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[匠心育人]张桂元:培养学生的科技思维是科技教育的工作重心

[匠心育人]张桂元:培养学生的科技思维是科技教育的工作重心

2021-09/总第306期

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天津市南开区美达菲学校是一所私立国际化学校,张桂元作为执行校长对科技教育有独到的看法,重视培养学生的科技思维能力,倡议开展跨学科教学提升教师科技思维能力,为学生提供职业发展体验,在科技教育的探索上,他带领科技教师不断拓宽视野,勇于创新。

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援疆经历激发对科技教育的重视

天津南开区是一个教育资源丰富且密集的区域,著名的南开大学也是因此得名。在这里有一所目前天津市内唯一的纯正美式教育背景且名师资源丰富的私立国际化学校——天津市南开区美达菲学校(以下简称美达菲)。

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学校STEAM教室一角


在来到美达菲担任执行校长前,张桂元曾在新疆做过2年的援疆教师,这次的援疆经历让他对科技教育有了新的感悟。

张桂元从事教育工作28年,其中从事基础教育11年,海外国际学校的教学和管理工作经历也有10年,曾被评为天津市“十佳教师”。在提到新疆的科技教育时,张桂元感慨到,新疆大部分的学校还是应试教育,学校普遍认为科技教育对人才的需求及资金的投入都十分巨大,不愿意在这方面有过多投入。

目前,西部地区的科技教育因为整体教育实力相对薄弱,有些学校甚至连物理、化学、生物等学科的教师都配备不齐。张桂元曾给孩子们买过一些图书,却没有人能够带领孩子们阅读。一方面学生觉得读这些书跟考试关系好像不大,另一方面涉及科技等专业性的知识又没有教师可以引导孩子。

在新疆有很多有潜力的孩子,但因为见的世面少一些,身边又没有好的榜样学习,白白浪费了他们的潜能。所以,新疆急需科技榜样让孩子们学习,帮助他们通过科技改变自己,改变国家、民族命运。

于是,张桂元在学校开设了国际视野课程,邀请了一些国内外搞科研或是大学在读的优秀学生分享自己的生活经历,新疆的孩子们听完了之后觉得特别受启发,感叹原来生活还可以这样!

2年的援疆经历让张桂元发现,科技教育能有效改变学生的思维并提升学习能力,重视科技教育,树立科技榜样,对于孩子们来说是非常重要的。


培养学生的科技思维能力更重要

对于科技教育,张桂元有独到的看法,他认为科技教育不应该拘泥于具体的项目,而是应该由教师引领,扩大科技教育的范畴,对科技教育的观念不要窄化而是要泛化。美达菲十分注重对学生进行科技教育,而且重心放在了科技思维能力的培养上。

每一个人都需要科技教育,张桂元说:“现阶段的科技教育可以说是教育理念的一个巨大转变,就是把原来培养尖子生、好苗子或者有科技专长的学生,转向了普及所有的学生,并针对学生的兴趣开发不同的培养方向。”

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张桂元与学生们在一起  


教师们在张桂元的带领下步调一致,培养学生的科学思维和良好习惯已经成为学校的育人使命和教师们认可的一个方向。如果想培养拥有创造力的人才,不是他在中学阶段要有几项发明或者获得几个奖项,而是一定要培养他的分析、对比、应用及解决问题的能力,还有最终的评价和创造能力。评价和创造方面的思维能力对人才的培养是至关重要的,尤其在基础教育阶段,应是必须坚持的一个基本方向。

科学思维培养成为学校的一个育人使命之后,美达菲就开始从各个学科中探讨如何在本学科内培养学生的科学思维能力。

张桂元倡议教师将各个学科的思维能力培养写到教案当中,他说:“我们会检查每一位教师的科学思维能力,检验他们是否将科学思维能力培养带入每节课的设计。比如说情感态度价值观及育人目标,在每节课的教案里必须体现一致,把科学思维能力培养作为教案设计的必备项推广,这是目前学校狠抓的一个特色。”

美达菲还会为孩子们准备一个从幼儿园就开始的个性化成长方案。学校从幼儿园就开设了STEAM的课程,从最开始的乐高机器人,到数学和编程,再到高中阶段的3D打印,学校为学生开设了相对应的特色课程,通过有趣的实验和动手体验吸引孩子们重视科技,从而培养他们的科学思维。

学校同时建设起了科技教育特色基地。比如STEAM教室中配备有机械、车床、木工、焊工等专业工具,还有5个赛道的机器人赛道、2台3D打印机、10台手提电脑等设施设备,针对这些设备,学校也开设了1周2节的相应课程。 

 

深入开展跨学科教学,提升教师科技思维能力

针对科技教育的难点,张桂元十分注重教师队伍的培养,在学校配备了专门的STEAM课程教师。其中有从清华大学聘请的STEAM课程教师,学校还特设2个专职教师负责STEAM课程团队的建设。

学校还有一个特色就是跨学科教学。深入开展跨学科教学,其实就是为了完成培养具备解决复杂问题能力的学生的目标。

未来社会要培养什么样的人才?怎么培养学生解决复杂问题?张桂元给出了自己的答案,那就是必须让学生具备跨学科应用知识的能力,才可能具备解决复杂问题的能力。所以,学校要求所有教师每个月必须上2节跨学科的结合课程,这项工作目前开展得非常成功,所有教师都要和不同的学科教师一起交叉上课。

跨学科教学的模式有很多,有的3个教师,有的4个教师。张桂元介绍说:“我们目前总结出了自己的跨学科授课模式,比如说车站式授课、导语式授课等。”

围着一张大圆桌,3个教师同时讲解1篇学习素材,但是会涉及3个不同的主题,可能有数学的、语言的,甚至还有经济学的。这3个教师让学生分成3组轮流进行学科知识的答疑。这种课堂模式效果非常好,学生综合运用知识的能力大大提升,跨学科解决问题的意识越来越强,还可以有效提升他们的学习专注度和学习效率。


开拓学生科学视野,提供学生职业发展体验

美达菲每年都会开展职业发展体验活动,为学生带来职业生涯指导规划。

张桂元谈到开展的职业发展体验活动时表示,美达菲的特色之一就是从小学开始对学生进行职业生涯指导规划,而且学校有专门的教师开设这个课程。虽然目前1个月只有1次课,但是会经常让学生谈论这个话题。学生在了解自己的兴趣、爱好、特长后,就会逐渐清晰自己的职业发展方向,参与职业发展体验。 

有些学生希望能够做一些生物实验,有的喜欢设计一些建筑,还有的喜欢做工业设计、汽车设计或者美容产品设计等。现在越来越多的孩子对设计类的职业感兴趣,美达菲结合这个特点,为他们创造更多的职业发展体验机会。

家委会每个学期都会组织1次包含几十个职业的体验日,每个人可以选择参加1或2项职业体验。十几个人组成1个小组,到家长们提供的体验场所和不同的职业地点体验未来的职业生活。

在暑假或寒假,还会向学生开放一些大企业的职业发展体验,比如香港的金融实习,华为、大疆等科技公司的探索训练营。同时,张桂元希望学校能够进行更多科技教育资源的建设,呼吁能够通过科协等组织将一些科学家的视频讲座通过互联网等在线形式对学生进行传播教育。科学家是孩子们接触科学最好的榜样,如果能够利用好来自科学家的资源,就可以多积累一些科技教育的经验。尤其是在新冠疫情的情况下,要让感兴趣的学生能够参与科技教育,能够接触到这些科技教育资源。


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