国际青年科技教育的政策与发展——加拿大青年科技教育

原标题:国际青少年科技教育的政策与发展——加拿大的青少年科技教育

加拿大的青少年科技教育

加拿大的青少年科技教育

加拿大的青少年科技教育

作者:赵楠(上海青浦兰生复旦学校)、姜炜(华东师范大学教师教育学院)

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政策:“加拿大2067”计划

2015年,加拿大科技创新委员会(Science, Technology and Innovation Council)在国情报告中指出,加拿大在关键企业创新绩效指标上与世界前5名的差距在不断拉大,这正威胁着国家的全球竞争力。因此,加拿大应重点关注教育机构在扩大人才优势方面的作用。该委员会提出的具体政策为:教育机构应与工业界更密切地合作,开发课程,“以更好地将科学技术知识与更为广泛的商业、企业和商品化技能相结合,培养学生的创造力、明智承担风险的能力,以及远大志向”[1]。

2016年10月,Let’s Talk Science组织发起了一项具有里程碑意义的全国性参与计划,即“加拿大2067”(Canada 2067)计划(图1)。该计划引发了一场关于STEM学习现状及其未来发展方向的全国性讨论,其宗旨是帮助加拿大青少年掌握驾驭21世纪所需关键技能,并有平等的机会学习和追求多样化的职业道路。“加拿大2067”为不同的利益相关者提供了一个参与制定STEM教育国家愿景和目标的平台,由3个基本部分组成。

图1 “加拿大2067”计划

● 研究。审阅了2007年以来发表的30多份报告,侧重于欧洲、北美和澳大利亚等西方发达国家的中小学STEM教育,并综述了与教育政策有关的国际经验和最佳实践。

● 全国领导力会议。2017年12月5—6日召开于多伦多,会议聚集了政策制定者和政府官员、青少年、教育工作者、行业领袖、社区合作伙伴和其他利益相关者,讨论了2017—2067年间,加拿大STEM领域学习的六大支柱所界定的重要教育问题[2]。

● 全球千禧年塑造者社区(Global Shapers Millennial Consultations)。它是世界经济论坛的一部分,由遍布160个国家的378个城市的中心组成的网络,30岁以下的年轻人在这里共同应对地方、区域和全球挑战。2017年8—11月,Let’s Talk Science邀请了6个加拿大全球塑造者社区,在温哥华、埃德蒙顿、卡尔加里、渥太华、多伦多和哈利法克斯举办了一系列对话会议。来自千禧一代(20〜30岁)的200多名参与者针对K—12教育中的STEM学习提出了自己的独到见解。

2018年,Let’s Talk Science组织将上述3部分的成果结合,发布了《加拿大2067》文件。该文件确定了加拿大21世纪人才所需的技能和品质(图2),并围绕其制定了“加拿大2067支柱”,包含怎样教、如何学、学什么、谁参与、教育走向何处、公平和包容6大支柱(图3)[3]。

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▲图 2 “加拿大2067”之21世纪技能和品质

▲图3 加拿大2067支柱

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理念

2016年,韦仕敦大学(Western University)教育学部的DeCoito副教授总结到,加拿大青少年科技教育的主要理念包括:①提高STEM领域所有学生的技能水平;②培养21世纪学习技能,包括批判性思维、问题解决能力、创造力、协作能力,自我调节的学习能力、科学素养、环境素养和技术素养等;③包含原住民内容的课程必须足够灵活,以适应本地知识,避免将原住民知识强行纳入西方科学框架[4]。

2018年发布的“加拿大2067”计划总结了青少年所憧憬的10种科技教育理念[5]:①个性化学习;②学生协作;③技术融入课堂;④改变教育课程,让学生尽早参与STEM教育;⑤体验式学习,将STEM学习与实际生活中的问题联系起来;⑥师徒制,学生寻求有爱心、值得信赖的成年人建立有意义的关系;⑦培养批判性思维与问题解决能力;⑧提升自我意识,提供专业咨询;⑨充满幸福感,为学生营造支持、鼓励和鼓舞人心的学校文化,提供兼具多元化和包容性的学习场所;⑩提供舒适的学习空间,必须是安全、干净、明亮和鼓舞人心的。

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形式

● 与企业合作。例如,最近5年,谷歌、思科和微软等大型科技公司向加拿大STEM项目捐赠了大量资金[6]。

● 与科研院所合作。加拿大自然科学和工程研究委员会在推动加拿大STEM教育的运动中起着重要作用。该委员会一直鼓励制定并支持教师专业发展和提升学生STEM技能和兴趣的议程,并敦促科研院所在促进青少年科技教育方面承担责任[7]。

● 在博物馆中实现非正式教育资源的整合。加拿大各地的博物馆为青少年科技创新提供专家和科研资源支持。最为知名的莫过于安大略科学中心,其经典项目包括[8]:①21世纪学习技能领军项目,这是第1个由加拿大教育部认证的科学中心驱动课程,包含野营、基于设计思维的创新课程,并从2018年起开设了学分独立的研习课程。②现场研究,这是与大学实验室合作的项目,邀请科研人员在博物馆进行真实的科学研究,青少年能参与科学制作,或参加和儿童发展、文化、种族偏见、记忆遗忘等有关的科学研究。③青少年创新项目,这是安大略科学中心支持青年创新的奖励项目,并受到思科集团、STEAM Labs等诸多企业的资金资助。其中最具影响力的是成立于2008年的“韦斯顿青年创新奖”,它展示了14〜18岁的加拿大青少年科技创新者的革命性思想和研究作品。2017年的获奖者发明了智能手机应用程序iDentifi,它利用手机摄像头和人工智能程序,帮助视力低下的人群识别日常物品,并提供物体、品牌、颜色、面部表情、笔迹和文本的音频识别。2018年的获奖者(15岁)发明了“无线互联网非侵入性分诊系统”。2019年的获奖者(18岁)发明了“用于脊柱融合手术的医疗探针”[9]。2020年的获奖者(14岁)发明了用于公共卫生间的降噪烘手器[10]。

▲图4 青少年参与现场研究

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资源

加拿大实施了一系列针对STEM教育的拓展项目。这些拓展项目对青少年的STEM学习产生了积极影响,能提升他们对STEM学习活动的兴趣并有效地投入活动,重视STEM及其学习活动的目标,发展对科学世界的认识,并考虑未来从事STEM工作[11]。有如下的典型资源。

● Hibernia项目。已在纽芬兰和拉布拉多两省的STEM项目中投资超过1 000万美元。在纽芬兰省,500万美元用于支持2个项目——STEM重点教师教育计划和K—6教师专业发展计划。

● 新斯科舍省WISE Atlantic项目。该项目致力于通过科学务虚会和科学野营,鼓励青少年尤其是女孩从事STEM职业,并通过专业发展机会支持女性从事STEM职业。

● 安大略省。通过2009年加拿大经济行动计划,联邦政府为青少年科学、技术、工程和数学领域活动提供资金,其目的是加强安大略省南部在知识经济中的地位,鼓励青少年从事STEM教育或选择STEM领域职业。比如,通过与卡尔加里大学教育学院合作,帝国石油基金会在5年内(2011—2016)捐助了250万美元,以支持STEM研究,并帮助K—12学校建立STEM学习项目,加强STEM在早期学校的学习和教学。

● 外展项目。在加拿大各地以野营、俱乐部、讲习班和社区外展活动的形式提供STEM项目。这些项目旨在培养青少年的科学素养和自信心,并创造一种富有活力、有竞争力和多样化的劳动力队伍,帮助加拿大成为全球科学素养和创新的领导者。

▲图5 青少年参与WISE Atlantic项目

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启示

根据加拿大青少年科技教育的相关政策、理念、形式、资源等内容,可以对我国青少年科技教育的发展带来以下几点启示。

第一,加强各界交互融合。加拿大中小学院校和企业、科研院所等社会各界之间的联系较为紧密,企业、科研院所为学校提供资金、技术支持,学校为企业、科研院所培养适宜的人才,各个机构之间相辅相成,相互促进。

第二,加强相关政策理论的研究,以理念政策引导实践教学。加拿大通过集结不同利益相关者对于K—12教育中STEM学习的建议,形成《加拿大2067》文件,明确了加拿大STEM教育的未来发展方向及人才培养目标。

第三,教育内容既要融合先进教育理念又要根植于本国文化土壤。科技教育的过程中要注重我国本土文化的影响,避免强行吸纳西方科学框架所带来的文化不适应。在科技教育过程中要结合现实问题,帮助青少年在面对实际问题的过程中提高解决问题的能力,从而实现科学素养的培育。

第四,课程资源丰富化,课程形式多样化。加拿大开发了一系列针对STEM教育的校外拓展项目,其诸多博物馆也实现了非正式资源的整合。在非正式环境下,让青少年通过科学探究、实验的方式,培养青少年的科学素养和自信心,发展其对科学世界的认识,增加其未来从事科技教育相关工作的可能性。

▲图6 青少年参与外展项目活动

参考文献

[1] Science, Technology and Innovation Council. 2015. State of the nation 2014. Canada’s innovation challenges and opportunities. Ottawa, ON, Canada. // DeCoito, I. 2016. STEM education in Canada: A knowledge synthesis. Canadian Journal of Science, Mathematics and Technology Education, 16(2), 114-128.

[2] https://canada2067.letstalkscience.ca/en/articles/12-questions-for-50-years-insights-from-the-canada-2067-national-leadership-conference/

[3] Let’s Talk Science. 2018. Canada 2067. Youth Insight: Imagining the Future of STEM Education. Retrieved from https://canada2067.ca/app/uploads/2018/09/EN_Canada2067_YouthPublication.pdf.

[4] DeCoito. 2016. I. STEM education in Canada: A knowledge synthesis. Canadian Journal of Science, Mathematics and Technology Education 16(2), 114-128.

[5] https://canada2067.ca/en/

[7] Bagshaw, E. 2015. STEM crisis: NSW Education Minister Adrian Piccoli to focus on STEM’s image problem.

[8] https://www.ontariosciencecentre.ca/Uploads/AboutUs/documents/2018-2019_Ontario-Science-Centre_Annual-Report_EN.pdf

[9] http://owlconnected.com/archives/canadian-teens-2019-weston-youth-innovation-awards

[10] https://www.cbe.ab.ca/news-centre/Pages/2020-weston-youth-innovation-award-winner.aspx

[11] DeCoito. 2014. I. Focusing on science, technology, engineering, and mathematics (STEM) in the 21st century. Ontario Professional Surveyor, 57(1), 34-36.

原文刊载于《中国科技教育》2021年第11期专题栏目,作者:赵楠(上海青浦兰生复旦学校)、姜炜(华东师范大学教师教育学院)。中国青少年科技辅导员协会会员可点击“阅读原文”登录杂志官网免费浏览全文。

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