全美最頂級高中的STEAM教育

學校不只是提供知識教學，對付考試的場所，更應該培養孩子們適應未來社會的能力。來源 |?原創科普編輯 |?申晴
STEAM教育注重培養學生的批判性思維、創造性解決問題、溝通與協作等核心素養。而這些，恰恰是我們學校傳統教育方式相對缺乏的。在社會科技飛速發展的今天，越來越多的人逐漸達成一個共識：學校不只是提供知識教學，對付考試的場所，更應該培養孩子們適應未來社會的能力。美國國家科學院院長布魯斯·艾伯特也認為，對于K-12階段的學生而言，積極地參與科學實踐比起死記硬背科學定理更加重要。

近年來，北京三十五中、杭州二中等很多國內中小學對STEAM教育進行探索，但STEAM教育在國內的發展還存在缺少戰略高度的頂層設計、缺少打通學段的整體設計、師資隊伍整體水平不高等諸多問題。今天STEAM在線為您介紹三所美國頂級STEAM學校，它們可能代表未來STEAM學校的發展方向，或許可以為我們提供借鑒。

全美第一高中的STEAM教育：培養探究能力、問題解決是核心

美國公立中學托馬斯杰弗遜科技高中有全美第一公立高中之稱，始建于1985年，坐落在美國首都華盛頓哥倫比亞特區市郊，學校以培養科技創新人才聞名全美乃至全世界，在全美教育界成績斐然。
“注重學生能力培養，包括思辨能力、解決問題的能力、好奇心、社會責任感。”這些辦學理念，在這里并不是一句空話，而是切切實實的貫穿在學校課程之中，學校為學生提供充滿挑戰性的課程，各個學科相互交融，共同創造一種創新的文化氛圍。在這樣以培養優秀的科技創新人才為目標的STEAM高中，學校更注重培養學生哪些方面的能力？

托馬斯高中“不會在乎學生學會了什么，而關注與學生如何運用他們所學的知識和技能解決現實世界中存在的問題。”這在學校的心聲考試中就體現的非常明顯。而在學校學習的過程中，學校也是非常注重能力的培養而非知識的掌握，學校以培養探究能力為核心的教學目標和以問題解決為核心的教學模式頗為人稱道。例如：
(1) 解決問題的能力，能夠系統地、創造性地解決問題，解決方法可以在自然條件下模擬或試驗;
(2) 批判性探索能力和研究能力，通過獲取知識、批判性評價知識的價值，調查以前未知情形的能力，對不確定的現實作出判斷的能力；
(3) 溝通、合作的能力；
(4) 在真實情境中跨學科思考的能力。

除了這些科學素養之外，學校還希望培養優秀科技人才應該正確的價值觀，比如：
(1) 好奇心，能夠容忍不確定性，從成功和失敗中學習，培養終身學習的習慣；
(2) 社會責任感，對自己的行為負責，要有參與社會活動的能力，回報社會的意識；
(3)持續創新的能力和領導能力；
(4) 對于學術追求的內驅力，全球化的視野以及文化意識。
那么這些能力以及價值觀的培養如何落地，如何滲透到課程當中？
在課程設置方面，托馬斯高中的主要特點是多層次、多類型、以STEAM教育為核心，以培養探究能力為核心的教學目標。其課程設置的理念是用跨學科的方法最大限度地發揮每個學生的智力、技術和情感潛力。

具體來看，托馬斯高中的課程包括：科學和技術、數學和計算機科學、人文科學、世界語言、藝術、體育。高年級除這些課程之外，學生可以根據自己的研究興趣確定專修方向。培養學生的創新精神和實踐能力貫穿于托馬斯高中各年級、各學科的教學活動中。例如在九年級的科學課中，學生要掌握以下技能：
(1) 學會開展科學調查，收集、管理、分析和說明數據；
(2) 學會用科學的語言撰寫科學報告；
(3) 學會運用數據庫，識別并說明第一手資料的來源，評估信息資料的效用價值；
(4) 養成通向成功未來的道德習慣。
在所有的課程中，學生和老師都面臨一個共同的主題：問題解決，特別是解決真實存在于現實世界的，這是托馬斯高中教學的核心。例如，新生IBEDT綜合課程的研究專題包括水質和土質研究、落葉林的健康生長、火晰蝎的遷徙等。
了解了托馬斯高中的課程設置，我們再來看學校在學生管理、辦學制度方面有什么特色？

1、導師項目
導師制是托馬斯高中獨有的指導學生開展科技研究的制度，即學生在開展科技課題研究時，可以選擇校外機構的專業人士做導師，或參加校外機構所開展的研究項目，并在項目組的領導下完成課題研究。輔導導師的單位包括美國食品與藥物管理局、國防分析研究所、喬治城大學醫學中心、國家癌癥研究所等20多家單位。每年6月，學校召開研究報告會，學生要在會上向家長、社區有關人士匯報其研究成果。

2、實驗室研究
托馬斯高中有13個專業化的科技研究實驗室，包括天文學與天文物理、自動化與機器人、生物技術和生命科學等，每個學生都要有4年的科學實驗室學習經歷。這些專業化的研究實驗室為托馬斯高中培養科技創新人才提供了必要的硬件基礎。

3、STEAM教育中的“A”
精英人才的成長離不開其人文素質的培養。人文、藝術學科，尤其是美術課程也是托馬斯高中的強項，學生設計、寫作和表演才能的培養也是學生培養非常重要的一部分。為了加強教師團隊間的合作，為學生營造跨學科學習的環境，人文課程和科技課程各部分相互交叉。如十年級、十一年級的英語課程同社會研究相結合，學習世界文明和美國文明；7門外語課程在幫助學生掌握語言技能之外，幫助學生理解世界各種不同的文化信仰和價值觀。

平民學校HTH：基于項目式學習的教育探險

相比于歷史悠久的托馬斯杰弗遜科技高中，HTH（High Tech High）的歷史要短的多，學校于2000年在美國洛杉磯市成立，最初是一所特許學校，但是在成立之初就得到了比爾及梅琳達·蓋茨基金會（BMGF）的大力支持。而就是這樣一所平民學校，升學率卻達到驚人的96%。
HTH的難得之處在于這所學校絕非任何意義上的貴族學校，生源也并非通過層層篩選出來的精英學生。而且學校也沒有傳統固定的教室，更沒有課本和試卷，這所學校里，沒有教科書、沒有上下課鈴聲、沒有考試，孩子們每天都忙于一些自主選擇的特定項目，為了一年一度的大型展覽廢寢忘食。在外人看來，學生們似乎根本不是在“學習”。

但是，HTH絕對是很多孩子們心目中最“酷炫”的學校，因為它完全不是普通學校的樣子，更像硅谷的創意公司，或者一個創客空間。
HTH的成功在于完全放棄了考試為目的的分學科教學體系，沒有教材，沒有考試，而且不會用“成績”把學生和老師分成甲乙丙丁三六九等。
那學生如何上課呢？打破傳統的教學模式，徹底采用項目制跨學科學習。
這很難，但是很好玩。“因為，學生可以通過多種多樣的項目展示自己，一場戲劇、一部影片、一篇論文，甚至造一臺機器都可以?！?br /> 我們來看看完全采用項目制學習后的學生是怎樣上課的。
其實，在學科上，HTH也是有分類的，但與傳統的分科有區別，歷史、地理、英語等被歸為人文類，物理、化學、生物等合為科學類。在校學習時間被分成6塊，一個綜合人文學科的雙重塊，一塊數學，一塊科學，還有兩塊分給選修課和其他（包括每周2次健身課，每周2次咨詢）。

那么項目制學習如何有效的落實在學生日常學習中？HTH教育領導力學院院長 Laura McBain 曾在接受媒體采訪時介紹了項目式學習的五個步驟。

• 第一步：開端。把項目介紹給學生，讓學生對項目感到興奮，設計各種各樣的活動，讓學生積極地參與。
• 第二步：提出根本性的問題。這些問題是長久的，持續性的問題，引導學生思考項目背后的意義，讓學生們提出更多的問題。
• 第三步：頭腦風暴。鼓勵學生提出盡可能多的觀點和解決方案。
• 第四步：批判性的評價。要讓學生評價彼此的工作是非常關鍵的一步，這一步保證了工作的質量。
• 第五步：反復修改，反復提出新的設計。在這個過程中，學生要不斷地問自己一些問題，通過這樣一些問題來提高自己的設計。

那么，一個具備以上五個步驟的項目式學習什么樣呢？我們可以從九年級、十年級學生的一門課程說起，而課程的內容竟然是——學掰面包。我們先來看看一名同學第一周的課程：

這個項目中，同學們一起制作和分析面包。他們將項目涉及的歷史、社會、科學和數學，深度融合到每周的面包烘烤中：
在人文學科中，他們探討了一個社會偏愛的面包類型，是怎樣反映人們的價值觀、獲取方式和社會結構的；
在物理學中，他們設計和建造了踏板驅動的谷物研磨機和烤箱；
在數學中，他們模仿了谷物從種子到面包的變革過程，并在每個階段分析不同的營養水平。
最后，學生做了一個成果展覽會，還邀請家人和展覽參觀者，一起享用了一頓面包大餐。

斯坦福在線高中：通過在線學習給孩子個性化教育

所有的課程全部在線上學習完成，沒有實體校舍，學生在家就能正常學習、考試、升學，學生可以在線與同學辯論，參加網絡會議……
聽起來有點不靠譜？而這正是斯坦福在線高中（Stanford Online High School，以下簡稱OHS）學生最平常的一天。這個學校的學生來自美國46個州，全球25個國家，分布在7年級到12年級。它不以年齡分學段，而是按照學生自身的能力。

在線教育的質量如何得到保證？來看看這所斯坦福大學成立于2006年的在線高中的成績單：大學入學率100%，參與SAT的學生平均分為2144，AP考試的分數在3及以上人數占到96%，堪稱美國頂級名校生的搖籃；2017年，美國權威院校資訊網站“Niche”發布全美私立高中排名，OHS為全美排名第一的在線高中，全美排名第四的STEM高中。

1、課程設置
斯坦福網絡高中的課程被分為八類：核心、英語、人文、歷史、古代&現代語言、數學、計算機科學和科學。除了核心模塊之外，斯坦福網路高中課程的其他模塊都包含有AP課程。我們會發現其課程分布中占比最大的是數學、語言和科學課程。我們從課程表中可以發現，課程總體上是呈現層層遞進的狀態，提供各種層次的課程供學生選擇，滿足各個階段學生的需求。
斯坦福網絡高中采用最新技術將學生匯集在虛擬課堂。在課堂中，學生可以舉手、和同學和指導者交流，能夠在屏幕上做筆記。旋轉攝像頭幫助學生能夠最大程度地和自己的指導者和同學進行交流。
除了課程設計之外，讓我們一起來看看在斯坦福網絡高中學習的關鍵詞：

2、翻轉課堂
這種潮流，名為“翻轉課堂”，顧名思義，就是把傳統課上的教學，前置到課前，學生在家完成，傳統課后的答疑和作業，前置到課堂，學生和老師一起完成，究其本質，學生不再是單向接受老師的灌輸，而成為了學習的主人，所以稱為“翻轉課堂”。

3、大學式管理
OHS采取“全大學式管理”。首先，學生可以自己選擇學習對應的課程。其次，從入學到選課，都以能力為標準，而不是以年齡為標準。例如，一個14歲的孩子，他的數學水平已經達到了高三的程度，而英語水品只有高一的程度，那么，就可以同時上高三的數學和高一的英語。這就能保證，課程難度始終略高于孩子的現有水平，有挑戰性，又不至于學不懂，始終保持積極性。
“在線學習”的最大問題，就是缺乏監督。但OHS的在線課程雖然看似松散，其實有非常緊密的流程，用外力幫助孩子更好地管理自己——沒有課前的認真學習，課堂上就只能變“啞巴”——老師不允許蒙混過關，會要求每個學生發言，小組討論時，也必須主動提出問題，拋出想法。
這種學習模式和考勤、打卡還不同，它讓孩子回到學習的本質，知道自己為什么要學習，自己學到的每個知識點是為了什么而服務，從而激發內在的驅動力。

4、學習社區
OHS經常組織線上活動，但如果你以為，學生們只能在線交流，那可就錯了。在課余時間，師生都在不遺余力地組建活動：公益實踐、異國聚會、文化之旅，一樣都不落下。
為了更高效地組織，OHS也像其他中學一樣，有正式學生會，同樣是由選舉誕生，還創辦了70多個奇奇怪怪的社團，比如模擬股票社、機器人社、企業家俱樂部等等。
每周，全體學生都可以參與到學生會舉行的視頻會議，為社團建設、公益實踐、娛樂活動出謀劃策，然后相約見面。
三所頂尖的STEAM學校，著力點不同，卻在整體上呈現出如下趨勢：

1、學校不只是提供知識教學，對付考試的場所，更應該注重學生能力培養，包括思辨能力、解決問題的能力、好奇心、社會責任感。
相對弱化了教師作為純粹教學者的角色，更為強調教師的引導性作用。從“教-學”向“教-導-學”轉變，更加強調促進學生的獨立思考。

2、基于項目式學習的、跨學科的教育，更有助于激發學生的學習興趣，培養內驅力。

3、科技的發展讓課堂環境逐步突破單一化的傳統教學空間，開始出現虛擬空間層面的全日制教學，信息技術以“嵌入式”的狀態逐步和教育相結合。
這些變化正在向我們拋出了一個信號，那就是“未來已來”，教育更應該培養孩子們適應未來社會的能力。
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