3月23日，隨著奧巴馬政府再撥款2.4億促進STEM教育，使STEM教育又一次成為今年美國教育最熱的熱點。STEM，即Science、Technology、Engineering、Maths這四個詞的開頭字母的組合，為了培養在未來競爭中領先世界的人才，美國奧巴馬政府從娃娃抓起，鼓勵孩子探索科學、技術、工程和數學領域，把培養下一代的科技理工素養作為立國之本之一。

　　毫無疑問， 以“解決問題、邏輯思考、批判性思考和創造力”為核心的科技理工素養，將成為一種讓孩子們跟上時代發展腳步的必備能力。

　　韓澤耀博士（浙江大學信息電子專業博士，曾在世界500強企業任職至研發總監的韓博士，現于致力于青少年科技創新教育的慕客信科技任CTO一職，是開源硬件、3D打印相關領域的創客與極客），看看他對STEM教育的認識， 中國的STEM教育發展最主要的問題在哪里，父母可以怎樣通過家庭教育，助力培養小創客們么……

　　中國教育問題：缺乏解決實際問題的工程師

　　近年來，世界范圍內科技教育研究者們，越來越意識到在實際的社會分工中從事技術和工程的人數要遠遠高于從事科學和數學的工作的人數，而學校教育卻更加偏重科學和數學的教育。這一種教育的反差現象，在中國尤其明顯。 我國的課程體系中，有關工程和技術的課程受關注程度不高、比重又很低。

　　“我們總說的理工科，實際上‘注重在理，而不是工’”，韓博士認為“像我本科畢業的浙江大學電子系，本科階段講了很多物理電子、微電子、量子力學等理論知識，但很多同學畢業后，都不是去做科學家的，他們的工作是解決社會上的實際問題，而很多學過的理論知識并沒有切中社會最需要的東西”。

　　因為怎樣“解決實際的問題”的工科思維還沒有打開，導致了很多人不知道怎樣把書本上的理論知識運用到解決實際問題上，從而造成了整個社會最缺的就是訓練有素的工程師。

　　要從小開始培養孩子解決問題的能力

　　解決問題能力的培養，是美國教育界一貫非常重視的， “積極地參與科學實踐比起死記硬背科學定理更加重要”，這已經成為美國STEM教育工作者的一個共識。

　　在2013年出爐的美國最新的《下一代科學課程標準的最終版》中，最顯著的一個特點減少了K -12科學教育理論知識的覆蓋面， 增加孩子動手操作的機會，有意識地將孩子置于問題解決的真實情境之中，引導他們通過持續的動手操作，增進對科學概念的深層理解，提高他們解決現實問題的能力。

　　而在韓博士看來， “STEM教育最關鍵的就是讓孩子動手去實踐、去鉆研，而不是自己手插口袋看別人在做”，包括了理論和技能兩塊STEM教育是一個綜合性的體系，是必須把實踐和以往知識相結合的，正彌補我們傳統教育中所忽略的知識應用的問題。

　　而中國的家長和教育工作者必須要注意的一點是， 與美國的孩子相比，包括中國孩子在內的亞洲孩子在動手能力上，整體上都是欠缺的。美國孩子很小的時候，就會以玩的方式，在家和學校，開始接觸到需要動手來操作的科技知識。相比之下，中國“孩子寧愿去好好做一個試卷，而不是把時間用在去組裝一個宜家的桌子”。

　　以3d打印為例看解決問題能力的培養

　　STEM教育的最大的挑戰之一就是如何設計引人入勝的課題，使孩子在比較小的年紀，且還未對數學、科學、工程類理工學科產生抵觸情緒之前，產生學習的興趣。從這個角度來說，3D打印是最好的切入方式之一——讓孩子將想象變成現實，具有親眼所見的最直觀的效果。我們也不妨以此為例談談STEM教育是怎樣提升孩子解決問題的能力。

　　作為STEM試點學校，2014年9月開始，上海世界外國語小學2至5年級每周推出了“STEM陽光下午”。以四年級的歷時8個課時STEM綜合課的為例，孩子們的任務是用同樣多的材料設計一個容器，并用3D打印機“打印”出來。數學計算、美術構圖、物理公式、計算機知識……一個小小的任務讓原先只能在紙面上寫寫算算的“應用題”，立體起來。

　　這個過程開始得越早越好。就像孩子畫畫，最初畫出來的是最純真、有趣的，而之后當他學的各種技法，就像“一塊布，蓋掉了之前天才的想法”，反而畫不出以前腦子里想的東西了。科創也是一樣，孩子根據他看到的、想到的東西創造新的東西，想各種辦法去實現他的創意。但是當他真正的“被所有的知識理過一遍”以后，這些富有想象力的創意可能也就沒了。

　　提供創客的土壤：激情、天賦與科學素養

　　“創客”一詞來源于英文單詞“Maker”，是指出于興趣與愛好，努力把各種創意轉變為現實的人。近期因為李克強總理頻頻對“創客”點贊，而被譽為“創造中國經濟社會發展的未來的重要推動力”，一個已經被預見到的趨勢是，今后的孩子將要進入“創客”式學習的新時代。“創客”會極大地改變孩子的學習方式甚至是圈子，鍛煉孩子的動手能力，提升孩子的想象力及創造力。怎樣加強引導和培養，從小挖掘出更多的小創客們？且看專家們給到各位家長的建議。

　　1、讓孩子享受到想法變成現實的快樂

　　被譽為“創客教父”的美國人Mitch Altman，他發明了一個可以關閉任意一個品牌的電視的產品TV-Begone，“一開始，我只是覺得人們天天盯著電視屏幕很不好，于是期望做一個搞怪的東西，我并沒有把它當成一個產品，但是一些朋友喜歡它，我就做一些給他們，沒想到這個東西在全球賣了50萬臺”

　　“我們只是在做自己內心深處覺得很酷的東西，并與他人分享，然后這個東西就會自己成長起來，而只有真的投入激情，才能進入到創客的狀態”，在Mitch Altman看來，要想讓孩子成為創客，家長一定要鼓勵孩子探索他們生活中真正熱愛的事物，讓他們富有激情、非常興奮的事物，讓他們享受到因為自己的想法最終變成現實的那種快樂。

　　2、越早探索越助于發現天賦

　　韓博士多年的教學中，也曾發現了許多極具熱情和天賦的孩子，“在我們的3D打印課程中，有自閉傾向的孩子，在DIY 3D打印機中，卻能很投入地做出一臺精細的機器；還有平時愛打游戲的網癮少年，深深的沉浸在了玩機器組裝建模和打印中，做出了很多有趣好玩的東西。這些都給了孩子很大的熱情、自信心和成就感”。

　　怎樣培養未來社會需要的創客？韓博士的建議是 “越早讓孩子嘗試科創方面的探索，也越能激發出孩子的才華和創造力，可以讓孩子更迅速而更有目標，而不是等到大學或者工作以后很久才發現。”考試中90分和89分的差別，是不能辨別出誰更適合以后從事相關的方向。但是在科創課中，就會發現哪些孩子的實戰能力更強、更有天賦，越早發現孩子的優勢就可以進行進一步的培養。

　　3、在四種學習過程中加強科學素養的培養

　　對于很多家長關心的怎樣系統的提高孩子的科學素養，打好未來科創的基礎，STEM教育專家們提出必須從科學素養和STEM教育的角度，重視以下四種科學學習過程，希望這些建議能給到各位家長啟發和幫助。

　　科學閱讀：

　　提倡科學閱讀的目的是提高孩子自學科學的能力，豐富孩子的知識面，拓展視野。在科學教育中往往注重深度忽視了廣度，目前孩子很少閱讀科普書籍，沒有時間收看科技節目，科學知識面狹窄已經成為制約孩子創新能力的重要因素。閱讀應注意采百家之言，現在了解不同的體系，未來就會相信存在不同的體系，才能夠突破現有體系的束縛，創立新的理論。

　　科學推理：

　　科學推理能力的缺失，將使得孩子不能做到“大膽假設”更難以做到“去偽存真”。在科學教育中應注重科學推理能力的培養，在科學閱讀資料中，除了百科全書式的“知其然”的內容，更應當增添福爾摩斯式的“知其所以然”的內容。

　　科學建模：

　　科學推理能力和科學建模能力是科學家構建理論體系的最重要的能力。面向21世紀的復合型創新性人才要能夠建一家之言，既需要科學推理帶來的定性分析，更需要科學建模將數據用數學工具表達出來。科學建模的能力與孩子數據素養水平密切相關。

　　科學工程：

　　科學是建立在實驗的基礎上的，以往的科學實驗大多是為了獲取定性或定量的數據驗證或探究科學結論作為其主要目的。科學實驗離不開科學儀器，過去出于快速得到科學結論的目的出發，總是希望儀器是現成的，越快得到數據越好。但是如果從孩子未來獨立從事科學研究的角度出發，讓孩子從實驗的目的出發，自主搭建甚至設計實驗儀器將會大大鍛煉孩子的STEM能力。

　　文章來源于公眾號：爸爸真棒

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