英联邦成员国STEM教育考察报告 之二：“情境”的法与度

刘党生

几乎每个人都会受思维定势的影响。而在前往大不列颠及北爱尔兰联合王国（The United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland）之前，我们却陷入深深的纠结之中，究竟该如何定义即将造访的英国？！英国教育究竟与昔日的辉煌相距多远？！究竟是英美教育走得更近，还是中英教育更投机？就连我们做了三遍（一遍是在国内做的，一遍是翻墙繁体搜索，一遍是在加拿大时用谷歌英语筛选）的“攻略”也……但愿我们清空，不戴太深的有色眼镜落地希思罗机场。

基于媒介的行前“攻略”

英国教育（Education in the United Kingdom）是权力下放的。在联合王国各个组成国家中，教育系统各不相同，也由不同政府监管：英国政府负责英格兰地区的教育，威尔士政府负责威尔士地区的教育，苏格兰政府负责苏格兰地区的教育，北爱尔兰行政局（Northern Ireland Executive）负责北爱尔兰地区的教育。——我们的问题是，他们相互之间有哪些差异点和特质？

在我们搜索到的文献中，都称英国国家文理中学（THE NATIONALMATHEMATICS ANDSCIENCECOLLEGE）是唯一可以与九大公学相媲美的学校，它被称为全新理念革命性的英国第十大公学，享受英国国家出资的公立校的设施资源，并同时享受英国私立学校的教育质量。——我们的问题是，这是一所什么样的学校？可复制和推广性如何？

GCSE（General Certificate of Secondary Education）是英國的普通中等教育证书，如果想要读A-level（GCEAdvanced Levels）或IB（International Baccalaureate），就必须参加GCSE考试。——我们的问题是，这样一项覆盖英国中学10年级和11年级，且程度和要求都比国内初中毕业生要高的学习课程，必修科目和选修科目是怎样划分的？

英国有“天才生培养计划”，这与我们通常理解的聪明是不是一回事儿。——我们的问题是，EPQ（额外课题研究资格认证）是如何实施和评测的？

自从编程于2014年被列入英国国家教学大纲后，编码课程现在在学校、图书馆和社区中心都很常见，它旨在鼓励孩子了解智能手机、平板电脑或笔记本电脑背后的技术。英国《卫报》曾发文指出，英国正着手打造程序设计国度（A nation of coders），并计划将“编程设计”加到中学入学测验中。编程俱乐部遍及英国各地的课后俱乐部网络，学习Scratch、HTML和Python语言，截至2016年底，英国共有超过4600个编程俱乐部……——我们的问题是，英国在包括编程等在内的与时俱进的课程开设方面，有哪些独到之处？

学徒计划“Apprenticeship schemes”已被证明是培养新型STEM人才的成功途径。非营利组织“The Tech Partnership”（技术合作伙伴）已渗透至英国的大部分公司中，其雇主网络致力于为英国的数字经济创造技能人才。——我们的问题是，英国学徒制的历史沿革，在多大程度上回应了传统教育的弊端？

来自交流的现实修正

1.根据地区划分不同的教育

依据地区的不同，英国教育可以划分为英格兰教育、威尔士教育、苏格兰教育和北爱尔兰教育。尽管权力下放，但彼此之间的教育系统还是有许多相似之处的。它们都是五级教育：早期教育（earlyyears）、小学（primary）、中学（secondary）、扩展教育（further education）（FE）以及高等教育 （higher education）（HE）。这说明FE和HE不属于义务教育，如果想要接受HE则需要参加GCEAlevels（或得到同等证书），全日制学生一般在大学或学院中接受这些教育。法律规定5岁（北爱尔兰为4岁）到16岁为全日制的义务教育年龄。在英格兰，义务教育或训练延长到18岁。这项全日制的义务教育并非一定得在学校，也有部分家长选择在家教育。在接受义务教育年龄到达之前，家长也可以让幼儿去幼儿园学习。扩展教育非义务教育，并且包含非高等教育的进修（或专科）学校以及高等教育技术学院（Higher Education institutions）（HEIs）。高等教育（Higher Education），则是通过Alevels或者BTECs以及其他同等测验后，前往大学或高等技术学院、学院就读。英国国家课纲（National Curriculum）（NC）于1988年开始制定，为英格兰以及威尔士的5～18岁间的教育大纲。这个课纲并不具有强制性，大多由公立学校遵循，而某些私立学校、私立学院（academies）、自由学校（free schools）以及家庭教育（home educators）可以设计自己的课程。苏格兰制定了《卓越教育课纲》（Curriculum for Excellence programme），而北爱尔兰，则使用《通用课纲》（common curriculum）。《国民教育课程》（National Curriculum）开展于1988年，为英格兰和威尔士5～18岁学生的教育构建总框架。苏格兰和北爱尔兰也有类似的项目。

2.英国是否有能力跟上不断变化的世界？英国对此有清醒认识

在见到英国同行之后，我们在路上就有些不按常理出牌地问了陪同人员一个问题：“如何看待美国数百所大学取消入学考试”毕竟，有关“The University of Chicago will no longer require ACT or SAT scores from U.S.students，sending a jolt through elite institutions of higher education as it becomes the first top-10 research university to join the test-optional movement”（“芝加哥大学将不再要求美国学生颁发ACT或SAT分数，通过精英高等教育机构发出冲击，因为它成为首所加入可选测试运动的前10名研究型大学”）的新闻在国内涟漪不断。这位官员回应道，他们早就在研究这个课题（他用的不是Subject，而是Research topic），他坦言：“英国是否有能力跟上不断变化的世界？按照现在的速度，并不能。”在英国朝野，这是一个被普遍承认的事实，根据英国就业和技能委员会的数据，在英国的STEM领域有43%的“技能缺口”难以填补，这主要是缺乏具备所需技能和经验的申请人所致。“缺口”的核心根源被认为是教育。

3.英国需要更多精英学校作为榜样，但更关注教育分层的挑战

在英国，历史悠久、声望最高的九大公学为温彻斯特、伊顿、拉格比、哈罗、休斯伯里、西敏、圣保罗、麦勤太勒、卡特豪斯公学。而英国国家文理中学是由英国国家议会和英国国家科技委员会牵头成立，校长由教育部任命，专门为未来人类科技革命4.0储备STEM专业人才而创办的顶级英国中学，超强精英STEM教学阵容，专注于STEM教育，物理、化学、生物、计算机、工程、数学将成为学生必修课，更是为学生提供进阶数学及经济学等选修课。另外，实行顶级教师阵容的小班教学。平均八个人的小班规模，教师可以照顾到每位学生，针对学生的疑惑进行解答，相当于一对一的授课解答。高质量的师资力量+小班规模=一对多专业辅导。每位学生都拥有一个顶级的教师团队。英方介绍，其实英国教育实验不只是这些，坐落于英国考文垂华威大学校园里的英国华威国际公学（Warwick International College），在全球领先开创了“在大学上中学”的新模式，主推“精英教育”，只招收全世界范围内最顶尖的学生，采用的是一种新型的蕴含了“精英教育模式”的“全人教育”项目，除了提供基础的A-level英国高中课程教学，还开设了英国皇家管家协会课程、两年英国国会实景实习等一系列“高大上”的课外项目。而实施不太一样的GCSE课程（主要是不开设特色科目）的拉德利公学（Radley College），有这样一个故事：曾经有一个中国男孩，去英国留学之前，几乎不会说英语，但是他的羽毛球特长以及坚持不懈的精神打动了招生官，后来他成为了拉德利的羽毛球队队长，现在已经收到了牛津大学化学系的录取通知。

4.关注并致力于人工智能教育

在人工智能教育方面，英国有两个优秀的项目确保儿童在技术上比如今的大人还要厉害。有三个项目值得关注，其中之一就是大名鼎鼎的Raspberry Pi（树莓派）微型电脑，消费者就只需花4英镑就可以轻松购买，让孩子们组装自己的电脑，并尝试编程。树莓派目前已经成为继Windows和Mac之后的世界第三大计算机平台。同样，英国广播公司（BBC）也为英国七年级以下的儿童免费发放了大约一百万个信用卡大小的电脑——micro：bit，用于帮助他们学习编程。这也是BBC近30年以来最雄心勃勃的教育项目，旨在为英国培养下一代的数码人才奠定基础。Micro：bit开发板尺寸虽小（5cm×4cm），但集成了種类丰富的电子模块：5×5LED显示屏、两颗可编程按键、加速度计、电子罗盘、温度光线传感器、蓝牙低功耗等。Micro：bit可以通过鳄鱼夹与各种电子元件互动，支持读取传感器数据，控制舵机与RGB灯带，因此能够轻松胜任各种与编程相关的教学与开发场景。相比Arduino，micro：bit具有免安装驱动、电子模块集成度高、支持时下最热门的多种编程语言等多项优势，mirco：bit官网上提供了超过200个项目实例，涵盖各个应用场景。BBC在英国本土推出了直播课堂Doctor Who and micro：bit，以及“机器人替代教师”系列专题视频。微软MakeCode团队专门为micro：bit开发了Blocks Editor在线图形化编程平台，并结合设计思维编写了这份14周的入门课程。而Wolfram Alpha是知识性搜索引擎页面（网址：www.wolframalpha.com），是由英国Wolfram Research公司发布的一款在线自动问答系统。与其他搜索引擎的运作方式不同，它给用户提供一系列可能含有所需答案的相关网页，并可以直接向用户返回答案。苹果的Siri和三星的SVoice都是由它提供技术支持的！

5.出台相关文件，重视STEM教育

英国在2002年的时候就已经把STEM教育正式写入政府文件，2014年12月，英国发布了《我们的增长计划——科学和创新》战略文件，新近又出台了《建立我们的工业战略绿皮书》。几份文件都提出了在英国的现代工业战略中技术教育是核心，同时还将促进数学教育的发展和解决STEM技能短缺问题；指出英国的目标是成为世界最佳的科研和经商之地，为此英国制订了六项关键措施：确定重点、培养科技人才、投资科研基础设施、支持科研、促进创新、参与全球科技创新。在这样的大背景下，兴起于中世纪时期的英国学徒制，重新焕发了生机。其现代发展进程始于20世纪90年代，《21世纪教育与培训》白皮书指出，要在16～19岁青年中推广高质量的职业技术教育。这恰好对应了有关传统学校教学的反思，英国专家们发现，在知识的学习与运用之间，当前对学习的研究已对“学什么”和“如何学”“如何用”的分离知识与知识产生与动用情境的分离，提出挑战。研究表明，知识在其中得到开发和发展的活动并不脱离或附属于学习与认知。活动也不是中立的，活动应该是所学知识整体的一部分，情境可以说是通过活动与合作产出知识的。

6.伦敦学习节（London Festival of Learning）上，智能眼镜实现学习状态实时分析

一项卡耐基梅隆大学人机交互中心发起的最新的人机一体化的人工智能应用研究，可以实时监测教室内的课程景象，为教师提供一个数字化、个体化的助教并探讨教学成果。混合现实（mixed reality）智能眼镜为教师提供了每一个学生的学习状况的信息，它在显示数据的同时也会记录学生的肢体语言以及沮丧或者疑问的微表情。在眼镜中输入课程座位表之后，教师的眼镜里每个学生头顶都有一张个人数据的表格，通过教师的手势和触碰眼镜可以展开表格，获得更细致的分析。当学生忍住不发问，或者正在经历心理斗争的时候，眼镜会向教师发出警示，这样可以方便教师进行一对一的辅导。这项研究覆盖了286名10～13岁学生、18间教室、8位有经验的教师、4所公立学校，考核了ITS（智能助教系统）在教室中的应用，以不同人工智能机器应用程度为变量，看看多大程度的人机合作能形成最好的教学成果。在未来，他们计划将教师的教学经验，学生的教育程度、年龄程度作为变量进行新的研究。

7.全球第一个AI职业规划师系统在英国试用

据权威预测，现在65%的小学生到他们毕业时都会做一些到时已经被AI取代的工作，所以学习新的而且不会被替代的职业技能成为现在的年轻人需要更加关注的点。英國新近引进了一套FLEXA（AI学习平台），为他们潜在的学生、在校学生和校友们提供了职业规划师的服务。FLEXA通过微软的在线云平台对每个人进行个体化的分析，提供缩小他们和雇主招人计划间距离的培训建议。一开始每个用户会在线上进行一个简短的硬实力、软实力和数字技能的评测，同时平台将这些技能水平与未来职业愿景相匹配，给他们推荐相应的课程、辅导、材料和线上课程（MOOC）。这个数字化的教育生态系统，最大的好处就是帮助学生规划他们的学习旅程以匹配他们未来的职业发展计划。

随机生成的基层互动

我们曾计划展示一段用随处可见的吸管改造成排箫的作业，但我们却到处都找不到塑料吸管，后来才知道，英国政府制定了“25年环境改善计划”，英国首相梅表示：英国将在2042年消除一切可以避免的塑料垃圾，就连91岁依旧活力满满的英国女王也向塑料正式“宣战”：“在所有皇室地盘上，禁止使用塑料吸管、塑料瓶。”他们的举措之一便是塑料瓶回收，顾客在买饮料时会被收取一小笔定金，当饮料喝完，将塑料瓶退回机器，定金就会返还。目前，英国同行正在策划围绕这一话题的即兴脑筋急转弯“运动”。

1.即兴交流中的思维碰撞

在与英国同行的即兴交流中，对方几次提及一个话题——PISA、NAEP及TIMSS，与STEM素养之间该如何界定，并对我方提出的“学能评测指标”颇感兴趣。大家趋同的认知是，在评价目的方面，TIMSS与NAEP比较相近，其中，PISA是在教育框架之外对教育成效的评价，而TIMSS和NAEP是在教育框架之内对课程实施成效的评价。在评价设计的哲学基础方面，TIMSS与NAEP比较接近，但在内容领域和认知能力的考查方面，三者的表述和界定差异较大。而在测试形式上，三者的试卷结构比较接近，试卷难度上，PISA最难，NAEP和TIMSS相对来说坡度较缓，在对科学探究的考查上，三者的考查方式各不相同。在比较过程中，还发现了三者各自的一些独特之处，如PISA以单元为题目组织形式，NAEP中包含对某概念或心智模型进行深入考查的题组，以及观察-预测-解释题目……但有些技术和学术的探究有待深入解析，如试卷难度三个指标——情境、多部推理、扩展题的样本科学性问题，如除了对既有的可比性较高的特征量进行比较研究外，对一些表述差异较大且定义统一的内容（如认知能力）的比较难度解决方案等，双方约定通过通信形式进一步碰撞。但借鉴PISA、NAEP及TIMSS，能为STEM素养的实施提供更学术、更缜密且更多元的支撑与保障，这个共识得到确立；对完善和升级“学能评测指标”的话题，将借鉴由英教育部委托编制的《中学实施STEM职业发展战略》（2011年出版的STEM职业意识时间表试点的最终报告）。重点探索将STEM职业意识和活动纳入关键阶段三教育的潜力（关注https：//www.stem.org.uk/），并调用两个新的战略规划工具——STEM Manager和STEM Planner。

2.开发源头在英国的项目

英国同行对我们带去的“Unplugged Computational Thinking（ESP）（不插电计算思维项目）”颇感兴趣，毕竟，这一课程开发的源头在英国。该系列课程由伦敦玛丽王后大学设计，易上手，启发性强，而且很关键的一点是课程中并不需要使用电脑等计算设备，也不需要具备任何编程基础，只需具备一定的逻辑思维能力即可，所以非常地大众化。我们感兴趣的是该课程模拟类似场景，启发学员设法找到助手和患者高效沟通的方法。在游戏过程中，参与者可以体验到编程、算法、迭代、纠错等概念，非常直观地体验到运用这些思维的神奇效果。而英方感兴趣的则是外国人的评价和再设计，尤其是对我们在数学课堂导入ESP非常好奇，因为之前他们得到的信息更多的是成形于信息技术课程的应用，而令他们感到惊喜的是将算法思维归类到计算思维，从算法之美延伸到算法美学，并介入美学思辨的哲学层面的再设计，他们希望与中方共同开发同质课程系列（如有关艾舍尔“不可能画”与数学思维和三维构图的系列，在课程实施上坡度贯穿6～12年级努力达成不同阶段结合不同视角和学科）。

3.贡献东方课程示范

在米尔菲尔德学校的夏校，我们贡献出东方课程示范。2000年，米尔菲尔德因卓越的精英教育成为英国文化教育协会（British Council）首先特邀开办夏令营的学校，是经英国议会授权的极少数独立开办夏令营的学校，也是率先获得Quality English优质英语认证的夏令营学校，专为6～17周岁的学生设计，课程注重学玩游的完美结合。每年夏天，超过1500名来自世界70多个国家和地区的青少年齐聚米尔菲尔德，创造并保持了零投诉率和极高的学生次年重返率等同行业记录。我们见证了其中的“学社（Academies）”课程，活动由专业教师或教练教授，由学生每周自选一门课程学习，以一对一培训或教师小班授课的形式开展。学社为已经发现兴趣和天赋的学生提供强化和提升。我们提供了一个课程线索：文字演变与申遗抢救，介绍了中国殷墟出土的甲骨文、西宁贺兰山的岩画和云藏纳西族所使用的东巴文，在教师导引出以文字起源与发展为纵向脉络，梳理从文字起源到今天的现状之后，有学生即兴以文字的种类与谱系为横向脉络，结合本国传统文字文化提出调研提纲和行动指南，让中英教师感慨多多。