這位MIT教授說，STEAM教育最重要的是教會學生知行合一 http://mybabyone.com/20170407_451234.html 在眾多教育家眼中，知識本身的重要性已經大不如前，用知識解決具體問題的能力才更為 重要。美國麻省理工學院以“知行合一”為校訓，該校本科生研究項目主任J. Kim Vandiver教授在接受外灘君專訪時，建議老師通過讓孩子動手參與的課程，教給他們理論 知識 ，同時改變評價方式，允許學生從失敗中學習成長。 J. Kim Vandiver教授，已經在麻省理工學院（MIT）任教42年。25年前，他創建了 Edgerton Center，旨在為從事創造性教育項目的MIT學生和中小學生提供資源支持，包括 一部分發展中國家的教育項目。 除了作為Edgerton Center的創建人和負責人，Vandiver教授還是MIT本科生研究項目主任 （Dean of Undergraduate Research）、“經驗學習”辦公室的主任，同時也是機械和海 洋工程學的教授。他是離岸結構動力學和流致振動的首屈一指的權威之一，也是“麻省理 工—霧茲侯海洋學院：海洋學和應用海洋科技與工程聯合項目”學院的成員。 除此之外，Vandiver教授還有一幅著名的攝影作品——《穿過燭光的子彈》（Bullet Through Flame），被收藏在美國德克薩斯州的阿蒙·卡特藝術博物館。 問：為什麼會想到在25年前創建Edgerton Center，專門激發學生動手創造？ Vandiver回答：你知道我們的想法是從哪裏來的嗎？其實就是MIT的校訓—Mind and Hand ，在拉丁文裡就是Mens et Manus。 這個校訓在1861年麻省理工創立之時就已經被確定了下來，在當時的美國和世界上都是絕 無僅有的。在設立之初，隔著兩個街區的地方就是哈佛大學，當時他們還在用拉丁文授課 。 MIT的創辦者William Barton Rogers說，教育人們有關藝術、科學和工程方面的知識非常 有價值，因為這些都是驅動每個人的內在價值的關鍵。MIT成為了第一所以學位獎賞那些 真正解決問題、創造事物、改變世界的人的學校。所以說，動手創造的思想在1861年就已 經有了。之所以取名叫“Edgerton”，是為了紀念Harold Edgerton教授。他是我在MIT上 學時的老師，被稱為“閃光燈之父”，同時也是逐格攝影的先驅。 Harold Edgerton的高速攝影名作《牛奶皇冠》（Milk Drop Coronet），攝於1964年。高 速快門攝影在現今已經是一個較普及的攝影題材，但在那個時候，要拍出這樣的照片卻需 要在頂尖實驗室里研究幾個月。這張照片捕捉了肉眼不可察覺的一滴牛奶滴落的瞬間，促 進人們對物理世界的理解，在當時引起了很大的反響。 以下訪問，B=外灘教育 V=J. Kim Vandiver教授 B：您不僅是MIT本科生研究系主任、Edgerton Center的創建者和負責人，還是“經驗學 習”辦公室（Experiential Learning Office）主任，能不能談談您現在做的事情？ V：其實這樣的設立是種巧合，我在25年前創辦了Edgerton Center。過了幾年，又被任命 為本科生研究項目的主任，之後我們展開了很多項目，就把研究這些項目的部門命名為“ 經驗學習”辦公室。 這個部門涵蓋了三個部分，一個是專門面向大學一年級學生的，一個就是Edgerton Center，另外一個是D-Lab。 D-Lab成立於15年前，主要輔導學生們如何在一個不斷變化的社會中解決問題，比如有些 地區的人們每天只能依靠一美元到兩美元度日，他們沒有足夠的能源和可飲用的水資源， 需要得到提高作物產量的技術，D-Lab就是為了激發學生思考和解決這些問題而設立的。 Edgerton Center和D-Lab屬於聯合項目，有趣的是，這些項目無意中促使MIT中的女學生 們對STEM學科越來越感興趣。因為來到MIT的學生最開始只有十八九歲，在這個年紀可能 男生們對跑車、刺激的事物更感興趣，而女生們可能就更加願意投身於怎麼把這個世界變 得更好。D-Lab里面的項目就讓這些女孩子們找到了有意義的、可以讓這個世界變得更好 的事情去做。 B：您從1975年就開始在MIT任教了，一直接觸的也都是大學生，為什麼會把關注點從大學 生身上轉移到了中小學生身上？ V：我把目光轉到中小學生身上是因為我的妻子。她是一個生物學博士，一直都在做和生 物學有關的研究，但後面開始對教育感興趣，就又去讀了教育學的碩士學位，之後去了一 所中學做科學老師，一做就是16年，直到退休。 在和我妻子交流的過程中，我也越來越了解關於教育的理論和方法。作為一個老師，她非 常支持和相信動手完成一些項目對於學生在學科上產生的幫助。相比於只是閱讀書上的文 字和做重複的作業，有趣的項目非常能激發學生的求知欲。我妻子就非常喜歡和善於給學 生設計一些需要動手的項目，用來輔助科學學科的教學。 她同時也有教高中AP生物課的經驗，但是她認為六年級對於孩子科學素養的培養是很關鍵 的階段，這也是為什麼Edgerton Center把關注點放在了初中生而不是高中生身上的原因 。 從前幾年開始，外界越來越多地把目光放在STEM學科的教育上，因為隨著世界的發展，我 們需要越來越多青少年投身於STEM領域。但是我們發現，在美國，孩子們發現自己對於 STEM學科開始不感興趣、不在行或者想要放棄的階段就是在六年級左右。如果在這個時候 不推他們一把，我們可能就錯失了這群孩子。所以我的妻子說她就要教六年級，這是她作 為一個科學家，能夠為世界做出一些積極改變的地方。 所以，就是在我家的餐桌上，讓我有了教中小學生的想法。 B：您是如何看待藝術之於STEM學科的重要性的？ V：我的Edgerton Center就做了很多和K12相關的事情，我們幫助老師們做職業培訓，也 和學生們一同做了很多事。我們很多年前就認識到了Art在STEM領域中的重要性，我們就 做了一件事。 每周六我們都有一個項目，會邀請學生們來到我們中心建造東西、製作東西，我們教他們 有關電力的知識，比如如何焊接。事實就是男孩子們對焊接可能很感興趣，但我們也同樣 希望女生學習到相關的知識，於是我們想：與其教學生如何焊接電路不如教如何焊接玻璃 。即使是在學同一種技術，但女孩子們會覺得，做出漂亮的彩色窗戶比起單調的焊接電路 有趣很多。 我們發現如果我們想要把STEM學科知識傳遞給更多女性，就需要拓展這些學科的應用和學 習範疇。 B：能不能簡單談談Edgerton Center在做的項目？ V：我們發現學生們喜歡動手製作一些東西，然後開展一些競賽。最開始的時候我們也不 是很了解他們的一些想法，那些想法都很新穎和有創造力。經過了二十五年的積累，我們 越來越意識到學生們喜歡比賽這一點。 現在有一個澳大利亞太陽能汽車大賽，這是一個利用太陽能驅動汽車由北向南穿越澳大利 亞的比賽，全長3000公里，全世界的學生們都可以通過親手製作覆蓋有太陽能板的汽車參 加這個比賽。汽車被允許搭載一塊電池，但這塊電池只能通過太陽能來充電。這個比賽通 常需要四天來完成，前幾年我們的團隊用了四天的時間完成了3000公里全長的比賽，平均 速度57邁，差不多接近每小時100公里。 這個項目幫助很多學生學習了更多有關工程學、太陽能方面的知識，每年他們都在不斷提 升自己，讓汽車變得更加安全和高效。 這種真真實實在解決問題的項目讓學生更有熱情，他們體驗到自己在和這個真實的社會打 交道，自己付出的努力是有意義、有回報的，這樣他們就會自然而然地更加重視自己學習 的知識。 這同樣適用於六年級的學生們，如果他們意識到自己所做的事情是有意義的，就自然而然 更有熱情。 B：對於六年級的學生而言，建造一個太陽能汽車似乎有點不切實際，那麼他們應該如何 開始發展Mind and Hand的能力呢？ V：我們設計的一個項目就是基於PBL的，它需要一個科學老師每周花五天、每天47分鍾， 教會六年級的學生們重要的科學工程學科知識，並且讓他們對此著迷。 我們為此設計的課程叫做LEGO Car Rally，摒棄了傳統的考試方法，老師們被要求每兩周 通過學生們設計製造的LEGO車的表現為他們打分。 這就是一個典型的工程學科的項目，學生們會通過這個課程學習能量守恒定律、能量轉換 定律、動能、勢能等等物理知識，也能學習到一些數學概念，因為在這個比賽中，學生們 被要求不僅僅只是讓車子通過重力往前行進，還需要看車子在面對彎道時的表現，他們需 要順利地通過兩個環形彎道、彎曲的車道、雷達探測，還包括如何上坡和下坡。 這樣，其實老師們還需要教會他們如何做工業設計，工業設計的本質其實就是關於如何設 計、建造、測試、改進設計、再建造、再測試、再改進設計的循環。通過這個學習過程， 六年級的學生們不但不會因為失敗而受到打擊，反而會歡欣鼓舞、充滿鬥誌，因為他們知 道他們會被記錄下來的是最好的一次表現，他們被允許一次又一次失敗，直到成功為止。 通過項目學習只是一種手段，它的確能夠激發孩子們對於獲取知識的熱情，但如果只能做 到激發熱情還遠遠不夠。難的部分是老師如何通過需要動手的這些項目教給孩子們重要的 基礎理論知識。就像LEGO Car Rally這個項目，它面向的是六年級的學生，但是如果老師 教得好，學生們就能通過這個項目學習到數學、動能、勢能、功等等相關知識。 老師的工作就是要明確列出學生們通過做項目需要學到的知識，並且確保他們確實學會了 。如果這點做到了，孩子們會比用傳統學習方式學得更好。這是基於項目的學習的關鍵。 B：Harold Edgerton是非常著名的攝影師，您也有非常傑出的高速攝影作品，能談談作為 主攻工程學專業的您為什麼會在攝影方面也頗有建樹嗎？ V：我從剛來到MIT讀本科的時候就已經知道Edgerton了，他其實是在借用攝影這種技術回 答很多工程學上的問題。 我在讀本科的時候也選修過攝影，對暗室、衝印彩色照片都很感興趣，所以我就找到 Edgerton，說想參加他對本科生開放的攝影實驗室項目。我剛好選擇了一個非常好的時機 ，他當時正好需要一個助教，所以我當了他接下來一年高速攝影課程的助教。後面他和我 說，“既然你當了這麼久的助教，為什麼不試試自己做一個項目呢？”Edgerton教授說， 他從來沒有做過彩色紋影攝影（Color Schlieren Photography），就建議我以此為切入 點。 紋影攝影是一種利用超音速風洞研究現代飛行器周圍氣流的技術，它能將不可被肉眼看見 的氣流的變化，轉化成可以被看見的圖像。紋影技術能夠讓你看到蠟燭周圍的熱氣、射出 的子彈周圍的氣流、一個冰塊浸入水中冷卻周圍水的瞬間。 Edgerton教授就說他從來沒有做過彩色的紋影攝影，他就教會我紋影攝影的技巧和竅門， 我就把這些技巧和彩色攝影相結合。我通過研究和學習航空領域中的攝影技術，花了五個 月的時間，嚐試了無數種方法，終於拍出了滿意的、漂亮的圖片。 B：有沒有給中國學生們的建議？ V：MIT是一所理工科學校，所以學生的理工科成績都非常好。他們肯定都是憑著在理工科 方面非常出色的表現來到MIT的，但是剛入學時，他們與人溝通的能力不一定很好，但是 當他們從MIT畢業的時候，綜合能力已經得到了全面提升。 所有想要進入MIT的學生其實都已經擁有非常優異的標化考試成績，但是進MIT不但需要好 的成績，也同樣需要對感興趣的方面表現出好奇心和熱情。我們希望我們的學生建過一個 自己的計算機實驗室，或者參加過數學或物理的競賽，也希望我們的學生中間有很多很好 的音樂家。這些音樂家不僅在音樂方面有很高的造詣，對科學數學方面的知識也同樣很了 解。 另外一點就是學生的多樣化，我們有本科生和研究生。本科生中有10%的國際生，研究生 中有40%的國際生，他們來自世界各地，也都很優秀，說著不同的語言，是他們讓MIT成為 一個包容多樣的校園。 我給所有學生的建議，就是遵循自己的興趣。如果你覺得數學好玩，那就研究數學；如果 你喜歡建造東西，那就試著去做。很多最終選擇學習工程學的學生在他們小的時候都很喜 歡拆解東西，因為他們好奇這些東西到底是怎麼運轉的。我覺得如果你選擇去做自己喜歡 的一件事，成功的可能性會高得多。找到一件自己喜歡的事情，並不斷去探索。 如果你想上大學，進MIT或者其他一些非常優秀的學校，當然需要努力學習，但還是需要 尋找一些課堂以外的自己喜歡做的事情，比如閱讀、自己做一些實驗、建造自己的望遠鏡 ，等等。 還有很重要的一點就是，努力去接觸自己覺得有意思的人。比如當你遇到一位自己非常欣 賞、非常能激發你的老師，就快去告訴他們，創造和他們更長的共處的時間。就像 Edgerton教授於我。老師、導師並不是一件偶然發生的事情，就像我當年敲開Edgerton教 授辦公室門時的那樣，說“我想學習高速攝影，我自己拍了很多的照片，但它們都是普通 的照片，我要怎麼才能拍攝出像《牛奶皇冠》一樣的高速攝影作品？你是怎麼拍攝到一顆 子彈穿過蘋果的瞬間的？”他說，“你進來，我展示給你看。” ================================================================= 傳統紙本教育已經慢慢被淘汰，現在台灣的教育也開始重視"動手做"的重要，也希望 創新教育在台灣能盡快普遍，加速台灣學生的競爭力! --

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