基于STEM教育的理工科大学生英语“做中学”创新创业项目模式研究

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　　摘 要：基于对创新创业教育、项目式学习和STEM教育共同特点的论述，以及对理工科大学生的特点及需求和当下社会中真实的中小学生STEM教育与英语学习需要的分析，在理工科大学生的英语学习中，将PBL与STEM教育内容相结合，设计集英语学习、科学实验、手工制作和满足中小学生学习需要的创新创业活动于一体的学习项目是有益且可行的。
　　关键词：项目式学习;理工科大学生;英语学习;STEM教育;创新创业教育
　　中图分类号：H319
　　文献标志码：A
　　文章编号：1001-7836（2020）02-0132-03
　　引言
　　 我国目前通用的大学英语教材及课程的设计一般注重听说读写译这些语言技能的培训和语言知识的传授，此外还会考虑学生文化素养的培养，强调对科技知识与世界文化知识的了解，如目前普遍采用的《全新版大学英语》（上海外语教育出版社）和《大学体验英语》（高等教育出版社）。但根据布鲁姆教育目标分类，认知过程维度从低往高分别为：记忆/回忆，理解，应用，分析，评价，创造。所以，在一个人的学习过程中，创新是学习成功后必然的结果。而将创意转化为现实，就是创业。因此，2015年国务院发布了《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》，明确指出要健全创新创业教育课程体系和创新人才培养机制，强化创新创业实践。但目前大学英语教育中的创新似乎就只有写作而已，如此，文科生的创意尚可以各种英语文艺作品的形式展现，但注重物质研究与实践操作的理工科大学生在英语学习中的创新便成了几乎不可能的事，创业更无从谈起。由于英语教育视野中的这种欠缺，理工科大学生英语自主学习状况欠佳，具体表现在：学生的学习动机大部分只是为了通过考试而顺利拿到学位证;英语学习被动，学习范围往往仅限于课本;普遍缺乏自主学习意愿。但教育部高教司颁布的《大学英语课程教学要求》中确定的大学英语课程的教学目标是使学生在今后的学习、工作和社会交往中能用英语有效地进行交际，同时增强其自主学习能力。那么如何拓展理工科大学生的英语教育视野，培养其创新创业能力，从而增强学生的英语自主学习意愿呢？
　　一、项目式学习与理工科大学生创新创业教育
　　 近年来，在教学改革中得到广泛注意的项目式学习（Project-based Learning，简称PBL）在大学英语教学中的应用是对该问题的很好解答。刘少丽将PBL应用于音乐、体育、美术专业大学英语教学中。该研究结果表明：选择适宜的、学生感兴趣的项目能增强学生的自主学习意愿，从而有效提高英语教学效果[1]。
　　 百度百科给项目式学习的定义为：一种动态的学习方法，通过PBL学生们主动地探索现实世界中的问题和挑战，在这个过程中领会到更深刻的知识和技能。学术界则普遍认为，PBL学习模式的理论基础为皮亚杰的建构主义学习理论、杜威的实用主义教育理论和布鲁纳的发现学习理论。所以这种学习模式认为：知识是由学习者在一定情境（社會文化背景）中，借助其他人（包括教师和同学）的帮助，利用必要的学习资料，通过建构有意义的事物而获得。所以，知识是在实践活动中获得，学生在“做中学”;因而教学过程就是教师引导学生在做的过程中发现新事物的过程。因此，项目式学习的特点为：（1）是具有实际意义、能解决亟待解决的社会问题并且可实施的项目;（2）学习场景为现实生活，真实世界;（3）教师引导学生选择项目、协助完成项目、评价项目最终结果;（4）学生在完成项目的过程中不得不主动开展研究性学习;（5）为了完成解决实际问题的项目，学生往往需要跨学科、跨专业的学习与合作;（6）需要使用多种信息工具;（7）必须团队合作;（8）学习效果显著;（9）项目成果具有一定的社会效益;（10）成果最终评价是由多人参与的多元化评价。教师实施PBL的教学中，则需注意以下四大环节：确定项目任务，制定项目规划，检查项目实施过程暨学生的作品制作过程，实施检查评估。因此，“PBL的最终目的是通过与现实的连接，帮助学生认知社会，解决现实生活中的问题。让学生更有效率地掌握跨学科学科知识，并在过程中通过团队协作等方式拓展学生眼界、培养创新能力和社会情感。引导学生利用数字化工具生产高质量、合作型产品。”[2]
　　 所以有学者指出：项目式学习在学习内容的真实性、学习者的自主性、研究方法的多样性、学习过程的建设性、学习形式的合作性等多方面都与创新创业教育的要求不谋而合。PBL可以提高学生的实际问题解决能力，培养学生的团队合作能力，提高自主学习能力[3]。
　　 另有学者撰文指出：理工科学生严谨的思维习惯对于做好科学研究是非常必要的，但是如果思维过于僵化，没有足够的创新意识和创新胆识，则很难推陈出新，推动科学技术的进步。所以我国高校应：提高对理工科大学生创新创业能力培养的重视程度，增强理工科大学生创新创业意识，增强理工科类大学生的创新能力，提供理工科大学生创新创业实践机会[4]。
　　 因此，将项目式学习理念应用到理工科大学生的英语教学中，选择学生适宜和感兴趣的学习项目不仅能增强学生的自主学习意愿，而且能配合创新创业教育，符合理工科大学生的学习与培养需要。
　　二、基于STEM教育的理工科大学生英语学习项目
　　 那么，理工科大学生适宜和感兴趣的英语学习项目会是什么呢？
　　 2006年1月美国总统布什在其国情咨文中公布了一项重要计划，即《美国竞争力计划》，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，并称其为全球竞争力的关键。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。美国在STEM教育方面不断加大投入，鼓励学生主修科学、技术、工程和数学，培养其科技理工素养。而实践是科学、技术与工程的重要特征和需求，科学实践可以帮助学生理解科学知识是如何建构的，可以让学生认识到调查、模仿和解释世界的各种方法。因此，STEM教育通常会通过实践进行。 　　 所以，虽然近些年来入学的理工科大学生的动手能力不佳，需要从最基本的实验进行训练，但入校之后他们普遍对动手做实验兴趣浓厚。而大学工科学生在入学后不仅要做实验，还要做模型，如天水师范学院土木工程学院为此成立了营造学会，定期展出会员的手工制品;他们鼓励会员采用竹片或回收物品作为材料进行制作，做出的东西美观、实用、有创意。工科学生普遍对此也很有兴趣，愿意查考资料、思考环保或废旧材料的采用并进行制作。
　　 以上情况说明：理工科的本质要求是要在实践中进行学习;而且在认知模式上，选择理工科的大学生大多属于动手操作型的（Kinesthetic）;动手操作型学习者的特点是：“喜欢通过亲自接触、操作或书写来辅助学习;愿意通过画图或探究来进行语言练习。”教师应“提供借由动手操作而了解语言与文化的学习经历”[5]。而且，2017年12月以土木工程2017级1班为例，基于Cohen与Weaver的调查表做了认知风格调查，结果表明动手操作型的学生所占比例确实较高。
　　 另外，理工科大学生在进入大学后往往更热衷于兼职赚钱;在前期甘肃省大学生创新训练计划项目“甘肃乡镇教育科技公司”（项目编号：201610739002）中，参与的学生以理工科学生居多。物信学院2012级年级第一名的王同学在乡镇上帮助初中学生用身边的材料设计实验;另有两名理工科学生回到本村自主开办了假期辅导班，都取得了很好的效果。即便是在英语系，愿意参与的同学也大多为理科同学（英语系是文理兼收）。这说明相比于文科及艺术类的学生，理工科学生更加注重社会实践，更愿意去满足社会当下的需要，对实用的东西更有兴趣。
　　 基于以上的观察与思考，如果在理工科大学生的大学英语课程中，应用项目式学习，将英语学习与大学生的科学实验、手工制作和满足社会需要的创新创业活动相结合，那么理工科大学生的英语学习就会增加新的动机，提高英语学习的自主性与效果，并帮助培养其创新创业能力。
　　三、基于STEM教育的理工科大学生英语“做中学”创新创业项目
　　那么能将理工科大学生的英语学习、科学实验、手工制作和满足社会需要的创新创业活动结合起来的学习项目会是什么呢？
　　 首先，根据连淑能的研究，英语较汉语而言，主次分明，层次清楚，前呼后拥，严密规范，采用的是焦点句法;长句多见，因而周详、精确、细致，宜于阐述复杂的观点;它常见的非人称表达法使叙述显得客观、公正，结构趋于严密、紧凑;其普遍使用的抽象表达法被认为是一种高级思维，是文明人的一种象征[6]。因此，英语作为蕴含世界最发达科学技术发明与表述的语言，具有对学习理工科不可或缺的逻辑思维能力与科学精神的培养作用，这在我国教育中并没有得到凸显。我国基础教育阶段学校英语课教材大多是采用音乐、文学、交际、绘画等文科内容，来教授语言。但这些方面英语所取得的成就并没有超过汉语。所以我们实际是从英语的弱项、汉语的强项入手来学习英语，往往会产生文化冲突。及至大学，大学英语教材與阅读材料中则突然增大了科技材料的比例，大学生一时难以适应。所以，我国其实应该从小学开始就采用英语作为STEM教育的主体语言。江苏省新苏师范学校附属小学的一级教师吴臻一就曾在2018年撰文指出，在英语课堂上，如果一味地学习英语词汇及句型，显然会索然无味，限制学生的发展。教师应在英语教学中融入科学、艺术、数学、天文、气候、体育、社会等多方面的话题，鼓励学生在话题中灵活运用英语[7]。
　　 其次，2013年4月9日发布的美国《新一代科学教育标准》（Next Generation Science Standards）重视跨学科共通概念的学习，重视科学与工程实践，特别是提出建构（科学）解释和设计（工程）解决方案，强调科学与工程实践对于学生的学习具有重要意义。在美国中小学，PBL及STEAM（科学、技术、工程、艺术及数学）教育均迅速发展。有些学校将二者的优势结合起来，借助PBL开展STEAM教育[8]。鉴于实践是科学、技术与工程的重要特征和需求，带领学生动手设计和执行各类实验与手工制作便成为中小学STEAM教育的重要特征。综上所述，不仅在实验的设计中，而且在教导少儿做科学实验或手工制作中，采用英语作为表述语言更为适宜;也符合中小学生需要凭借单词与实物之间的联想来学习英语的需要（如中小学生的实物教学、联想教学、TPR等）。
　　 但在我国，尤其是在西北市县，近年来小学班级人数普遍超员，大多在50—70人，中学一个班则大多在60—80人，学校现有的理工科实验器材根本不够，即便实验条件都具备也无法认真地教授每个学生通过实验来进行学习。中小学生在校学习中实验活动的缺乏和家长对孩子STEM教育的日益重视，导致了近年来教育市场上两种现象的出现：一是少儿STEM学校的开办。这些课余学校设计了系列科学实验或动手操作课，让孩子们在“做中学”，是对目前我国少儿科技教育的有益补充。但一次课学费60—200元，不能惠及大众。二是少儿科学实验书籍的引进与出版。现在可以买到多种英语原版少儿实验书和少量国人编写的少儿实验书。其中浙江出版社的科学实验室系列为国内首创，他们不仅为少儿设计了32个门类的实验，而且每个门类均配备了所需实验材料。但每个门类中的实验数目较少（不到10个），整体价格又较高（57—88元），也不能普及。而第二种做法在美国20年前就已相当普及，加利福尼亚的Science Service出产的“Things of Science”，简单经济，设计巧妙，一小盒包含三十多个实验及实验材料。
　　 因此，理工科大学生可以模仿美国这种做法，用英语来为少儿设计准备基础的科学实验，这不仅会帮助到中小学生，也会促进自身专业英语的学习。中小学校目前也重视学生的动手能力，学校会在每个学期布置几项手工制作任务。但国内帮助中小学生采用环保或回收材料进行创新性手工制作的教育机构很少。中央电视台的“交换空间”家装节目中倒是总有一个环节，就是改装家庭废旧材料，制作工艺品或用具。所以工科大学生可以用英语来设计这样的环保创新性手工制作，这不仅会对中小学生有所帮助，也会帮助自己学习本专业英语。 　　基于以上对理工科大学生创新创业教育、英语项目式学习、STEM教育特点与教育市场当下需要的分析，通过将四者有机结合，发现既适合理工科大学生，又能满足社会需要的英语“做中学”项目式学习创新创业项目模式就是：在理工科大学生的英语学习中，教师可以指导学生用英语来设计基础的科学实验和创新性手工制作的学习项目，并组织大学生将其项目成果与中小学生用英语进行分享，这不仅能增强理工科大学生的英语学习动机，提高其英语水平，还能培养学生的创新创业能力;其项目成果对中小学生的英语学习、STEM教育、动手能力和环保意识的培养，也都能有所裨益。
　　结束语
　　综上所述，在理工科大学生的英语学习中，将PBL教学模式与STEM教育内容相结合，并基于当下社会中真实的中小学生STEM教育与英语学习的需要，设计集英语学习、科学实验、手工制作和满足社会需要的创新创业活动于一体的学习项目是可行且是有益的，有兴趣的理工科大学生可以在教师指导下结成创新创业小组，执行这种英语“做中学”项目式学习创新创业项目，进一步研究其具体操作路径。
　　参考文献：
　　[1]刘少丽.PBL在大学英语教学中的应用[J].韶关学院学报，2018（2）：38—42.
　　[2]何淼.风靡全球让美国新型学校争相引入课堂的PBL究竟有何魔力？[C].国际学校内参.中国会议，2017（6）：81—86.
　　[3]王疆.项目式学习在创新创业教育中的应用[J].安徽文学，2018（3）：109—110.
　　[4]谢均，朱衛华.理工科大学生创新创业能力培养途径[J].中国高校科技，2016（9）：74—75.
　　[5]Andrew D. Cohen， Susan J.Weaver.基于学习风格和学习策略的外语教学教师指南[M].北京：外语教学与研究出版社，2006：13.
　　[6]连淑能.英汉对比研究[M].北京：高等教育出版社，1993：29—129.
　　[7]吴臻一.STEAM教育理念在英语教学中的运用研究[J].成才之路，2018（11）：56—57.
　　[8]严恺，罗旭晴，严峻松.基础教育如何嫁接创客教育[C].中国科普理论与实践探索：第二十三届全国科普理论研讨会论文集.中国会议，2016：424—431.
　　（责任编辑：刘东旭）
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