北京八一學(xué)校：STEAM助力課程變革

本刊記者_(dá)周春倫 供圖_八一學(xué)校

瘋狂化學(xué)社舉辦科幻小說(shuō)創(chuàng)作分享沙龍，學(xué)生體驗(yàn)VR

2016年，一則“習(xí)近平主席訪問(wèn)八一學(xué)?！钡男侣劊瑢W(xué)校的STEAM教育實(shí)踐作為熱點(diǎn)推到了公眾視野。

也在同年，教育部印發(fā)《教育信息化“十三五”規(guī)劃》明確鼓勵(lì)學(xué)校開展STEAM教育：“有條件的地區(qū)要積極探索信息技術(shù)在眾創(chuàng)空間、跨學(xué)科學(xué)習(xí)（STEAM教育）、創(chuàng)客教育等新的教育模式中的應(yīng)用，著力提升學(xué)生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。”

從2014年與大學(xué)合作開發(fā)PBL課程為切入口，八一學(xué)校的STEAM教育如今已進(jìn)行到第四個(gè)年頭。因?yàn)橐幌盗姓吲c資源優(yōu)勢(shì)，以八一學(xué)校為代表的名校也成為我國(guó)較早一批探索STEAM教育的公立學(xué)校。就在前不久，八一學(xué)校與王建利博士的開普博雅洽談了三年合作規(guī)劃，在累積的經(jīng)驗(yàn)與問(wèn)題基礎(chǔ)之上正式尋求突破和變革。

PBL初探

作為北京八一學(xué)校發(fā)展處主任，陳詠梅老師對(duì)所有與教育創(chuàng)新相關(guān)的新事物有著極度敏感的神經(jīng)。

2009年，北大附中王錚校長(zhǎng)剛開始推行改革，陳詠梅就開始關(guān)注，一追追了9年。2013年，探月學(xué)院還處于孵化階段，陳詠梅又對(duì)Jason這個(gè)年輕人產(chǎn)生了莫大興趣，一番交流與了解，她形容Jason是“身體里住著個(gè)老靈魂”，“這些‘橫空出世’的年輕人讓無(wú)數(shù)做公辦教育的人緊緊跟隨?！?/p>

北京八一學(xué)校也始終在尋求教育創(chuàng)新，校長(zhǎng)沈軍認(rèn)為，與其費(fèi)盡心思在應(yīng)試教育排行榜上前進(jìn)一個(gè)名額，不如去關(guān)注那些影響孩子終身發(fā)展的核心要素。

2014年，正當(dāng)“創(chuàng)客”理念在國(guó)內(nèi)生長(zhǎng)興盛，沈軍在實(shí)地考察了清華大學(xué)iCenter創(chuàng)客中心之后，就決定支持部分有興趣的高中生利用每周五下午的時(shí)間共同參與他們面向本科一年級(jí)學(xué)生開設(shè)的PBL項(xiàng)目。這是八一學(xué)校項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的開端。

令人沒(méi)想到的是，一個(gè)學(xué)期下來(lái)，清華大學(xué)教授對(duì)這些中學(xué)生稱贊不已。其中一個(gè)項(xiàng)目是制造服務(wù)型取藥機(jī)器人，要求設(shè)計(jì)出的機(jī)器人能完成一系列取藥指令并運(yùn)送到指定地點(diǎn)。其中涉及一些超出高中知識(shí)范圍的復(fù)雜函數(shù)，在自主研究下，這些高中孩子竟然自己攻克了這些知識(shí)，并應(yīng)用到了機(jī)器人功能的設(shè)計(jì)中，在某些方面甚至比大學(xué)生做得更出色。

參與的孩子都表現(xiàn)出了在常規(guī)課堂上不容易見到的極大的興趣和熱情，而不會(huì)去問(wèn)“我為什么要學(xué)這個(gè)內(nèi)容”或者產(chǎn)生畏難情緒。做教育近二十年，陳詠梅說(shuō)，很多老師都會(huì)遇到孩子問(wèn)為什么要學(xué)習(xí)，其實(shí)孩子真正想問(wèn)的是，我所學(xué)的內(nèi)容與我的生活究竟有什么關(guān)系。尤其當(dāng)這一批在海量信息中長(zhǎng)大的00后入學(xué)高中，陳詠梅發(fā)現(xiàn)，這些孩子普遍對(duì)“復(fù)雜真實(shí)的問(wèn)題和任務(wù)”以及自主、合作、探究式解決問(wèn)題的過(guò)程更有興趣。

其后，八一學(xué)校又讓更多孩子陸續(xù)參與到清華大學(xué)iCenter創(chuàng)客中心的項(xiàng)目中，如此跟進(jìn)兩年，學(xué)校決定將部分項(xiàng)目和課程引入到學(xué)校，諸如《3D打印機(jī)的設(shè)計(jì)與制作》《智能家居設(shè)計(jì)》《設(shè)計(jì)制作排爆機(jī)器人》等工程類項(xiàng)目。

逃離火星項(xiàng)目活動(dòng)中，學(xué)生利用一次性紙杯、棉線和廢棄礦泉水瓶等感受衛(wèi)星定位系統(tǒng)原理和空間站接收飛行器原理，模擬電影《火星救援》的情節(jié)

改變教與學(xué)的方式

為了提升教師項(xiàng)目式教學(xué)的能力，八一學(xué)校組織老師們自主研發(fā)了一個(gè)“星際移民”的項(xiàng)目式課程群。

從“星際移民”這個(gè)大問(wèn)題出發(fā)，每個(gè)學(xué)科都有自己要解決的問(wèn)題。比如物理，在宇航艙內(nèi)失重的情況下，物理規(guī)律還起作用嗎，如何去證明；化學(xué)，怎樣制作航天員需要的功能性飲料；生物，怎樣在一個(gè)全新的星球上再造一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)；語(yǔ)文，移民說(shuō)明書的制作以及怎樣將整件事用故事的方式講述出來(lái)；英語(yǔ)，把移民說(shuō)明書譯成英文并推廣；政治，制定人才選拔規(guī)則，設(shè)計(jì)移民小空間內(nèi)公共治理體系等。

陳詠梅說(shuō)，“平時(shí)我們說(shuō)要做教學(xué)方式變革的研究和實(shí)踐，可能大家不知道你在說(shuō)什么。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)一開展，這種教與學(xué)的方式很自然就改變了?！?/p>

“為什么要做PBL，就是想改變教師對(duì)于教學(xué)方式的傳統(tǒng)認(rèn)知，從而改變行為?！边@是沈軍校長(zhǎng)和老師們達(dá)成的共識(shí)：一定要把項(xiàng)目式學(xué)習(xí)盡可能多地做到學(xué)科內(nèi)去，而不只是以綜合實(shí)踐課的形式每周開展一兩個(gè)小時(shí)。

比如，化學(xué)學(xué)科曾做過(guò)一個(gè)有關(guān)霧霾的項(xiàng)目：《北京重霧霾天氣汽車單雙號(hào)限行的必要性分析》。對(duì)這個(gè)大話題，老師引導(dǎo)學(xué)生將其解構(gòu)為多個(gè)小問(wèn)題：霧霾的成分和汽車尾氣的成分分別是什么？?jī)烧咧g有什么關(guān)聯(lián)？汽車尾氣怎么變成霧霾的，能不能做處理？只有汽車尾氣可以造成霧霾嗎，還有其他的源頭嗎，誰(shuí)的占比最大？那么，霧霾天單雙號(hào)限行政策有沒(méi)有必要？最終，學(xué)生以提案的形式來(lái)呈現(xiàn)研究結(jié)果。

在此之前，老師們?cè)懻撨^(guò)“如何改變學(xué)生對(duì)課堂話題參與度低”的問(wèn)題，答案通常是建立獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制以提高學(xué)生興趣。陳詠梅說(shuō)，其實(shí)還有一個(gè)很重要的原因是：學(xué)生不知道如何基于一個(gè)大問(wèn)題提出小問(wèn)題，并將這些小問(wèn)題整理成一個(gè)個(gè)邏輯鏈。

換言之，學(xué)生通常并不是對(duì)學(xué)習(xí)不感興趣，而是并不知道怎么去學(xué)習(xí)——而這，正是項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方式給學(xué)生和老師帶來(lái)的最大的改變。項(xiàng)目不僅僅是知識(shí)的展現(xiàn)，而更多涉及學(xué)生解決真實(shí)問(wèn)題與實(shí)驗(yàn)探究能力、分工合作能力、批判性思維的培養(yǎng)等等。

3D打印組的學(xué)生在討論中

項(xiàng)目的核心是人

前不久，學(xué)校一位老師遇到了難題。這位老師想要開車來(lái)上班，但學(xué)校車位緊張，她擔(dān)心學(xué)校不會(huì)劃分停車位給她。

這原本是生活中常見的小現(xiàn)象，陳詠梅卻突然發(fā)現(xiàn)完全可以將這個(gè)問(wèn)題打造成一個(gè)“潮汐停車位”的學(xué)習(xí)項(xiàng)目：學(xué)校的車位數(shù)量是多少？有多少老師需要用車？車牌號(hào)不同尾數(shù)的車各有多少？每天限號(hào)的規(guī)律是什么？每天會(huì)有哪些限號(hào)車輛空出車位？怎樣將每天因限行而空出來(lái)的車位分給其他老師？能否制作一個(gè)App隨時(shí)提供車位變化信息……基于這些問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生去調(diào)研，并提出解決方案。

八一學(xué)校非常注重引導(dǎo)學(xué)生去關(guān)注解決身邊的問(wèn)題，比如，營(yíng)養(yǎng)加餐問(wèn)題，班級(jí)供水問(wèn)題，社區(qū)怎么幫助老人解決生活不便的問(wèn)題，垃圾分類的問(wèn)題。

有意思的是，八一學(xué)校有結(jié)對(duì)幫扶的老區(qū)學(xué)校，每年學(xué)生都會(huì)做公益項(xiàng)目捐款捐物，經(jīng)常會(huì)有學(xué)生提出疑問(wèn)：除了捐款款物，怎樣才能真正解決被幫扶地區(qū)的貧困問(wèn)題？這一問(wèn)題盡管復(fù)雜，難以成為確切的項(xiàng)目，不過(guò)也讓陳詠梅感到驚喜，即學(xué)生超越學(xué)校學(xué)習(xí)，已經(jīng)開始思考更宏觀的社會(huì)問(wèn)題。

從關(guān)注自己，到關(guān)注家人、同學(xué)、班級(jí)，再到關(guān)注社區(qū)、社會(huì)，走向觀照民族和世界，這是每個(gè)人內(nèi)心成長(zhǎng)的必經(jīng)之路，也是“STEM”概念中加入代表人文、藝術(shù)的“A”的意義所在。

“人如果失去了內(nèi)心的柔軟，就跟機(jī)器沒(méi)有兩樣了?！标愒伱氛f(shuō)。

八一學(xué)校的項(xiàng)目設(shè)計(jì)都是以人為中心的，比如《3D打印機(jī)的設(shè)計(jì)與制作》課程，學(xué)生的任務(wù)是設(shè)計(jì)制造一臺(tái)環(huán)境友好型3D打印機(jī)；《智能家居設(shè)計(jì)》課程，設(shè)計(jì)有利于行動(dòng)不便的人使用的智能家居。強(qiáng)調(diào)的都是科技為人服務(wù)的本質(zhì)。

八一學(xué)校未來(lái)的發(fā)展目標(biāo)是在2035年成為國(guó)際一流科技高中。而“將人文的內(nèi)容做成厚實(shí)的基礎(chǔ)，使之成為學(xué)校未來(lái)發(fā)展的底色”，是校長(zhǎng)沈軍和老師們目前極力在做的事情。

借力開普博雅

從2014年至今，八一學(xué)校做項(xiàng)目式學(xué)習(xí)探索四年時(shí)間，沉淀下經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)也走入了瓶頸。

“項(xiàng)目任務(wù)太學(xué)科化，限制在學(xué)科里，一個(gè)學(xué)科管一部分。學(xué)科之間怎么真正融合在一起，這是課程開發(fā)面臨的問(wèn)題?！痹诳疾焯皆聦W(xué)院的PBL課程之后，八一學(xué)校找到王建利博士的開普博雅，希望借助開普博雅老師們做項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，幫助學(xué)校對(duì)現(xiàn)有PBL特色項(xiàng)目進(jìn)行沉淀和優(yōu)化，以及開發(fā)新的STEAM課程。

3D打印項(xiàng)目中，電路組的同學(xué)在認(rèn)真測(cè)試電路板的通斷

智能家居模型設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，學(xué)生正在進(jìn)行LED燈控制器的布線工作

另一個(gè)更棘手的瓶頸是如何評(píng)價(jià)，包括課程優(yōu)化、教師發(fā)展、學(xué)生成長(zhǎng)的評(píng)價(jià)，并借助評(píng)價(jià)帶來(lái)的反饋獲得提升。這是項(xiàng)目式學(xué)習(xí)開展到一定程度之后面臨的共同問(wèn)題，也正是開普博雅的關(guān)注重點(diǎn)。

“在老師們還憑著個(gè)人愛(ài)好和興趣去做課程開發(fā)的階段，評(píng)估這件事一上來(lái)，顯得過(guò)于客觀和理性了，可能會(huì)破壞老師的興趣和熱情。但評(píng)估又是做課程優(yōu)化的基礎(chǔ)，這是必須做的?！倍鴮?duì)陳詠梅來(lái)說(shuō)，更大的一個(gè)目標(biāo)則是，“以前是個(gè)體發(fā)展，現(xiàn)在創(chuàng)新教育做得越來(lái)越好了，我們想借這個(gè)力，利用STEAM形成立體化項(xiàng)目式課程體系，并把我們教師隊(duì)伍的整體發(fā)展推起來(lái)?！?/p>

據(jù)八一學(xué)校與開普博雅可能的合作，在接下來(lái)三年內(nèi)，開普博雅將協(xié)助八一學(xué)校沉淀PBL特色課程；重點(diǎn)培養(yǎng)骨干PBL教師，發(fā)展多名PBL潛力教師，全方位提升教師的核心素養(yǎng)；優(yōu)化并全面推進(jìn)綜合測(cè)評(píng)系統(tǒng)，建立完整的評(píng)價(jià)體系；提升學(xué)生領(lǐng)導(dǎo)力、跨文化與國(guó)際理解、公民責(zé)任與社會(huì)參與，成為適合21世紀(jì)社會(huì)發(fā)展需求的人才。

最后的目標(biāo)看起來(lái)多么宏大，但也正如陳詠梅說(shuō)，“STEAM正是從一點(diǎn)一點(diǎn)的小事開始完成的?！?/p>