其他專業(yè)?，F(xiàn)在一個重要的挑戰(zhàn)就是學(xué)生從我們的學(xué)區(qū)畢業(yè)之后，他們對于STEM課程的興趣到了大學(xué)就會喪失，這是我比較擔心的一點。所以我們在這方面面臨一些挑戰(zhàn)，也就是大學(xué)畢業(yè)的理工科學(xué)生數(shù)量不太夠，在美國占的比例比較低。理工科的工作不斷增加，對這方面人才的需求不斷增加，但是真正有理工科學(xué)位和技能支持的人才卻乏力。

我們也不是唯一面臨這個挑戰(zhàn)的國家，這是世界面臨的趨勢。在中國的同事今天也談到了這個挑戰(zhàn)，澳大利亞的同事、全世界的同仁們似乎都在面臨這個挑戰(zhàn)，每個國家當中最多只有一半的畢業(yè)生是學(xué)習(xí)理工科的（圖1），這是他們所擔心的一個問題。理工科方面會有很多新的工作，可能今天我們還沒有看見，但是未來會有非常強勁的增長。這些工作可能現(xiàn)在還不存在，但是未來會有，而且是直接和理工類相關(guān)的，但是現(xiàn)在理工類畢業(yè)生的數(shù)量卻滿足不了需求。中國比美國做得好一點，基本上有一半的學(xué)生是理工科的，美國面臨的缺口更大。為什么會有這樣的挑戰(zhàn)呢？為什么吸引學(xué)生學(xué)理工科會有挑戰(zhàn)？

首先是在文化方面對于數(shù)學(xué)和科學(xué)的誤解，有些學(xué)生往往被告知數(shù)學(xué)不好，他就認為自己的數(shù)學(xué)不好，這是文化方面的一種誤解。因為一些學(xué)生可能一開始學(xué)數(shù)學(xué)和科學(xué)不太成功，他們就認為以后可能也學(xué)不好。所以在這方面，我們還面臨一個問題就是吸引高質(zhì)量的教師比較困難。

還有一些學(xué)理工科的人，他們愿意到科技企業(yè)工作，讓他們成為這個領(lǐng)域的教師非常困難。美國的科學(xué)教師認證體系，也使得一些教師望而卻步。

第三個就是缺乏好的人生導(dǎo)師和模范。教師不是使你看起來像姚明或者邁克爾·喬丹，或者某個明星一樣，我們現(xiàn)在需要重塑理工科人的形象。在社交媒體上，雖然有這方面的一些宣傳，但是實質(zhì)上我們還需要做更多的工作。

現(xiàn)在我們還面臨其他的挑戰(zhàn)，我們?nèi)狈玫恼n程或者好的教學(xué)方法吸引學(xué)生。美國蓋勒普的民意調(diào)查顯示，70%的學(xué)生在小學(xué)階段都愿意學(xué)習(xí)科學(xué)，但是到了中學(xué)就下降到了30%。為什么會下降？為什么這些學(xué)生到了高年級就不愿意學(xué)了呢？在確保參與STEM這方面，我們需要包含進入解決問題的過程，然后要提供給學(xué)生機會進行創(chuàng)造。

在我們的學(xué)生當中，我們希望能夠提高女童在這方面的參與。創(chuàng)造和創(chuàng)意，似乎在男女之間有一些差別，女性往往同時具備創(chuàng)意、創(chuàng)造力和具體做事的能力，而男孩往往善于做具體確切的事情，不太善于做創(chuàng)意方面的東西，女性在這方面更有優(yōu)勢。

此外我們也需要幫助學(xué)生社交能力的發(fā)展。在這方面要讓學(xué)生加入到STEM的課程當中，我們需要培養(yǎng)他們的軟技能。軟技能很重要，往往在教學(xué)的過程當中會喪失，我們希望在這個過程當中有好的交流。

我之前的同事說到要能夠進行合作，同時也要堅韌不拔，要有創(chuàng)新精神，不僅是在STEM課程當中，在所有的課程當中，都應(yīng)該具備這樣的技能。因此在STEM學(xué)習(xí)當中我們所做的就是利用設(shè)計思維策略將學(xué)習(xí)分為3個步驟：找到問題，頭腦風(fēng)暴、設(shè)計，形成最終的設(shè)計方案。

我們分了3個等級，第一個元素就是用你的想象力，用你的觀察定義和甄別一個問題。有些學(xué)生往往不知道生活當中面臨的問題是什么，他們聚焦于一個事件的發(fā)展方向，卻忽略了這個事件其實是在朝另外一個方向運動的。在數(shù)學(xué)、科學(xué)和工科領(lǐng)域都是這樣的，我們教授學(xué)生如何甄別這些問題和定義問題，教授給不同年級的學(xué)生這一點。在英語、語言學(xué)習(xí)、寫作、閱讀這些方面，確保學(xué)生在各個學(xué)科當中都具有這個能力，而不是像我們今天看到的所有學(xué)科都是孤立的。

第二個就是讓學(xué)生參與，設(shè)計出樣品和原形，比如說讓學(xué)生嘗試不同的想法，創(chuàng)造出不同的設(shè)計和樣品，得到相應(yīng)的反饋，具有創(chuàng)造性，同時也要堅韌不拔。比如說剛剛那個橋的模型，如果它在測試當中倒塌的話，需要重新做，創(chuàng)造出一個新的橋。

第三點就是鼓勵學(xué)生創(chuàng)造出一個最終的產(chǎn)品。很多時候，在課堂教學(xué)和傳統(tǒng)課堂當中，學(xué)生的事業(yè)或者創(chuàng)新都止步于一個樣品，我們希望他們的樣品最后是能夠在真正的生活當中應(yīng)用的，得到一個真正的產(chǎn)品應(yīng)用于社區(qū)，甚至超越社區(qū)到州層面，甚至到國際層面，真正創(chuàng)造解決問題的方法。

讓我們再來拆分一下，進行詳細的講解。我在這里強調(diào)一下同理心，這是非常關(guān)鍵的。我們希望學(xué)生跟客戶聯(lián)系在一起，很多時候我們理所當然地認為，對于客戶，我們作為產(chǎn)品或服務(wù)的提供者，對客戶有最好的了解。但是我們?nèi)狈Φ囊稽c就是沒有去問問題，所以我們希望學(xué)生能夠去問問題，了解客戶的需求，這也是我們在這個過程當中應(yīng)該鼓勵學(xué)生做的，讓他們找到潛在的用戶，調(diào)查用戶需求，讓他們設(shè)身處地地為客戶著想，然后搜集信息，定義方案，不斷完善解決方案。endprint

在這個過程當中，他們會得到反饋，然后不斷完善。以校園挑戰(zhàn)為例，就是讓學(xué)生在校園當中到處走動，找到一些可以創(chuàng)新的點。他們需要搜集數(shù)據(jù)，對這些創(chuàng)新進行分類，然后找一個新問題，并致力于解決這個問題。可能一些學(xué)生在看到一些創(chuàng)新的時候就會想，我原來有這個問題，但是有些人已經(jīng)在這里提供了解決方案，學(xué)生就會去尋找下一個可能存在的問題，然后進行解決。在這個過程當中，他們會采訪家長、教師、保安，然后再做出一個相關(guān)問題的陳述，他們可能在陳述前解決了問題，也可能在作完陳述之后發(fā)現(xiàn)那并不是真正需要解決的問題。

曾經(jīng)有一個中學(xué)生發(fā)現(xiàn)學(xué)校大廳非常擁擠，儲物箱往往不足，有時候還需要排隊。他就采訪了門衛(wèi)、學(xué)生、教師，甚至采訪了我。他衡量了空間，重新對室內(nèi)進行擺放和設(shè)計，看需要多少儲物箱，需要多少空間。我們于是鼓勵這個學(xué)生開始進入到設(shè)計環(huán)節(jié)和測試，這樣的反思是非常重要的。在每一個節(jié)點上，我們都希望學(xué)生能夠暫停一下，然后反思一下這是不是正確的前進方向。很多時候我們都是做了之后再想，我們對于學(xué)生的期待，就是在學(xué)習(xí)的過程當中、社交的過程當中、生活的過程當中、和父母交流的過程當中，三思而后行的重要性。然后需要再出去和用戶進行談話，和學(xué)生談?wù)?，和社區(qū)當中的家庭談?wù)?，確保他們最初設(shè)計出的方案，能夠解決他們所發(fā)現(xiàn)的問題。之后，學(xué)生會進行一些改進，會看他們這個產(chǎn)品做得怎么樣，做出一個原型，再對原型進行測試。當然了，原型不是一次就行，原型也可能不太漂亮，就是用很粗糙的方法做出來的，還不是用非常高級的材料，比如學(xué)校餐廳里面的廢料。他們通過這樣的方法不斷測試，現(xiàn)在在我們學(xué)區(qū)的幾個學(xué)校都在推廣，是有用的。

還有一個問題就是展示?，F(xiàn)在學(xué)生發(fā)短信非?？?，手指按得非?？欤撬麄兊谋磉_能力、面對觀眾的演講能力很差，因此在整個過程當中還有一點，就是他們必須把他們的成果展示給觀眾，觀眾可能是教師、同學(xué)或者是家長，不管是誰，他們必須去做這件事情。

校園挑戰(zhàn)，其實差不多就是學(xué)生要去反思，完成挑戰(zhàn)，并且展示他們的成果。我們發(fā)現(xiàn)這個夢想設(shè)計和行動能夠讓更多學(xué)生參與。我們知道，創(chuàng)客空間在中國也在興起，在我們國家也是一樣的，在美國大家都知道創(chuàng)客空間是什么樣的。創(chuàng)客空間是為了鼓勵學(xué)生實踐，讓他們有創(chuàng)造力，給他們平等獲得成功的機會。平等非常重要，我們國家的科學(xué)中心、國家科學(xué)教育標準，都說到了必須要有平等的機會。

我們還要在學(xué)生中促進他們的社會和情感的一些品質(zhì)，也希望可以加強他們對于STEM的興趣。我們把設(shè)計思維和傳統(tǒng)的探究式科學(xué)教育法作一個比較，覺得設(shè)計思維有更多的可持續(xù)性，而且在推廣的時候能夠更加有效。這不僅限于理工科，還可以把這種方法運用到其他學(xué)科教學(xué)中。endprint