美国STEM教师严重短缺!硅谷工程师带来创新解决方案

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码农缺口大,但是,学校的STEM教育跟不上,怎么办?

如果问目前就业市场上哪些工作岗位最紧俏又最吃香,大学里学习的最火热市场上却又最供不应求?答案或许不会太多,那就是计算机相关专业!

正如 Code.org 预计,到2020年,将会有 140 万计算机相关工作,但是学生数量仅仅有 40 万,这意味着将有 100 万个工作缺口。

(图片来自code.org,版权属于原作者)

随着 STEM(Science, Technology, Engineering, and Mathematics)行业在现代社会越来越重要的地位,STEM 相关专业的教育也随之变得格外引人注意。

90 年代,时任美国总统克林顿就多次在公开演讲中强调 STEM 教育的重要性,2009年,奥巴马总统发出了 Educate to Innovate 的社会号召,白宫大力扶持公立学校的 STEM 教育,并预备接下来十年在美国增加 10 万名STEM 教师。

然而十年过去了,STEM 基础教育中师资仍面临很大缺口,教育资源的不公平仍然导致现实中大量的青少年并没有在基础教育的阶段接触过 STEM 课程。

2018 年底,白宫发布美国下一个 STEM 教育五年计划白皮书,计划从改善教育机会,关注不同族群、地区等各方面大力推进美国的 STEM 教育。包括了未来会投入更多 STEM 教育的软硬件设施,尤其是会弥补教师的缺口。

但是,如果老师并没有 STEM 背景的话,该怎么更好地教授学生 STEM 相关的课程呢?硅谷这家专门针对中小学 STEM 科技教育的初创企业 QPi Education 就希望解决这个问题。成立不到两年,QPI 已经和硅谷数十家中学确立了长期合作,并被 Alchemist、UC Berkeley 等多个知名孵化器所青睐。

授人以鱼不如授人以渔

QPi 的创始人 Vivien Macnguyen 告诉硅谷洞察,自己曾是一名工程师,“我非常感激高中老师点燃了我对化学工程的兴趣,所以我才会在本科期间选择了 STEM 专业。中学期间老师对学生们的启蒙实在是太重要了。”中学学到的 STEM 内容虽然初浅,但是当时课堂上老师带给她关于 STEM 奇妙的概念并引发 Vivien 强烈在此方面深研的兴趣无法取代。

然而,当 Vivien 回到母校和昔日老师的沟通时发现,如今学生们还是用十几年前和她当初一样的教材,仍然只有和原来一样最基础的物理化学实验……

尽管世界瞬息万变,联邦政府对于学校教育的要求也不断更新,但中学的教育内容却因为种种原因,跟随不上社会前进的快速步伐。意识到 STEM 专业在劳动力市场的重要性和教育系统培养的滞后性,Vivien 决定放弃码农工作,投身至中小学 STEM 教育的阵营中。

(图片来自code.org,版权属于原作者)

其实很多老师有强烈的将基础 STEM 课程内容加入自己的课堂的愿景,可苦于自己没有 STEM学习的背景,或没有其他软硬件资源的现实因素,不得不沿袭老旧的一套教学体系。

本着激发中小学生对科学探索强烈兴趣的目标,QPi 上线了一系列时长 6-8 周的课程设计,包括教学的设备材料工具箱,配套提供非 STEM 背景教师的一系列线上教育沟通平台,QPi 收获了满满肯定的反馈。

(QPi 为老师提供的工具箱,图片来自QPi,版权属于原作者)

除了提供每个项目需要的材料盒子,最受老师们欢迎的是对老师长期的培训课程以及线上讨论社区。参加QPi项目的大部分老师并没有 STEM 背景,通过学习 QPi 提供的教学使用材料和线上教学论坛点燃学生的兴趣。QPi 还会和老师们交流课堂上的教学技巧。

(图片来自QPI,版权属于原作者)

QPi 使用目前市面上当红的教育单片机树莓派(Respberry Pi),在树莓派提供的单卡片电路板微型电脑基础上,设计软件适合融入传统中学课程的机器人开发项目,在现有的科学教育基础上增加 STEM 内容的覆盖面。树莓派整合度高,可塑造性强,在代码发烧友和机器人教育领域非常受欢迎。

教育和学习更重要的还是面对面的口传心授,特别是对于中小学基础教育,激发学生对知识的兴趣启蒙更为重要。比如说市面上虽然有大量的线上公开课程,但即使是成人,能够自主完成线上学习的人也才不到5%。

(高中老师参加QPi workshop学习如何搭建机器人,

图片来自QPi,版权属于原作者)

“我把教师们擅长的和学生们口传心授,兴趣启蒙的部分留给他们,而把他们需要却又不擅长的STEM教学内容设计留给我们,这样更好地辅助老师教学。“ Vivien 提到 QPi 设计的初衷。

在一些课堂上,学生们学习挑战了树莓派的产品,开始创造向更高一阶的其他更有创意的机器人点子。

(来自Medium,版权属于原作者)

“我们耽误了多少个爱因斯坦?

美国教育研究机构 Education Commission of the States 调研数据显示,北美地区,低收入地区学校给学生提供的 CS 课程竟然不及高收入地区学校提供课程的一半,AP CS 的课程甚至少于 1/4。

(图片来自ECS,版权属于原作者)

哈佛大学经济学教授 Raj Chetty 的一份研究报告显示,赋有创造力并专利申请的人群数量与他们小学时的数学成绩以及家庭收入呈绝对正相关。随着现代发明技术门槛的进一步提高,如果在基础教育中错过了 STEM 的启蒙,日后是越来越难赶上其他小伙伴们的发明创造能力。Chetty 教授更是呐喊:因为教育资源的不公平,我们可能埋没了多少个潜在的爱因斯坦!

(截图来自The Equlity of Opportunity Project,版权属于原作者)

而 Chetty 教授的另一项研究数据表明,整体上看虽然来自不同家庭和地区的专利数量呈显著分层,但在同一所活跃的高校,比如说 MIT,来自贫穷家庭和富裕家庭学生的专利申请数量却非常接近。这也侧面证明了中小学 STEM 教育的重要性,越早让孩子们接触 STEM,越能激发并保持他们的发明创造能力。

STEM 教育类初创公司日渐增加

美国已经实施加强 STEM 教育超过 30 年,不断有各种教育机构或是大公司推出新的 STEM 教育项目。然而如同其他的教育资源,目前更多的 STEM 教育资源也更容易流向富裕地区和富裕学校。

Vivien 也提及,自己在产品销售的过程中的确发现,对于 QPi 几百美元的产品,私立学校比公立学校接受速度的更快,铺开的更广更容易。但是自己的产品设计还是根据普通学校普通课堂的特点来设计,希望能更进一步的普及到大量公立学校的课堂中,使更多不同地区不同背景的学生受惠。

国内早在 2000 年前后就不断有中小学尝试在课堂中引入机器人、编程等课程,但是更多是作为学校课外项目进行,或像是学校课程里的昙花一现,对青少年在 STEM 方面系统的理解和建立缺乏持续性。多种和 STEM 挂钩的课程,由于没有评判标准,缺乏成熟师资,填补 STEM 教育真正的缺口还有很长的路要走。

正因如此,大量的科技类教育产品公司尝试设计可持续性,提供更加连贯循序渐进的 STEM 教育课程。如本文提到给中小学教育系统锦上添花的 QPi Education,Google AIY,code.org, 覆盖家庭和学校人工智能教育的 Microduino, 机器人教学机构萝卜太辣 Roboterra,专注于整合 STEM 教育集合资源的 STEMfinity 等等。

此外,众多的硅谷公司也加入到培养未来 STEM 人才的阵营。比如说谷歌的夏季CSSI(Computer Science Summer Institute)课程,Code with Google, 微软Microsoft Research Data Science Summer School 等等,在学生们尚未确定发展方向的时候引领他们往 STEM 的方向更进一步。

世界经济论坛提到,现在 65% 的小学生未来成年后的工作职业在现代社会还未曾出现。在各国都把 STEM 教育提上国家战略日程的今天,小探衷心希望,基础教育能够将 STEM 部分合理的纳入体系,赶上社会发展的步伐。

你觉得在中小学阶段,自己受到的 STEM 教育课程启蒙大吗?是否影响自己之后的职业选择?欢迎大家留言讨论!

参考资料:

STEMtistics:http://ecs.force.com/studies/rsviewstemL?faq=a080g000019815h

http://reports.weforum.org/future-of-jobs-2016/chapter-1-the-future-of-jobs-and-skills/

哈佛大学Chetty教授关于创造的研究总结:http://www.equality-of-opportunity.org/assets/documents/inventors_summary.pdf