英聯邦成員國STEM教育 考察報告之五：新加坡經驗

劉黨生

新加坡，早年就是下南洋的首選之一，及至改革開放之初，又成了我們了解西方的窗口。新加坡領導對我國的影響值得一書，而我國的新加坡園區和新加坡學校也讓我們近距離地了解了西方文明和文化。最近國家總理又到訪獅城……有著華人烙印的新加坡教育始終是我們觀測東西方的基地。

基于媒介的行前“攻略”

新加坡重視STEM綜合教學，因為生活中發生的大多數問題都需要應用多種學科的知識共同解決。自2014年起，新加坡教育部與新加坡科技館合作，在中學推行STEM有關的應用學習項目，鼓勵學生創造性地解決實際問題，同時促進終身學習……我們想了解都取得了哪些成果？

根據調查，東南亞企業對STEM方面的人才需求越來越大，而新加坡修讀STEM學科的學生超過52%，明顯高于其他東盟國家35.8%的平均值。報告還指出，新加坡要繼續鼓勵STEM相關人才培養，這是培養面向未來的人才……我們想知道經典案例有哪些？

根據國際數學和科學趨勢研究（TIMSS）最新公布的評測結果，新加坡學生再次在數學和科學科目中排名第一。全球60余個國家參與此次國際測評……我們想知道，為什么新加坡學生的數理化成績遠超世界各國？

新加坡全社會都積極配合學校開展科教實踐活動……這其中有哪些地方值得我們學習、深思？

來自交流的現實修正

新加坡的教育從政策開始除舊布新，花20年時間循序減少30%的教學內容，減少傳統講述教學，把時間用來引導孩子主動學習、活用知識。他們的教育政策重視“把知識用出來的能力”，教師不再一味趕課，而是留下時間和空間進行教學活動，培養學生批判思考與自主學習能力。2010年，新加坡提出“二十一世紀新技能”的教育方針，將二十一世紀新技能拆解成由淺入深的同心圓，撰寫成課綱。由政府提供清楚的課綱與教案，讓學校的校長與教師的課程發展有憑有據。而在師培教育方面，新加坡國立教育學院明確培育下一代的教師，不是學“教什么”，而是培養其成為“終身學習者”，終身學習才能永遠跟得上時代變化。

新加坡教育部表示，邊實踐邊學習，而且不設考試，動手的樂趣等讓STEM應用學習項目在中學生中廣受歡迎。目前新加坡62%的中學提供了STEM相關應用學習項目。STEM應用學習項目分為8大領域、12個主題，每門課程都附有實操項目。希望通過STEM應用學習項目，讓學生可對未來的學業和職業做出更好、更明智的選擇。例如，新加坡巴特禮中學運用STEM來完成“香水調配”應用學習項目，它是目前新加坡首所選擇該主題的學校。該中學的學生不僅可以學習香水調配技術，還能親手設計和調配反映自己個性的香水。再如，為了幫助學生了解海上遠程操作車輛（ROV），某學校在課程開始時邀請一位海洋研究工程師向學生展示ROV以及一個簡化版本的海洋機器人，在之后的課程中，學生們將自己動手逐步打造該機器人。

自1995年TIMSS首次采用以來，僅就數學而言，以下四點是新加坡的做法，值得借鑒：（1）打好基礎/牢牢掌握。在新加坡，數學教學要求學生每一學年不僅要學習而且要能真正掌握一定量的學科概念。它的目標是讓孩子們更深入地理解內容從而取得優異的成績。（2）營造成長性思維的氛圍。新加坡教育部堅信“行之有效的教學法可以激發持久的學習動力而不只是為了應試而學習”。（3）強調直觀教學。新加坡的數學課程最擅長借助模型圖片法（Model-Drawing），使用圖形直觀呈現應用題。學生學習把應用題所陳述的內容圖片化，從而理解題目，找到解題方法。（4）心算是核心原則。新加坡鼓勵學生學會只運用大腦進行算術，強調要幫助學生只運用大腦進行算術，從而建立數覺和位值。這使得新加坡學生不僅能夠正確理解數學問題，而且能夠在不借助任何外部工具的情況下很快地解題。

新加坡科學館是享譽全球的頂尖科學館之一，擁有豐富的科學教育與展覽資源，七個展廳包括了850多個互動展覽，是學生與科學親密接觸的理想之地。這次我們見證了濱海堤壩環境下水資源的能源轉換及廣泛應用的科學技術。學生將學習到堤壩蓄水、防洪實驗模型，還有新加坡生態環境沙盤等；前往體驗館，學生們在實驗中了解新加坡的水源和環境，體驗應用科學對生活的影響。而在諸如新加坡國立大學等高校儲備的專題教學中，既有可穿戴式能源、自然納米、自然通訊、大規模儲電、電動車電池組講座，也有（導師經卡內基梅隆大學機器人編程專業認證）機器人示教學習（或康復及輔助性機器人和科技），還有跨學科創意教學，如廚房科學；還能參訪創新科技企業、孵化企業專注的科學技術應用。

與中國由商業機構推行STEM教育的方式不同，被納入基礎教育的新加坡STEM教育在教育部的帶領下，擁有更成熟的教學模式、更優秀的教師團隊和更優質的教學資源。

隨機生成的基層互動

新加坡在傳統的STEM教育中加入了“應用學習計劃Applied Learning Program（ALP）”目標，重點強調應用能力，而不只是知識的灌輸。他們希望引導學生在現實生活中發現問題，找到創新的解決方法，并讓他們看到STEM作為未來職業的可能。新加坡STEM課題組成員由政府從全社會招募組成，既有年輕的在職研究人員，也有退休的教育家，還有私人公司。要求學生們在ALP框架下模仿真正職場上產品研發的過程，與潛在使用者溝通，找到問題，對癥下藥。

在SIM國際學校，STEM教育采用項目制授課。項目制授課通過制定課題的方式，讓學生在項目周期內主動探索和實踐，建構知識和技能，達到培養內在綜合能力的目標。SIM國際學校的STEM教學緊貼現實生活設置命題，并通過科學模型模擬場景，學生得出結論過程即為求證過程。學校采取分組模式進行STEM教育。學生在解決項目課題的過程中，除了加深對STEM素養的學習，還能提高團隊協作能力。

比較廣泛被采用的STEM科學模型為：發現問題—提出方案—制作模型—測試模型—改進模型—解決問題。學生通過這一過程的循環，將逐漸掌握觀察、思考、實驗、動手和解決問題的能力。

Stratasys公司與新加坡科學館（Science Centre Singapore）旗下的STEM公司正式展開合作，共同在新加坡中小學和專科學院推廣3D設計與3D打印學習項目，讓學生能夠擁有親身體驗3D打印和制造技術的機會，并教授他們相關知識和技能。今年早些時候，Stratasys就與STEM公司合作，開展了為期兩天的試點工作坊。被邀請的學生在工作坊中學習使用設計繪圖軟件，并利用三維打印機將自己的設計打印出來，最終這項試驗計劃的學生反應極為熱烈。