新加坡STEM課程概述

王曉宇 王俊民 林長春

新加坡非常重視基礎(chǔ)教育的發(fā)展，注重人力資源的開發(fā)，并培養(yǎng)了眾多優(yōu)質(zhì)學(xué)生。PISA2015結(jié)果顯示，新加坡學(xué)生以564分的最高綜合評分位列第一，并且在數(shù)學(xué)、閱讀和科學(xué)三大評估領(lǐng)域中都獲得了最高分[1]。

新加坡高度重視培養(yǎng)綜合性理科人才，通過多種手段積極投入STEM教育。在新加坡，家長和學(xué)生都會積極了解STEM職業(yè)，教育系統(tǒng)著力培養(yǎng)學(xué)生對數(shù)學(xué)和科學(xué)的興趣，同時新加坡政府也致力于創(chuàng)造STEM環(huán)境[2]。2014年，新加坡教育部提出“每所學(xué)校都是好學(xué)校（Every school is a good school）”項目計劃[3]，大力發(fā)展STEM教育。在此，將以新加坡STEM應(yīng)用學(xué)習(xí)計劃（STEM Applied Learning Programme，簡稱STEM ALP）為例概述其課程。

一、STEM 應(yīng)用學(xué)習(xí)計劃簡介

新加坡教育部提出的“每所學(xué)校都是好學(xué)校”項目計劃要求每所學(xué)校都要發(fā)展兩個具有校本特色的項目，即應(yīng)用學(xué)習(xí)計劃（Applied Learning Programme）和終身學(xué)習(xí)計劃（Learning for Life Programme）。其中應(yīng)用學(xué)習(xí)計劃就是基于科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)（即STEM）的理念，旨在鼓勵學(xué)生把知識運用在解決現(xiàn)實問題上，為學(xué)生提供更具實踐意義的學(xué)習(xí)活動，提高學(xué)生在當今世界的競爭力[4]。

2014年，受教育部資助，新加坡科學(xué)中心成立了STEM公司（STEM Inc.），開發(fā)并實施了科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)應(yīng)用學(xué)習(xí)計劃（STEM ALP）[5]。該計劃致力于激發(fā)學(xué)生對STEM學(xué)習(xí)的熱情，旨在培養(yǎng)未來具有STEM素養(yǎng)的科學(xué)家、技術(shù)專家、工程師和數(shù)學(xué)家。STEM公司擁有豐富的硬件設(shè)備以及專業(yè)的STEM教師，因此，很多學(xué)校與其合作，共同促進STEM ALP的實施。目前新加坡共有66所中學(xué)與STEM公司合作，由公司在校內(nèi)提供STEM應(yīng)用學(xué)習(xí)課程。2016年，STEM公司獲得了亞太科技中心網(wǎng)絡(luò)（Asia Pacific Network of Science & Technology Centres）頒發(fā)的創(chuàng)意科學(xué)傳播獎。

工業(yè)伙伴計劃（簡稱IPP）是STEM公司一項為期兩年的可再生計劃，鼓勵每個行業(yè)合作伙伴與兩所選定的學(xué)校合作。該計劃由兩部分組成，即協(xié)作項目（Collaborative Projects）和特殊項目（Special Projects）。其中協(xié)作項目是指行業(yè)合作伙伴與學(xué)校共同開展真實性項目，特殊項目是指由行業(yè)合作伙伴支持的學(xué)校競賽、研討會、交流計劃和相關(guān)活動，包括贊助項目和合作項目兩類。學(xué)生不僅可以到高校的實驗室向教授學(xué)習(xí)，還能向真正的企業(yè)家、工程師學(xué)習(xí)[6]。

二、STEM ALP課程內(nèi)容

新加坡的STEM ALP課程注重解決現(xiàn)實問題，將學(xué)科教學(xué)融入高度整合的學(xué)習(xí)范式中，幫助學(xué)生以一種整合的方式進行學(xué)習(xí);教師設(shè)法以有趣的方式授課，以激發(fā)學(xué)生對STEM課程的熱情。STEM ALP課程共有12個主題（見表1），學(xué)校可選擇一或兩個主題開展應(yīng)用學(xué)習(xí)[7]。

STEM公司為每個主題的課程都制定了詳細的課程大綱供學(xué)校參考，包括具體的課時、每節(jié)課的主題等。以下，將以第五個主題“可替代能源”和第六個主題“城市設(shè)計與創(chuàng)新”為例，介紹具體的課程內(nèi)容。

1.主題案例：可替代能源

在該主題的課程中，學(xué)生先通過實踐活動了解節(jié)能、能源轉(zhuǎn)換以及替代能源或可再生能源的來源;使用生物柴油、燃料電池等進行實驗，并研究太陽能路徑，以了解現(xiàn)實生活中與能源生產(chǎn)和消費相關(guān)的應(yīng)用。同時，學(xué)生還要學(xué)習(xí)可再生能源對環(huán)境造成的影響，以提高社會責任感。

在這個主題中，學(xué)生將使用循環(huán)水瓶制造風(fēng)力渦輪機，同時將發(fā)電機和風(fēng)力渦輪機結(jié)合起來制造風(fēng)力發(fā)電機;要使用再生材料制造太陽能汽車，并探索太陽能電池板產(chǎn)生的電力;通過一系列的實驗以及一些簡單的計算，確定最佳汽車性能所需條件。具體課程內(nèi)容見表2。

2.主題案例：城市設(shè)計與創(chuàng)新

該主題的課程旨在透視現(xiàn)實城市生活中的問題，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，嘗試通過設(shè)計問題解決方案來修復(fù)受損的生存環(huán)境。城市農(nóng)業(yè)和廢物管理是該主題下的兩個主要方向。

在城市農(nóng)業(yè)課程中，學(xué)生將學(xué)習(xí)垂直農(nóng)業(yè)的概念。通過在城市建設(shè)中考慮農(nóng)業(yè)因素，學(xué)生可提高自身的工程能力。例如：當植物被周圍的建筑物阻擋，如何才能讓植物獲得充分的陽光。在廢物管理課程中，學(xué)生要探究并學(xué)習(xí)廢物分類以及廢物管理過程中所用到的現(xiàn)代技術(shù)，體會廢物得到充分處理的重要性。在整個學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生都要面臨設(shè)計電子廢物分類器的挑戰(zhàn)。具體課程內(nèi)容見表3。

三、新加坡STEM課程的特點

1.課程內(nèi)容與現(xiàn)代科技接軌

分析新加坡科學(xué)中心12個STEM主題的課程大綱可以發(fā)現(xiàn)，每個主題的課程內(nèi)容都包含現(xiàn)代科技的成果，使學(xué)生通過STEM課程可以接觸最新的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，而非只是通過課本學(xué)習(xí)知識，有助于學(xué)生緊跟時代發(fā)展的步伐，走在科技應(yīng)用與發(fā)展的最前沿。

2.課程內(nèi)容高度整合，注重培養(yǎng)學(xué)生的高階思維和綜合能力

STEM ALP的課程內(nèi)容十分注重科學(xué)與技術(shù)、技術(shù)與工程、科學(xué)與工程等學(xué)科在實際生活應(yīng)用中的融合。即課程內(nèi)容十分注重不同領(lǐng)域的有機結(jié)合，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可以深切感受到整合的理念。同時，課程內(nèi)容的選擇也格外注重培養(yǎng)學(xué)生的高階思維和綜合能力，例如設(shè)計思維、計算思維、批判性思維、系統(tǒng)思考的能力、分析問題和解決問題的能力等。

3.讓學(xué)生接觸真實情境中的STEM職業(yè)

面對STEM行業(yè)人才緊缺的現(xiàn)狀，新加坡采取了一系列措施。在STEM課程每個單元的第一節(jié)課，教師都會向?qū)W生介紹相關(guān)的STEM職業(yè)，幫助學(xué)生了解現(xiàn)實生活中的STEM職業(yè)，消除學(xué)生對STEM職業(yè)的偏見。同時，STEM公司還會邀請從事STEM職業(yè)的專業(yè)人員和學(xué)生交流，提高學(xué)生對STEM職業(yè)的興趣和認同。

4.評價方式靈活

教師會采用小組比賽、游戲等方式檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，而不是采用紙筆考試的方式，這使學(xué)生能夠以一種放松的狀態(tài)學(xué)習(xí)STEM 課程，并更好地在實踐中學(xué)習(xí)。

5.與科學(xué)中心合作，為學(xué)生提供更充分的資源

新加坡教育部鼓勵學(xué)校與科學(xué)中心合作，最大的受益者是學(xué)生。由于學(xué)校硬件資源有限，STEM教師資源也比較缺乏，難以為學(xué)生提供充分且專業(yè)的STEM教育。新加坡科學(xué)中心擁有最大最齊全的科學(xué)教育資源，擁有更專業(yè)的STEM教育團隊，可以給學(xué)生提供更科學(xué)的STEM教育，在一定程度上減輕了學(xué)校的負擔。

參考文獻

[1]OECD.Programme for International Student Assessment[EB/OL].[2018-12-24].http：//www.oecd.org/pisa/.

[2]Elizabeth K Worsham， Aaron Clevenger， Kelly A WhealanGeorge.STEM Education Discrepancy in the United States and Singapore[J].Beyond： Undergraduate Research Journal，2016（1）.

[3]Ministry of Education，Singapore.Every School A Good School[EB/OL].（2018-11-11）[2018-12-20].https：//www.moe.gov.sg/education/education-system/every-school-a-good-school.

[4]馮岳.新加坡STEM教育的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J].浙江教育技術(shù)，2018（2）：61-64.

[5]劉徽，吳鑫.新加坡真實性學(xué)習(xí)的實施研究[J].比較教育研究，2018（7）：51-58.

[6]Science Centre Singapore.Industrial Partnership Programme[EB/OL].[2019-01-12].https：//www.science.edu.sg/stem-inc/industrial-partnership-programme.

[7]Science Centre Singapore.Applied Learning Programme[EB/OL].[2019-03-15].https：//www.science.edu.sg/stem-inc/applied-learning-programme.

（責任編輯? ?郭向和）