新加坡STEM课程概述

    王晓宇 王俊民 林长春

    

    

    

    新加坡非常重视基础教育的发展，注重人力资源的开发，并培养了众多优质学生。PISA2015结果显示，新加坡学生以564分的最高综合评分位列第一，并且在数学、阅读和科学三大评估领域中都获得了最高分[1]。

    新加坡高度重视培养综合性理科人才，通过多种手段积极投入STEM教育。在新加坡，家长和学生都会积极了解STEM职业，教育系统着力培养学生对数学和科学的兴趣，同时新加坡政府也致力于创造STEM环境[2]。2014年，新加坡教育部提出“每所学校都是好学校（Every school is a good school）”项目计划[3]，大力发展STEM教育。在此，将以新加坡STEM应用学习计划（STEM Applied Learning Programme，简称STEM ALP）为例概述其课程。

    一、STEM 应用学习计划简介

    新加坡教育部提出的“每所学校都是好学校”项目计划要求每所学校都要发展两个具有校本特色的项目，即应用学习计划（Applied Learning Programme）和終身学习计划（Learning for Life Programme）。其中应用学习计划就是基于科学、技术、工程和数学（即STEM）的理念，旨在鼓励学生把知识运用在解决现实问题上，为学生提供更具实践意义的学习活动，提高学生在当今世界的竞争力[4]。

    2014年，受教育部资助，新加坡科学中心成立了STEM公司（STEM Inc.），开发并实施了科学、技术、工程和数学应用学习计划（STEM ALP）[5]。该计划致力于激发学生对STEM学习的热情，旨在培养未来具有STEM素养的科学家、技术专家、工程师和数学家。STEM公司拥有丰富的硬件设备以及专业的STEM教师，因此，很多学校与其合作，共同促进STEM ALP的实施。目前新加坡共有66所中学与STEM公司合作，由公司在校内提供STEM应用学习课程。2016年，STEM公司获得了亚太科技中心网络（Asia Pacific Network of Science & Technology Centres）颁发的创意科学传播奖。

    工业伙伴计划（简称IPP）是STEM公司一项为期两年的可再生计划，鼓励每个行业合作伙伴与两所选定的学校合作。该计划由两部分组成，即协作项目（Collaborative Projects）和特殊项目（Special Projects）。其中协作项目是指行业合作伙伴与学校共同开展真实性项目，特殊项目是指由行业合作伙伴支持的学校竞赛、研讨会、交流计划和相关活动，包括赞助项目和合作项目两类。学生不仅可以到高校的实验室向教授学习，还能向真正的企业家、工程师学习[6]。

    二、STEM ALP课程内容

    新加坡的STEM ALP课程注重解决现实问题，将学科教学融入高度整合的学习范式中，帮助学生以一种整合的方式进行学习;教师设法以有趣的方式授课，以激发学生对STEM课程的热情。STEM ALP课程共有12个主题（见表1），学校可选择一或两个主题开展应用学习[7]。

    STEM公司为每个主题的课程都制定了详细的课程大纲供学校参考，包括具体的课时、每节课的主题等。以下，将以第五个主题“可替代能源”和第六个主题“城市设计与创新”为例，介绍具体的课程内容。

    1.主题案例：可替代能源

    在该主题的课程中，学生先通过实践活动了解节能、能源转换以及替代能源或可再生能源的来源;使用生物柴油、燃料电池等进行实验，并研究太阳能路径，以了解现实生活中与能源生产和消费相关的应用。同时，学生还要学习可再生能源对环境造成的影响，以提高社会责任感。

    在这个主题中，学生将使用循环水瓶制造风力涡轮机，同时将发电机和风力涡轮机结合起来制造风力发电机;要使用再生材料制造太阳能汽车，并探索太阳能电池板产生的电力;通过一系列的实验以及一些简单的计算，确定最佳汽车性能所需条件。具体课程内容见表2。

    2.主题案例：城市设计与创新

    该主题的课程旨在透视现实城市生活中的问题，激发学生的创新意识，尝试通过设计问题解决方案来修复受损的生存环境。城市农业和废物管理是该主题下的两个主要方向。

    在城市农业课程中，学生将学习垂直农业的概念。通过在城市建设中考虑农业因素，学生可提高自身的工程能力。例如：当植物被周围的建筑物阻挡，如何才能让植物获得充分的阳光。在废物管理课程中，学生要探究并学习废物分类以及废物管理过程中所用到的现代技术，体会废物得到充分处理的重要性。在整个学习过程中，学生都要面临设计电子废物分类器的挑战。具体课程内容见表3。

    三、新加坡STEM课程的特点

    1.课程内容与现代科技接轨

    分析新加坡科学中心12个STEM主题的课程大纲可以发现，每个主题的课程内容都包含现代科技的成果，使学生通过STEM课程可以接触最新的现代科学技术，而非只是通过课本学习知识，有助于学生紧跟时代发展的步伐，走在科技应用与发展的最前沿。

    2.课程内容高度整合，注重培养学生的高阶思维和综合能力

    STEM ALP的课程内容十分注重科学与技术、技术与工程、科学与工程等学科在实际生活应用中的融合。即课程内容十分注重不同领域的有机结合，使学生在学习过程中可以深切感受到整合的理念。同时，课程内容的选择也格外注重培养学生的高阶思维和综合能力，例如设计思维、计算思维、批判性思维、系统思考的能力、分析问题和解决问题的能力等。

    3.让学生接触真实情境中的STEM职业

    面对STEM行业人才紧缺的现状，新加坡采取了一系列措施。在STEM课程每个单元的第一节课，教师都会向学生介绍相关的STEM职业，帮助学生了解现实生活中的STEM职业，消除学生对STEM职业的偏见。同时，STEM公司还会邀请从事STEM职业的专业人员和学生交流，提高学生对STEM职业的兴趣和认同。

    4.评价方式灵活

    教师会采用小组比赛、游戏等方式检验学生的学习效果，而不是采用纸笔考试的方式，这使学生能够以一种放松的状态学习STEM 课程，并更好地在实践中学习。

    5.与科学中心合作，为学生提供更充分的资源

    新加坡教育部鼓励学校与科学中心合作，最大的受益者是学生。由于学校硬件资源有限，STEM教师资源也比较缺乏，难以为学生提供充分且专业的STEM教育。新加坡科学中心拥有最大最齐全的科學教育资源，拥有更专业的STEM教育团队，可以给学生提供更科学的STEM教育，在一定程度上减轻了学校的负担。

    参考文献

    [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]冯岳.新加坡STEM教育的现状与挑战[J].浙江教育技术，2018（2）：61-64.

    [5]刘徽，吴鑫.新加坡真实性学习的实施研究[J].比较教育研究，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.

    （责任编辑? ?郭向和）