美国K12科技素质教育的精髓与实践

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小新的话

2000多年前，孔老夫子就对门下众弟子传授温习对于学习的重要性，所谓“学而时习之，不亦乐乎”。小新考考大家，亲们还记得上周五新学说的讲座吗？今天小新带大家温习一下，也弥补一下当天没有听到讲座家长的遗憾。上周五（2016.01.29）新学说在家长群里组织了“美国K12科技素质教育的精髓和具体实践”的专题讲座，主讲人是“火星派”创始人郑巍。小新为大家整理了讲座的文字稿，让知识翻滚起来吧！

大家好！我是一位在科技公司工作10+的中国科技人，进入教育行业算是“误入歧途”。今天受新学说所托给大家分享一些我对STEM教育的看法和观察到的美国具体实践，算是抛砖引玉吧！

我想这个群里的家长Target（目标）基本是国外的大学，甚至高中；放眼全球，最好的教育和大学都在美国，所以我们有必要看一下美国的政府对本国的教育看法和基本政策。

美国现在大力推行STEM教育，美国44%的专业集中在STEM领域（见图：STEM专业占比） 。

What is STEM？ 

STEM代表科学（Science），技术（Technology），工程（Engineering），数学（Mathematics）。STEM教育就是科学、技术、工程、数学的教育。在国家实力的比较中，获得STEM学位的人数成为一个重要的指标。

美国政府STEM计划是一项鼓励学生主修科学、技术、工程和数学（STEM）领域的计划，并不断加大科学、技术、工程和数学教育的投入，培养学生的科技理工素养。

美国从1986年就由国家科学委员会提出了STEM的概念。到了2006，布什政府明确提出，知识经济时代教育目标之一是，培养具有STEM素养的人才。随后STEM教育从本科阶段延伸到中小学教育阶段，希望从中小学就开始实施STEM教育。2011年，奥巴马政府新版的《美国创新战略》指出，美国未来的经济增长和国际竞争力取决于其创新能力。“创新教育运动”指引着公共和私营部门联合，以加强科学、技术、工程和数学（STEM）教育。

美国的STEM教育包含培养面向21世纪人才所需的所有元素：

1、足够挑战的环境条件。孩子们有舒适区、延展区、挑战区三个学习区间，在挑战区学习成长最大。如果孩子一直在舒适区里，那他基本上得不到什么锻炼，他很多学习目标都可以轻松地达到。在延展区学习，他可以经过一些努力达到一定的学习目标。而在挑战区，他需要付出全身心的投入才能达成目标，所以在挑战区的学习是成长最快的。正常一个人，我们认为，应该有40%的时间在舒适区学习，40%的时间在延展区学习，20%的时间在挑战区学习，这样才能综合地培养一个人，有利于他全面的发展。

2、整个活动会以学生为中心去设计。在STEM教学过程中，学生是绝对的主角，学生们需要通过主观能动性，独立思考，创造性地解决科技工程的问题，完成机器人设计、搭建、编程，在竞合环境中完成相关任务。

3、公司制的学习模式。我们知道，现在目前PBL是一个项目制的学习。其实，在美国的高端教育早已经过渡到公司制的学习。那么在公司制的学习模式中，学生们需要像运作公司一样运作他们的团队。学生们需要通过写商业计划书，也就是BP，去为活动募资，制定市场策略，为队伍做宣传。技术团队有更细致的分工，包括机器人设计、机器人电路、机器人编程等。学生们在掌握基本商业技巧的同时，更深刻地理解团队合作的重要性。这些元素都是美国STEM教育的精华所在。

以上就是我对美国STEM教育内涵的一些了解和理解，接下来我们看一下STEM教育在美国的落地情况。

美国对STEM教育的支持是举国体制，美国白宫于2014年6月18日（National Day of Making，自造日﹞首次举办了创客嘉年华 （Maker Faire）。奥巴马在活动上宣布了由白宫主导的推动创客运动的整体措施。 许多团体、企业都答应支持这个由各种形式推进创客的“美国制造业的群众文艺复兴”。

美国总统小奥同学，其实是非常关注美国下一代的科技成长的。上边的图片可以看到，奥巴马同学在跟小学生探讨编程带给孩子的乐趣。另外，奥巴马同学也会在白宫里接待一些在机器人比赛中获奖的中学生，和他们一起探讨在玩机器人的过程中获得的快乐以及收获。

接下来我们看一下STEM 教育在美国的具体落地情况。美国建立了专门的STEAM中学，如重点培养未来在科学、技术、工程领域发展的学生的布朗斯科学高中。

另外美国的民间力量也积极投入到STEM教育推广中，比较典型的是迪安•卡门 （DEAN KAMEN）。

迪安•卡门（DEAN KAMEN）生于1951年，是一位著名的，可以与福特、爱迪生相提并论的现代发明家。他使物理基础原理与现代技术完美结合，发明了达1000项美国和国际专利。著名的发明项目有如HT(可爬楼梯和起降的轮椅)和赛格威（革命性的城市交通工具） 。

在他拥有一定的财富后，于1989年 (注意，是在STEM概念被提出来之后的第三年) 创立了FIRST组织（FOR INSPIRATION AND RECOGNITION OF SCIENCE AND TECHNOLOGY的缩写，意为“对科学技术的激励与认知”）。FIRST总部设于美国NEW HAMPSHIRE （新罕布什尔州）。这个非盈利组织努力要使科技活动像体育与娱乐那样吸引孩子们。正因为卡门和许多同事的不懈努力，创导了一种新的教育理念，所以卡门被称为能够改变这个世纪的未来教育的12位教育人物之一。FIRST成为了影响美国青少年科学素质的重要组织之一。 

这是硅谷一支由“女汉子”组成的践行STEM精神的高中机器人社团，她们每年都有3到5位被MIT录取（有的是ED） 。

美国STEM教育在具体实践过程中，强调的不是教育，而是点燃——点燃孩子的梦想。 它包含丰富的外延，不光包括数学、科学，还包括语言、艺术，比如 writing, public speaking 的能力，还有business的一些能力，比如：marketing, PR, fund raising， 这是一些综合的商业技能。另外还有finance, 能很好地做出团队的预算，指导团队的后续的机器人制作及宣讲活动。更重要的是强调团队合作，它教会孩子在学会科技的硬能力之外，学会如何运用合作。

这里面我们重点看一下这个关键词Coopertition®，cooperation和competition 的合成词。如何在竞争中与人合作是未来人才面临的一个重大命题。因为未来，大到工程师，小到一个人，他不可能具备能在市场充分获得竞争优势所需要的全部知识和技能，他需要与人合作，与人达成协议，实现一个双赢的结果。

美国中小学在活动中是如何具体地践行竞合的呢？首先，美国的机器人比赛一般是三对三的。也就是要组成一个团队，你有一个机器人，你的团队里还有另外两个机器人。你们一块合作跟对方的三个机器人，一块去完成比赛。这就要求你进行团队的合作。同时你们也面临着竞争，因为这些队友是随机组成的，在A场比赛中，你和某一个队员是partner, 但在B场比赛，你们俩可能就变成竞争队手了。

另外，我重点强调美国人是怎么看待竞争中的合作的。比如，去年我们带了一组北京的机器人到美国的硅谷比赛，因为我们是第一年参加经验不足，机器人的地盘，也就是机器人的脚，设计得不是特别好，走路不是特别稳——这个技术难点我们并没有克服。到了硅谷之后，硅谷那些队的队员——其实都是我们的竞争对手，他们经验比较丰富，一眼就看出了是机器人地盘，也就是机器人脚的问题，并且非常主动地，在5分钟之内，就解决了我们的问题。这一点令我们的队员，包括导师，都感到非常惊讶，因为这种现象在国内的比赛不太可能遇到——大家都是对手，你帮助对手解决问题这件事情太不可思议了。但是，在美国强调竞合文化的环境下就会出现这种现象。所以有时候跟他们聊呢，美国人的理念其实非常先进，他们认为帮助对手，使对手变得更强，也会促使他们自身变得更强。

美国STEM教育最为精彩的外延是，看重带给孩子的自信，而不仅仅是孩子学习到的迎接未来挑战的技能，让孩子在不过分强调结果的过程中，获得他人的尊重和内心成长的快乐。

更为重要的是，美国顶级大学 MIT，Yale 也会对从小浸润在STEM教育环境中的孩子更为青睐，并在入学申请和资金方面提供支持。

尤其是美国的一些理工类大学，不少学生都是玩机器人长大的，MIT的学生中10个里面就有一个。

最后，用我的一个观点作为我分享的结束：中国目前全社会上下都在重新审视我们的现行教育系统和模式，并大力引入国际教育资源，培养中国孩子的国际竞争力。如何在尊重孩子兴趣的基础上，结合华夏大国腾飞的民族命运大前途，来看待和选择我们应该带给孩子的教育，是这个时代的大命题。美国以科技立国，强国。中国未来依靠什么重温我们的大国梦呢？这值得每一个教育人、每一个家长去思考！因为孩子是未来的主人翁，他们要用一个强大的祖国来展现自己最大的骄傲！

感谢新学说的组织，感谢各位家长的聆听！

END

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