李阳 韩芳

摘   要    STEM教育是一种跨学科教育方式，是培养创新型人才和提升学生知识运用能力的一个重要途径，将STEM教育融入“应用学习计划”实施中是新加坡STEM教育的一大特色。该计划强调通过学生的亲身参与和体验理解STEM学科知识及其在生活中的价值，从中习得知识和技能，培养学生的学习兴趣和动机，以激发其未来进一步学习STEM相关学科和从事相关职业。文章以新加坡励进中学为例进一步说明其STEM ALP实施情况，以期为我国STEM教育寻求借鉴。

关键词   STEM教育  应用学习计划  新加坡

STEM教育强调在真实的情境中对STEM学科知识的整合与运用以及对学科之间关系的关注，同时利用STEM学科知识解决现实问题[1]，对于培养具有创新能力和实践应用能力的创新型人才及提升一个国家的竞争力都具有至关重要的作用。新加坡在实施STEM教育的过程中，不仅有专门的STEM学校，如新加坡科技中学，而且近年来大部分中学选择实施科学、技术、工程和数学应用学习计划（Science，Technology，Engineering and Mathematics Applied Learning Programme，简称STEM ALP），由此形成了其STEM教育的特色。这是一个基于项目的丰富计划，主要针对中一和中二学生（13～15岁的中学生）[2]。该计划为学生提供更多实践的学习机会，旨在鼓励他们将STEM科目中学到的知识创造性地应用于解决现实世界中的问题，产生社会效益[3]。研究并了解新加坡STEM ALP的实施情况，对于我国开展STEM教育有一定启发意义。

一、STEM ALP的缘起

1.ALP的提出

“应用学习计划”（ALP）是新加坡于2013年在其教育部工作計划研讨会上首次提出，于2014年开始在中学逐步推行，未来将会逐渐推广至所有小学。ALP的提出旨在将学生的学术知识和技能与现实生活世界联系起来，关注应用思维技能、整合跨学科知识、拓展学生想象力，并将这些知识与技能应用于真实的社会和行业中，帮助学生认识到他们在学术课程中所学知识的相关性与价值，以激发其更好地获取知识与技能的动机和目标[4]。教育部指出，除具有自己特色项目的学校外，所有中学在2017年前开设具有自身特色的ALP，学校可依据本校的发展历史、学生的兴趣与需要等因素，自主选择ALP实施的内容领域。

2.STEM ALP的启动

STEM公司是新加坡中学顺利实施STEM ALP的重要机构。2014年，受教育部资助以及在政府的支持下，新加坡科技中心成立了STEM公司，开发并启动了STEM ALP[3]。从2014年至今，STEM公司与六十多所中学建立伙伴关系，帮助学校设计STEM领域的ALP课程。为了进一步丰富学生的学习体验、帮助学生能够尽早了解并接触现实世界的STEM行业和职业，STEM公司还推出了“行业合作伙伴计划”，为学生深入了解行业的发展和挑战创造了机会[5][6]。

二、STEM ALP的实施案例——以新加坡励进中学为例

1.STEM ALP的目标与内容

在STEM ALP的目标上，新加坡教育部有着总体论述：帮助学生了解其在课程中所学内容的相关性和价值，培养获取知识和技能的更强动力与目标，这些技能和能力包括科学探究和科学素养、推理和解决问题能力、设计思维、计算思维、数据分析和技术的使用[7]。

在STEM ALP内容开发上，新加坡密切联系其社会经济发展状况及国情，涉及的领域较为广泛，从最初的8个学习领域扩展到12个STEM主题，具体内容见图1[2]，学校可从这些主题中选择其中一个或两个。在STEM ALP的具体开发上，来自STEM公司的课程专家和STEM教育者为学校教师提供培训和支持，他们具有编程相关的专业知识，与学校老师一起为学校制定课程[8]。为了提供成功的STEM ALP，学校为该课程集中分配时间以保证学生有充足的时间进行深度学习。学生通过建构主义或探究学习方法解决挑战性问题的同时，充足的课堂时间也为学生进一步了解相关知识创造条件[8]。与核心学术课程不同，STEM ALP课程没有正式指定的成绩，这有助于减轻学生的学习压力。

2.STEM ALP的实施案例——以新加坡励进中学为例

本文以新加坡励进中学为例，通过其对学生的环境教育来说明新加坡STEM ALP的实施情况，以加深对STEM ALP的理解与认识。励进中学的ALP课程主题为“21世纪的可持续发展”，课程的内容涉及多个学科，比如科学课程、数学课程、信息通信技术课程等，并且在实践中形成了较为系统的STEM ALP课程实施体系，包括课程目标与内容、实施及成效、教学方法的确定及评价[9]。

（1）目标与内容

该校的STEM ALP的愿景有两点：其一，激发学生对STEM跨学科应用学习方法的兴趣;其二，激发学生学习STEM相关的课程以及在未来从事与之相关的职业。该校期望通过STEM ALP课程的学习，能够培养学生技能和能力（见图2）[9]。这些能力的培养不仅体现在STEM ALP课程中，而且通过专门的课程来培养，比如《设计与技术》课程，这为学生的实践运用奠定了知识基础。可见，该校STEM ALP的目标不仅在能力层面对其予以明确要求，而且在价值观层面也做了明确规定，如培养学生成为负责任的全球公民，关注学生对于可持续发展理念的理解，以及在自己的生活中应用和实现可持续发展。

（2）实施及成效

该校STEM ALP课程实施涉及多个部门共同的参与和努力，主要为学校的品格与公民教育、英语和信息通信技术部门，一起为学校STEM ALP顺利开展提供内部支持。同时，该校STEM ALP的重要合作伙伴之一，为STEM公司的职员，为学校提供外部支持与帮助：确定并开发学校的STEM ALP方案;与学校相关教师共同开发课程、资源和材料;共同教授课程;促进学校与行业合作伙伴之间的合作，为学生更好了解STEM行业提供机会。

该校的STEM ALP经过实践取得了一定的成效。通过两年的课程学习，学生的最终项目包括建造风力涡轮机、太阳能汽车、制作定制的套管来提高学校自来水的使用率等。通过这些项目，要求学生对其设计进行“反思”以锻炼其批判性思考能力。通过这一系列的实践活动和最终的作品，促使学生了解更多关于可持续发展的内容，在这一过程中，培养了其科学思维和工程设计能力，以及创新和批判性思维等方面的21世纪能力[10]。2017年，学校在“将食物垃圾变成‘黑金项目中获得了共和理工学院的杰出项目奖。该项目取得的成就不仅展示了应用可持续性理念实践的重要性和可行性，也证明了学校选择“可持续性”作为其ALP主题的重要性，进一步激发学生及教师的参与积极性。

（3）教学方法

该校在STEM ALP的实施中，结合多种教学法，主要有亲身实践的体验式学习，美国生物科学课程研究开发的5E教学模式：吸引（Engage）、探索（Explore）、解释（Explain）、迁移（Elaborate）和评估（Evaluate），科学和工程设计方法以及使用信息通信技术以模拟21世纪工作条件。总之，在课程的实施过程中，通过各种各样的竞赛和高级选修课，并借助于丰富多样的教学法、辅助现代信息技术、基于活动的学习体验等方式，有效实施了该课程。

（4）评价

评价所使用的方法主要有形成性评价和总结性评价。形成性评价包括自我反思、在线同行评审等。总结性评价涉及基于学生小组项目中的原型、项目介绍、书面报告、同伴评审、团队协作等方面，同时依据一定评估准则来评价。学生通过参加一些比赛和展览类活动等，展示他们的学习成果和作品，这不仅有效检验了学生的学习成果，而且激发了学生参与学习的兴趣，为学生展示其作品提供了平台，也为学生的进一步学习及与同伴之间进行交流创设了平台。

三、对我国的启示

1.加强STEM教师的培养

要培养学生的创新能力和实践能力，教师发挥着极其重要的作用。目前，我国在实施STEM教育时，遇到的最大瓶颈就是缺乏大量高素质的STEM教师。新加坡STEM ALP课程在相关专业人士的支持与帮助下，在一定程度上解决了STEM教师不足的问题。我国可借助新加坡的有益经验，一方面，联合相关学科教师和相关学者专家共同开发与实施STEM课程;另一方面，加强对职前STEM教师和职后STEM教师的培训。学校应加强对相关学科教师的专业培训，如对数学、科学等理科老师的联合培训，以“学习共同体”的形式开展教学研讨会，充分发挥各个教师的聪明才智，集思广益，共同解决教学中面临的困惑。

2.构建学校、家庭、社会协同育人格局

当前，采取家校、企业机构、社区与相关专业人士的共同指导与合作的方式，是世界各国在面对教师、资源等问题时普遍采取的一种有效且便利可行的办法。因此，我国在推进STEM教育时，应尽快营造全社会共同参与的育人格局。因为学习不只是在课堂上进行，还应在更广泛的社会机构中与该领域的专家进行交流。教师应充分发挥“桥梁”作用，尽量减少专家与学生之间的差距。当地社区可在资源提供上为学校或学生提供帮助。在评价上，可向该领域的专家提出邀请，评估提出的问题解决方案，为学生提供真实有效的反馈。

3.积极探索STEM教育的有效实施方式

新加坡将STEM教育与ALP有机融合，是富有创造意义的，可以说是新加坡实施STEM教育的一大特色。STEM教育的本质指向创新型人才的培养，其跨学科性、综合性和实践性的特点与ALP不谋而合，将两者融合在一起不仅使抽象的STEM教育实施具体化，易于一线教师深层次理解其内涵并能有效实施，而且培养了学生对STEM的理解，突出了STEM教育实践性和跨学科的本质。STEM ALP本身也强调在真实的环境中运用所学相关知识与技能解决实际问题的能力，以及基于学生的经验世界帮助他们在日常生活环境中建立起价值感和意义感，激发学生对STEM的学习兴趣和动机。为此，我国应充分发挥广大教育工作者的创新能力，积极探索适合我国STEM教育實施的有效方式。

参考文献

[1] 吕延会.STEM教育的核心精神[J].当代教育科学，2017（05）.

[2] About our Applied Learning Programme[EB/OL].https：//www.science.edu.sg/stem-inc/applied-learning-programme/about-our-app

lied-learning-programme，2018.

[3] 刘徽，吴鑫.新加坡真实性学习的实施研究[J].比较教育研究，2018，40（07）.

[4] Asia Society.Advancing 21st Century Competencies in Singapore[EB/OL].http：//asiasociety.org/files/uploads/522files/advancing-21st-

century-competencies-in-singapore-education.pdf，2018-11-15.

[5] About Us[EB/OL].https：//www.science.edu.sg/stem-inc/about-us/

about-stem-inc，2018-12-23.

[6] About our Industrial Partnership Programme[EB/OL].https：//www.science.edu.sg/stem-inc/industrial-partnership-programme/about-our

-industrial-partnership-programme，2018-12-23.

[7] 42 Secondary Schools Offering Science，Technology，Engineering and Mathematics Applied Learning Programme（STEM ALP）[EB/OL].http：//www.pressreleasepoint.com/42-secondary-schools-offering-science-

technology-engineering-and-mathematics-applied-learning-progra，2018-12-12.

[8] Alexander Kmicikewycz.Teaching STEM and Programming—No Experience Needed[EB/OL].http：//blogs.edweek.org/edweek/global_le

arning/2018/01/teaching_stem_and_programmingno_experience_needed.html，2018-12-23.

[9] Applied Learning Programme （ALP）[EB/OL].https：//fajarsec.moe.edu.sg/signature-programmes/applied-learning-programme-ALP，2018

-12-25.

[10] Principal's Message[EB/OL].https：//fajarsec.moe.edu.sg/about-us/p

rincipals-message，2018-12-25.

[作者：李阳（1992-），女，陕西宝鸡人，喀什大学教育科学学院，硕士生;韩芳（1973-），女，陕西宝鸡人，喀什大学教育科学学院，教授，博士，硕士生导师。]

【责任编辑  郭振玲】