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STEM教育发展与趋势与以编程设计为导向的STREAM教学法

学校的未来定位是学校教育的重要工作。学校在未来的定位是什么?是为下一代提供知识?还是未未来社会提供人才? 美国正在发展的STREAM教育,就是一种融科学、技术、阅读、工程、艺术和数学为STREAM的意思之外,还有以编程设计为导向的STREAM的学习课程。

权威《经济学人》发表教育报告,在2030年之前科技技能对就业有明显帮助。让青年人早点接触科技和使用不同的科技,就业比例就会不一样。 《经济学人》预测2015-2030年间,在中国掌握以STEM技能为基础的学生会超过40万人,虽然数量不多,但是在同龄的学生比较中,就会处于优势。

透过运用科学、技术、阅读、工程、艺术和数学的融合教学,让孩子表达创意。而编程语言将会是未来孩子的共同沟通语言。 无论要做网页、apps、还是动画都会应用到编程语言。

其实,真正对艺术教师来说,难的并非是课程核心,而是课堂上以千变应万变。特别传统学科老师,他们习惯了上课前备课的模式,了解了课程核心之后才正式上课。而在编程课堂上,学生的创意和操作步骤可能会产生各种问题,而这种问题需要老师即时的解决。老师解决不了的话,会令在场的学生或者旁观的家长产生疑问,构成老师巨大的压力。

美国硅谷的学校通过STREAM的学习,孩子会尝试自己去设计造型解决问题的方法会更细腻。采用电脑运算思维来处理事情再而透过混合不同学科的学习和总结实践到科研发明当中,与社会需求接轨。科技的进步我们是无法避免的,STREAM教育会变成主科是迟早的事情,硅谷近两年来的落地先拔头筹,已经开展教学活动,也有所效果。

STREAM既然是未来的趋势,那笔者为什么偏偏强调是儿童编程(Coding)而不是其他学科呢?可以从这几方面看的:从大环境看,编程现今已经渗透各行各业,未来笔的十年,相信会全面覆盖任何行业,没有哪一个行业不会和编程搭上关系。既然任何行业都和编程有联系,那不久的将来就会缺乏大量人才,而人才需要培养,且培养速度需要够快!工业4.0甚至将来的发展,机器人会取代部分行业的人手操控,懂编程的人会优胜于不懂编程的人为国家持续性发展提供足够的科研力量,提升未来国家竞争力。

从政府推动教育层面看:2012年,美国奥巴马总统倡议全民学习编程,全国开展“编程一小时”的推广公益活动 。2014年,英国确定为“英国编程年”,规定5岁以上孩子,都要在校学习编程 。人口仅130万的小国爱沙尼亚,推广程序老虎(ProgeTiiger)计划,让7~16岁学生练习编写程序 。亚洲地区的新加坡、香港等,都在公立学校推行编程课,香港更拔出总课时的30%列入程序编写 ,2016年更开发儿童创客编程课程落地香港。

编程是学习成本最低、效益最大的学习科目,它只需要一台电脑和软件,学习范围也仅需要一张桌子和椅子。其他学科需要购置更多的器材和提供更大的场地或者需要建设一个空间来学习。编程是各种兴趣活动中唯一可以同时锻炼多种能力提升的技能。

欧美国家提早认知到'儿童编程教育'是国家未来的竞争力,所以在孩子带有意识形态的年龄时便推动学习以及纷纷投入大量资源。信息科技技术一日千里,是未来世界发展基础,每个孩子都应该学会如何掌控计算机,而编程是最直接的途径。学懂编程就好像学会写字,孩子学会编程,将会对他们终生受用,因为它教会孩子如何思考,培养他们的逻辑思维和解决问题能力,而且能激发他们的创造力。在笔者近年来多次撰文引用哈佛大学设计学院院长 呼吁中,社会似乎还不清楚儿童编程对我们孩子未来的深远影响,从而极有可能错过孩子学习的机会。笔者写这篇文章,除了分享对儿童编程的理解外,更是因为新一代的孩子从小就在“触摸”的世界中成长,任何反应都是即时的信息反馈,他们需要学会命令它创造它,而不只是单纯使用它。 更希望所有家长可以突破传统思维,让孩子真正接触科技,操控科技,控制科技。

未来的孩子不应该只是单纯享受科技带来的方便,反而需要成为创作创造之人,发明更多科技给所有人使用。

通过STREAM的学习,孩子会尝试自己去设计造型解决问题的方法会更细腻。采用电脑运算思维来处理事情,再而透过混合不同学科的学习和总结实践到科研发明当中,与社会需求接轨。目前,学校、老师、家长还理解不透STREAM的作用,毕竟STREAM教育还未导入我们的教育,影响力显然不大,甚至觉得这件事情和自己的距离太远。但我们必须明白:30年前就算没有STEM、STEAM和STREAM教育,工作还是能找到的。但现在就不一定了,因为任何一个行业都需要用到电脑。STREAM教育不是给那些我们看不见的制造飞机大炮火箭的专家,它是给中产家庭的,而STREAM教育也不只是给设计飞机的人,而是给造飞机的人。科技已经发生了惊天动地的变化,就以我们使用的智能手机做例子,它的运算能力已经超越当时美国发射太空船登陆月球所用的机器之总和,实在远远超出前人的想象。

现在社会的教育体系是基建于1907年的卡耐基基金会模型之上,它提出了一系列的问题来评估学生是否上大学的条件。因为当时的工人根本不需要自己解决问题,按命令执行就好。100年前的学生很被动,他们坐在教室里听课,老师在黑板上讲课 100年后的今天,学校的教育也答题遵循这个模式,就算有了电脑,实际上教学方式并没有改变。没有人帮助学生建立关联性,令教育沦为填鸭。我们不仅需要学生会提问,还会手动解决问题,我们需要改进我们的教育。为来国家持续性发展提供足够的科研力量。笔者希望以程序设计为导向的STREAM教育,能培育到孩子一种创业家精神,而创业家精神就是需要屡败屡战,通过不断的尝试累积经验,令未来的自己成功几率越来越高。

2012年哈佛大学设计研究生院mostafavi院长就说:编程是设计师的基础教育。2016年秋季开始,经过两代管理者的努力,笔者工作的中国美术学院上海设计学院本科教育终于开始实践了。而编程设计什么时候能进入我国中小学教育?信息时代慢三、四年意味着什么?

STREAM能培育到孩子一种创业家精神,而创业家精神就是需要屡败屡战,把传统的艺术教育融合科学、技术、阅读、工程和数学,以编程设计为手段和切入点,或许可以通过不断的尝试累积经验,令未来的艺术与设计教育成功几率越来越高。 一一2016年9月22日写于7509次沪杭高铁

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