The Next Frontier in STEM Education
NASA should draw on the efforts of SpaceX’s experimental schools.下一个STEM教育的前沿
作者：亚历克斯·杜宾 | 发表于：2023年5月10日 | 原文链接
NASA应借鉴SpaceX实验学校的努力。
去年的阿尔忒弥斯1号任务对NASA和美国来说都是一个巨大的成功，使我们更接近在半个多世纪后重返月球。同时，埃隆·马斯克的SpaceX最近进行了其庞大的“星船”发射器的首次飞行测试，希望有朝一日能将人类送上火星。但在地球上还发生了另一个至关重要的竞赛：开发科学、技术、工程和数学（STEM）教育，培养下一代科学家、探险家和创新者。
一个很好的起点是两个教育倡议，Astra Nova和Synthesis。它们都源自Ad Astra实验学校，由马斯克创办，主要由SpaceX员工的子女参加。Ad Astra（拉丁文意为“向星星”）放弃了年级水平和传统课程，更注重科学和技术、批判性思维能力、问题解决和伦理等方面，所有这些旨在激发学习的渴望。根据创始人的说法，马斯克唯一的指令是：“让它变得伟大”。
位于SpaceX设施内的Ad Astra于2020年在大流行初期关闭，因为教育和整个世界都转向远程学习和工作。然而，这个概念仍然存在于其两个继任者中（均与马斯克无关），首先是全日制学校Astra Nova。与Ad Astra不同，Astra Nova完全在线，拥有约50名全日制学生和125名兼职学生。没有固定的传统课程和结构使学校变得灵活和反复，帮助学生探索来自STEM领域广泛课题列表中的科目，这对未来美国在科学和技术方面的领导地位至关重要。
Astra Nova将其课程围绕“Conundrums”设计，旨在让学生批判性思考问题，并在线保持他们的参与，其中摇摆不定的注意力和Zoom疲劳已成为主要问题。本学期，课程选择包括“思维、意识和人工智能”、“Python初学者”、“烹饪化学”和“星体地质学”。录取过程包括解决一个Conundrum，出席“演示日”，预览学生在Astra Nova可以期待的内容，以及家庭面试。全日制Astra Nova学生每周上课20小时，而兼职学生每周上课2或4小时。全日制学费为33,500美元，尽管学校表示，33%的全日制学生和6%的兼职家庭获得学费援助。
与此同时，Synthesis是从Ad Astra的一个特定班级中开发出来的，学生将参与模拟、游戏和挑战，旨在使学习变得有趣且有益。Ad Astra的联合创始人Joshua Dahn和教育技术公司ClassDojo的工程师Chrisman Frank将Synthesis打造成一个独立的平台，扩大了这个概念，并旨在吸引更多的学生，而不仅仅是SpaceX员工的子女。Synthesis完全是兼职和在线的，提供工作日下午或周六早上的课程。这是一个“以游戏为基础的课程”，重视协作、观察和问题解决，涵盖了游戏和现实世界问题，与Ad Astra的同名课程一样，不分年龄。现任Synthesis的首席执行官弗兰克（Frank）将该项目描述为联系学生教育经验的一部分：“你有其他科目，但Synthesis就像‘现在你正在让所有这些东西一起运作。’”尽管Synthesis仍然需要经过录取流程，但达恩和弗兰克希望将这个概念扩大，向所有人敞开大门。
风险投资家们已经注意到了这些项目。去年，Synthesis通过由Balaji Srinivasan和Amjad Masad领导的一轮融资筹集了1200万美元。这一模式的“根本概念是教孩子们如何像成年人一样协作处理信息”，Srinivasan写道。今年2月，O’Shaughnessy Ventures宣布对Synthesis进行投资，将其描述为“教育的未来”。资助者们认为这种教育模式不仅对年轻人和国家有希望，而且具有可扩展性和盈利性。
这种新的教育方法可能会启发像NASA这样的传统STEM项目。在太空机构中，STEM参与办公室（OSTEM）的倡议分为几个类别，包括向学术界和学生提供用于太空研究的资金、实习和奖学金；旨在提高一个州或地区研发能力和竞争力的以研究为重点的合作伙伴关系；向为少数民族提供资助的机构提供拨款；以及针对K-12学生的项目（Next Gen STEM）。在OSTEM之外，NASA还运营一个科学激活计划，将各个年龄段的学习者与NASA科学家和专家汇聚在一起。近年来，国会增加了NASA OSTSTEM项目的拨款，但该机构的预算中没有为全日制学校腾出空间。
联邦政府的STEM倡议受到了重复和方向不明的困扰。2010年，华盛顿在STEM倡议上花费了超过30亿美元；政府问责局发现209个项目中的83%存在一定的重叠。这些问题一直存在。2018年，政府问责局发现，尽管项目数量减少，但重叠问题仍然存在。更为重要的是，STEM教育委员会（2011年成立，以协调联邦STEM倡议）“未审查项目的绩效评估，正如其授权章程规定的那样，也未将这些评估记录在其清单中，正如法律要求的那样”。该委员会即将提交的下一个五年计划将是解决这些问题的绝佳机会。
NASA应该考虑通过支持Astra Nova和Synthesis模型向STEM教育迈出一小步，也许可以与它们合作。NASA可以从Astra Nova获得服务，就像它与SpaceX的载人飞船运输到国际空间站一样。NASA现有的STEM教育预算中的一小部分可以用于为通过竞争申请程序选定的儿童提供全额奖学金，以参加Astra Nova的课程；或者Astra Nova可以在其课程中包括对肯尼迪航天中心或NASA研究中心的实地访问。
这种合作已经存在先例。联邦机构内的许多倡议，如国防创新单位，旨在简化政府投资和支持新兴技术和公司的努力，以及吸引私营部门人才。这些计划通常比传统计划灵活。
或者，如果预算更为宏大，NASA可以建立一所以Astra Nova和Synthesis原则为基础的学校。这些学校应该专注于为最聪明的学生提供应对我们这个时代技术挑战所需的工具、培训和批判性思维能力，提供针对像Astra Nova这样的全日制学校的奖学金和学费结构，以及为所有美国人提供参加Synthesis这样的课程的平等机会，这正是它的创始人的意图。
需要明确的是，这种教育模式并不是要取代全国范围内的传统教育。例如，Astra Nova仅对10至14岁的学生开放；在Synthesis中，是8至14岁。正如大流行所显示的，远程学习带来了许多挑战，无论是在教育还是社交方面。但是随着地缘政治竞争对手增加投资并培养更多STEM毕业生，美国必须扩大自己的投资以跟上时代。
这些新的STEM项目将对其注册学生之外的学生产生影响。它们的内容、视频和课程计划也可以在传统学校或个人在家中使用。例如，Astra Nova的许多Conundrums已经被数十万人观看在视频共享平台上。这些项目还可能产生波及效应，因为其他机构和组织看到了这个模型的运作，并考虑在他们自己的STEM工作中采用它。例如，编程可以成为传统课堂教学的一部分。
在与苏联的冷战太空竞赛期间，NASA采取了大胆而不是谨慎的举措。现在，即使预算有所紧缩，但在与中国的竞争日益加剧的背景下，NASA应该回归其大胆的根基。是的，Astra Nova和Synthesis都是实验性的，而且大部分尚未经过验证。但这正是政策制定者应该研究它们的原因，希望从NASA STEM预算中获得更好的回报。
回顾2016年对原始Ad Astra学校的参观，Synthesis首席执行官克里斯曼·弗兰克回忆说：“好奇心和自主性的火花往往被我们的工业教育体系所磨灭，但这些孩子的火花仍然闪闪发光…可以清楚地看到孩子们喜欢这种挑战。”我们也许不能像20世纪60年代那样奢侈地花钱，但我们仍然可以“冒险、犯错误并弄乱事情！”