香港STEM教育對中學生物教學的啟示

李遂梅

《教育信息化“十三五”規(guī)劃》明確指出，有效利用信息技術(shù)推進“眾創(chuàng)空間”建設(shè)，探索STEM教育等新教育模式。2019年6月，筆者作為廣東省中小學新一輪“百千萬人才培養(yǎng)工程”項目之“廣東省高中名教師香港培訓”中的一員，到香港進行了10天的參訪，現(xiàn)結(jié)合參訪經(jīng)歷說明香港STEM教育對中學生物教學的啟示。

一、香港STEM教育初探

1.政府及社會的大力支持

STEM教育雖近幾年才在香港興起，但香港政府和社會對此非常重視，行政長官的施政報告提出多項措施，強化香港科研發(fā)展，并從資金、人員、場館等方面給予了很大的支持。如政府每年給每所小學撥付10萬港元、中學20萬港元作為STEM教育專項資金;每年組織教師到海外進行培訓，2019年，香港組織了20位教師到新加坡培訓八個星期;每年組織校本資源小組到校指導師生開展STEM教育;每年組織STEM教育分享會，通過分享案例進行研討，實現(xiàn)以點帶面示范效應。

香港政府注重基礎(chǔ)性投入，提供環(huán)境支撐，以培養(yǎng)學生對科技創(chuàng)新的興趣，并推動科技教育融入課堂的普及，讓學生享受科技創(chuàng)新的快樂。2017年10月，教育局為了加強支持各中小學校推廣STEM教育，成立香港教育局STEM教育中心，致力于提高學生學習科學、科技和數(shù)學的興趣。STEM教育中心設(shè)有創(chuàng)客空間，配備先進設(shè)備和工具，如全彩立體打印機、立體掃描器、激光切割雕刻機等，讓學生參與更多探究、設(shè)計與制作的學習活動，有需要的學校通過預約就可以免費使用。此外，STEM教育中心經(jīng)常為教師舉辦有關(guān)STEM教育規(guī)劃和實施的課程，舉辦有關(guān)STEM教育中常用設(shè)備和工具使用的工作坊活動，為中小學生舉辦一系列學習活動，為伙伴學校提供校本支援服務，安排到校支援及舉辦經(jīng)驗交流會等。

香港的STEM教育工作有前瞻性，政府和社會對STEM教育給予關(guān)注與支持。2018年11月，成立香港STEM教育聯(lián)盟，自在為香港未來發(fā)展成國際創(chuàng)客中心積累具有創(chuàng)意及擁有綜合、協(xié)作和解難能力的科技人才。相關(guān)領(lǐng)導擔任主禮嘉賓，約700名關(guān)心和支持STEM教育的各界人士出席。

2.STEM教育助推“商—院—校”合作模式運用

STEM教育包含科學（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學（Mathematics）等多門學科。它強調(diào)真實性，強調(diào)小組合作和項目式學習，在真實情境下，學生以小組為單位，以項目形式解決真實的問題，這既為學生提供了更多實踐機會，又培養(yǎng)了學生將割裂的學科知識變成相聯(lián)系的整體知識的能力，提高了學生綜合解決實際問題能力、創(chuàng)新能力和合作能力。

在香港，無論大學、中學、小學甚至幼兒園都圍繞STEM教育設(shè)計主題教學活動。整個教育界和社會共同向這個方向發(fā)展，注重學生動手操作能力、跨學科學習能力、創(chuàng)造能力、協(xié)作能力和解決問題能力的培養(yǎng)，但中小學校往往設(shè)備落后或不夠齊全，致使一些設(shè)計無法制作或加工。為此，香港推行“商—院—校”合作的STEM教育模式，學校負責設(shè)計產(chǎn)品，大學院校給予學術(shù)或技術(shù)上的支持，商家負責把產(chǎn)品推向市場。在“2019電子教育電子商務電子管理及電子學習”展示的產(chǎn)品中，有許多是通過“商—院—校”合作模式產(chǎn)生的作品。

3.STEM教育創(chuàng)新學習方式

當世界亂了、社會變了、科技狂了、學習為重的時候，我們的學習應如何走向？香港一位教授說：“從宏觀上看，教育的最終目的是學生的未來;從微觀上看，教育的核心業(yè)務是學生的學習。在信息時代，學習應依賴科技，科技可以促進學習個別化，但科技的發(fā)展應是幫助到學生而不是單單教給學生技術(shù)。”

香港有的學校在探索中前行，與時俱進，將新的科學技術(shù)、STEM元素應用于各學科教學中，課程資源通過線上和線下實現(xiàn)共享，讓師生受益匪淺。STEM校本教材《在VR環(huán)境下的學習教程》讓我們看到用科技創(chuàng)新學習方式，看到未來教室和未來教育的發(fā)展方向。例如，運用STEM教育理念設(shè)計的古詩文學習課程，學生可通過手機掃描二維碼，利用虛擬增強技術(shù)在虛擬環(huán)境中與詩人對話，身臨其境地體會寫詩的意境，既提高了學生的學習自主性，又激發(fā)了學生學寫詩詞的興趣。

4.STEM教育實現(xiàn)人人參與

STEM教育是一種跨學科、大綜合的科學教育理念，科學技術(shù)的發(fā)展在一定程度上決定著國家和民族的興衰，科學技術(shù)影響著每個人的認知和行為模式，豐富多彩的科技活動，能充分培養(yǎng)青少年的好奇心、求知欲，激發(fā)創(chuàng)造力，幫助他們自主學習，獨立思考，對未知領(lǐng)域進行探索，尋找解決問題的獨創(chuàng)性方法。

香港的初中開設(shè)有一門必修課“設(shè)計與科技”，一般都配有至少一間設(shè)計與科技室，讓學生動手設(shè)計及完成一些小制作，進行低成本的實用小發(fā)明。這些小發(fā)明不要求有很高的科技含量，但要有創(chuàng)意、能解決生活中的問題，所以人人都能參與到科技活動中去。

香港有的學校采取的STEM教育措施主要有四點。第一，通過課程實現(xiàn)人人參與。學校除初中開設(shè)“設(shè)計與科技”必修課程外，高中開設(shè)“設(shè)計與應用科技”課程及校本課程“創(chuàng)意創(chuàng)未來”，讓學生學習CorelDraw、SolidWorks計算繪圖軟件、激光切割機、3D打印機及計算機編程等，制作、測試及改良創(chuàng)意模型，培養(yǎng)學生解決問題能力。第二，學校成立創(chuàng)意學會，擴大影響力，幫助學生培養(yǎng)科技與設(shè)計的觸覺和創(chuàng)業(yè)精神，為學生創(chuàng)設(shè)更多升學和就業(yè)、創(chuàng)業(yè)出路。第三，舉辦多元化的STEM活動，如節(jié)能教育計劃活動、3D Printing工作坊等。既有實用型的小創(chuàng)意發(fā)明，也有各種信息化平臺，并以學生參與體驗為主，科技創(chuàng)新教育活動效果明顯。第四，成立STEM教育小組，加強跨學科協(xié)作，由教務主任召集生物、物理、化學、綜合科學、信息及科技、設(shè)計與科技、數(shù)學等學科教學主任組成，定期集中研討。

5.STEM教育融入設(shè)計思維

STEM教育不是培養(yǎng)學生成為科學家，而是培養(yǎng)他們思考問題、解決問題的能力，希望學生學到用科學的思維解決學習、生活、工作中遇到的問題。香港在實施STEM教育的過程中，教師很注重引導學生運用設(shè)計思維（Design Thinking）。設(shè)計思維是一種以人為本的思維方式，通過理解問題產(chǎn)生的背景，催生洞察力及解決方法，理性分析，找出最合適的解決方案。設(shè)計思維包括同理、定義、發(fā)想、原型、測試、學習，設(shè)身處地從對方所處的位置、角色、情境去思考、理解和處理問題。