從“初嘗囫圇”到“細(xì)品甘甜”，走出“項(xiàng)目化”新路徑——看上海的STEM實(shí)踐

作者：孫亦真

今年的上海兩會(huì)上，不少民主黨派、政協(xié)委員紛紛針對STEM教育提交相關(guān)提案及大會(huì)發(fā)言，在他們看來，面向青少年的STEM教育，在國家科技自立自強(qiáng)體系建設(shè)中，無疑起著“建立龐大人才儲(chǔ)備、激發(fā)后備人才探索欲”等重要作用。作為國內(nèi)STEM教育先行者，上海如何用“洋方法”助推教與學(xué)方式變革？記者開展了調(diào)查采訪。

通過制作校園導(dǎo)覽手冊，向外國客人介紹花香校園文化；通過收集身邊的校園新聞，在“校園電視臺(tái)”策劃一場別開生面的新聞播報(bào)；把博物館搬進(jìn)校園，化身策展人，與科學(xué)家們跨時(shí)空對話......曾以為的課堂是教室內(nèi)的三寸講臺(tái)，是課本上的例題公式；而如今在上海的校園里，傳統(tǒng)教育學(xué)的條條框框似乎已經(jīng)“銷聲匿跡”。
作為中國近代科學(xué)與工程教育的發(fā)源地，早在2014年，上海以教育綜合改革為契機(jī)，先行先試，推廣跨學(xué)科科學(xué)教育，首創(chuàng)性地提出“STEM+”的定位，大力培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、工程實(shí)踐能力和問題解決能力。歷經(jīng)十年的不懈探索，上海STEM+教育項(xiàng)目走出了一條特色之路、創(chuàng)新之路。目前，STEM+教育的600多所實(shí)驗(yàn)學(xué)校覆蓋全市，學(xué)段貫穿幼兒園至高中。

受訪者供圖

繼2020年出臺(tái)《義務(wù)教育項(xiàng)目化學(xué)習(xí)三年行動(dòng)計(jì)劃（2020—2022年）》之后，上海市教委于2023年發(fā)布《關(guān)于實(shí)施項(xiàng)目化學(xué)習(xí)推動(dòng)義務(wù)教育育人方式改革的指導(dǎo)意見》，吹響了在義務(wù)教育階段全面啟動(dòng)實(shí)施項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的號(hào)角。據(jù)上海市教育科學(xué)研究院普通教育研究所副所長夏雪梅介紹，項(xiàng)目化學(xué)習(xí)以發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造性地解決真實(shí)世界中的問題為導(dǎo)向，是落實(shí)STEM教育的關(guān)鍵育人方式。

問題驅(qū)動(dòng)，摸索跨學(xué)科融合“主心骨”

“水杯雖然材質(zhì)各異、顏色不同，但形狀卻大多是圓柱形的，這是為什么呢?”“戶外活動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn)小水溝堵塞怎么辦？”當(dāng)熟悉的生活成為知識(shí)的源頭，探索未知的欲望便油然而生；而STEM教育正是以真實(shí)問題解決為任務(wù)驅(qū)動(dòng)，讓學(xué)習(xí)自然發(fā)生的“跨學(xué)科式”教育。
“跨學(xué)科”并非什么新鮮詞，卻至今爭議不斷。假設(shè)以“蝴蝶”為主題設(shè)計(jì)課程任務(wù)，在語文課中，學(xué)生要去讀關(guān)于蝴蝶的詩和兒歌，講關(guān)于蝴蝶的故事；在美術(shù)課中，學(xué)生要去畫蝴蝶畫、做蝴蝶裝飾；在數(shù)學(xué)課中，學(xué)生要去計(jì)算蝴蝶的數(shù)量......看似這其中涉及的學(xué)科很多，但這些學(xué)科知識(shí)仍然是零散的，只是圍繞“蝴蝶”這個(gè)主題的知識(shí)拼盤。真正的“跨學(xué)科”應(yīng)該是“你中有我，我中有你”，每部分的知識(shí)可以單獨(dú)拆解出來，但只有交織融合起來才能解決問題。
“STEM教育雖然強(qiáng)調(diào)綜合，但它仍然會(huì)有一個(gè)主學(xué)科。”以上海小學(xué)階段的科學(xué)教材為例，“小小工程師”是其中的核心單元。一年級(jí)的“植物標(biāo)識(shí)牌”、六年級(jí)的“節(jié)能小屋”，“上海的科學(xué)教材相對來說是以工程作為核心載體來帶動(dòng)孩子們整合不同的學(xué)科知識(shí)。”夏雪梅表示，工程不僅僅是實(shí)踐，而是更強(qiáng)調(diào)在有約束的條件下，通過滿足一定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)來產(chǎn)生能夠解決人類真實(shí)問題的可用成果。

雙向奔赴，協(xié)力解答科學(xué)教育“加法題”

作為東方大國的“教育高地”，上海匯聚了眾多知名高校和科研院所，宛如一座璀璨的人才寶庫，為STEM 教育的發(fā)展創(chuàng)造了豐沃的土壤，而基礎(chǔ)教育是建設(shè)教育強(qiáng)國的基點(diǎn)。如何推動(dòng)基礎(chǔ)教育對接高等教育，實(shí)現(xiàn)“雙向奔赴”，協(xié)力解答科學(xué)教育“加法題”，是上海STEM教育面臨的重要問題。
《仿生機(jī)械魚》課程是由上海青少年科學(xué)社STEM項(xiàng)目組聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)、上海交通大學(xué)等雙一流高校，市科協(xié)所屬各學(xué)會(huì)、協(xié)會(huì)、研究會(huì)專家，以及上海市各知名中小學(xué)一線教師自主研發(fā)的STEM系列科學(xué)課程之一。“通過這次課程，我不僅了解了仿生學(xué)的應(yīng)用，還完成了一個(gè)可以自主在水上游動(dòng)的仿生魚，很有意義?！币晃粎⑴c課程的同學(xué)表示。
除了與高校開展的STEM合作項(xiàng)目外，也有科研院所主動(dòng)“向下銜接”，為基礎(chǔ)教育階段的學(xué)生們搭建探索科技高峰的成長階梯。由長寧區(qū)教育局、中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所戰(zhàn)略研究室牽頭成立的“微芯”實(shí)驗(yàn)室打造的多層級(jí)、模塊化芯片科學(xué)課程，30萬級(jí)凈化車間、風(fēng)淋室、黃光間，包括光刻機(jī)在內(nèi)的全套芯片工藝設(shè)備和設(shè)施......學(xué)生從從踏進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的第一步起，就能真實(shí)體驗(yàn)芯片研究的全過程。

小步長程，培養(yǎng)智能時(shí)代“心智自由”人

“培養(yǎng)什么樣的人”是教育的首要問題。面對如今這個(gè)信息技術(shù)快速發(fā)展、人工智能全方位滲透的時(shí)代，技術(shù)正在深刻影響和改變著我們的工作、學(xué)習(xí)和生活。2019年，世界銀行發(fā)布的報(bào)告中就指出，機(jī)器人正在接手成千上萬的重復(fù)性工作；今年的諾貝爾獎(jiǎng)，AI出人意料地成了“最大贏家”......種種跡象表明，智能時(shí)代需要的不再是標(biāo)準(zhǔn)化人才，而是能夠更好地適應(yīng)充滿未知和挑戰(zhàn)、具有不確定性的世界和未來的創(chuàng)新型人才。
“上海在構(gòu)建高質(zhì)量教育體系過程中對人工智能的高度關(guān)注助推了STEM教育的發(fā)展。”夏雪梅表示。不久前，上海市教育委員會(huì)關(guān)于印發(fā)《上海市推進(jìn)實(shí)施人工智能賦能基礎(chǔ)教育高質(zhì)量發(fā)展的行動(dòng)方案（2024—2026年）》，明確打造人工智能與上?；A(chǔ)教育融合發(fā)展的新高地、新業(yè)態(tài)和新模式?！胺桨笇⑷斯ぶ悄茏鳛榈胤秸n程，支持孩子們對該技術(shù)的認(rèn)知和場景應(yīng)用的意識(shí)。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是為了成為心智自由的終身學(xué)習(xí)者。世界變化越快，越需要回歸自我?！毕难┟氛J(rèn)為，學(xué)習(xí)本身就不是單一化、功利化的選擇。沉浸在學(xué)習(xí)本身所帶來的挑戰(zhàn)和快樂的過程當(dāng)中，而不是為了未來的可能性而犧牲當(dāng)下學(xué)習(xí)的幸福。
從一知半解到逐步深入，上海正在推進(jìn)STEM教育的漫漫長路上留下堅(jiān)定而深刻的足跡。