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[案例]托马斯·杰弗逊科技高中的高一必修课(IBET)

顾学雍和汪丹华在“创客运动和全球化的科教教育”这篇文章(参微信公众号:教育技术资讯,2015-04-17)中,对创客运动给全球科技教育带来的变化和可能性做了一个深度的速览。其中,对美国弗吉尼亚州托马斯·杰弗逊科技高中高一年级的必修课IBET(继承了生态观察、协作训练和科技素养培育的一门课程)的介绍很吸引我,让我联想到了美国的“2061计划”和它出版的《面向全体美国人的科学》。另外,顾老师他们把“706青年空间”和创客运动联系起来看,也令人深思。

下面我把托马斯·杰弗逊科技高中的高一必修课(IBET)这段摘出来(这里我略作了一点编辑)——

2015年2月,笔者与清华大学附属中学的5名教师到美国弗吉尼亚州的Thomas Jefferson High School for Science and Technology(TJ),进行了为期两周的探访活动。这所学校连续十几年蝉联全美科技高中排名第一的宝座。

我们一行人在到达TJ的第一天,都为学校校舍的破旧而感到惊讶。除了天文实验室与生物实验室有看来比较昂贵的实验器材或投影设备之外,整个学校的大部分实验室就是一些很普通的创客空间。

TJ的教师不但在建设最新的跨学科实验室,而且明确地表明他们的实验室就是一些面向学生的创客空间。其中教师Adam Kemp还围绕创客空间的规划,出版了专著The Makerspace Workbench: Tools, Technologies, and Techniques for making [6],由Maker Media发行。我们甚至不禁怀疑自己是到了一所高中,还是到了一个创客空间的推广部落。

但是在接下来的十几天,我们又都为TJ学生与教师的科学与技术素养所折服。这所学校的所有学生在高二或高三阶段,都要系统地学习有机化学、人工智能甚至量子物理等领域相关的课程。学生能够使用先进的仪器采集生物标本的DNA并操作频谱仪等设备解读DNA的排序信息,甚至要亲手制作测量光速的仪器设备等。到了高四阶段,也就是18岁前后,学生可以到学校附近的大学或是国家级实验室,参与世界顶级科学家的研究团队,发表论文、制作实验器材和开发科研工具等。

2014年3月,TJ经过七年的努力,在数届学生的合作之下,发射了第一枚由高中生研制的微型人造卫星。

取得这些惊人的科研成绩,根据TJ教师的说法,主要归根于所有学生在第一年的一门课程——Integrated Biology, English, and Technology(缩写为IBET)。

这是一门为期一整年的必修课,每年约有500名高一学生,每周参与两到三整天的IBET课程活动。大约80名学生为一个群体,(1)他们被带到附近的森林中去探访生物在自然环境中的行为现象,(2)再由英语教师带领学生以规范化的写作练习,用文字与图片来记录学习的体验,撰写学习报告。(3)同时,由科技教师引导学生,制作采集生物科研数据的器材。(4)最后,有专职的辅导员,观察并辅导学生跟上团体的学习进度,组织团队交流的群体活动,并且发掘具备特殊才能的同学,为他们规划高中后续3年的选修课程以及将来对大学专业的选择提供建议。

经过一年衔接紧密的高强度课程训练,学生从传统的被动学习逐步进入自主学习的状态,获得了独立经营科研项目的能力。

更重要的是,这个学校充分利用了校内空间,把专业学科方向的实验室组织成了多种不同功能的创客空间。在校内资源不足时,引导学生去学校附近的企业、大学甚至自然环境中挖掘学习资源。

通过入学后一整年的训练课程,直接反映这种对环境、对跨学科知识与技能的整合规划,最终带领学生进入科研的殿堂。经过二十多年的测试与优化,这样的课程设计摸索出了一整套行之有效的能够批量化地培养学生科研能力的方法。

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