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芥末堆 卢楠 6 月 2 日

2015 年，曹先仲随芥末堆全球考察团前往以色列。在以色列天才学校的参观，让他萌生了做“科学教育”的想法：“他们给我们展示的课程案例都是科学类的，就发觉我们的孩子可能缺少培养科学素养的体系。”

美国 NGSS+小学科学课程标准

“完整的科学教育体系，是国内最缺乏的。”

回国后，曹先仲先考察了国内大大小小的做科学教育、STEAM 教育和创客教育的机构，发现“大多是做些小实验，或者是一些炫酷的东西，至于真正培养孩子能力的项目制的科学课程，没有看到。”

曹先仲认为，普遍存在的问题是：1、缺体系；2、没有深入教研，课程质量差；3、老师水平不足。“还是停留在表面，要么带孩子做手工，要么做一些简单的现象层面的实验，孩子收获很有限。对于课程真正能培养孩子什么能力，老师也说不明白。”

他又将目光投向了美国，发现在美国公立学校的教学体系中，系统的科学类课程，是很重要的一部分。而指导这些课程设计的是一项国家标准——NGSS（Next Generation Science Standards，新一代科学教育标准）。

据曹先仲介绍，NGSS 针对 K12，主要包括三方面内容，强调能力的螺旋式上升：

1. 核心科学概念：规定不同年龄的孩子，要分别介绍哪些概念、介绍到什么程度。符合孩子认知水平，从低年级到高年级，逐步提高。

2. 实践：规定 8 个步骤，从提出问题、提出假设、设计实验，一直到表达和交流，综合了科学和工程的流程。同样规定了不同年龄的孩子，要在某一维度上，做到何种程度。

3. 跨学科概念：掌握科学范畴内跨学科的通用概念，比如建模、变量等。

这样完整的科学教育体系，正是国内最缺乏的。

于是，曹先仲决定创立艾科思科学教育，将 NGSS 标准引进国内，进行本土化开发。同时选取了几套在美国覆盖面广的课程，作为教研参考。今年 2 月，教育部印发《义务教育小学科学课程标准》。“国家的课标和 NGSS，匹配度是非常高的。”现在的课程体系，正是在两个标准的共同指导下，研发而成的。

曹先仲表示，美国标准本地化的困难在于：

1. 应用场景需要调整。美国学生一周可能用 4-5 课时去学习标准下的课程，但是在国内，作为校外课程，多数孩子只能每周一次，完成 2 课时学习。这就需要在不损失探究空间的前提下，重新设计课程环节、调节课程节奏。

2. 面对的家长群体不同。“这个年龄段的孩子区别没有那么大，但是家长区别很大。”国内家长希能很快看到成果，不如美国家长有耐心，“因为家长本身受的教育不同”。因此与美国课程相比，艾科思更注重每隔一段时间，让孩子能独立产出一个可见的成果，让孩子和家长都有更多成就感。“否则你会发现，再好的东西，你卖不出去。”

“像科学家一样思考、像工程师一样去解决问题”

“通过好奇-探究、好奇-探究的过程，学会像科学家一样去思考，像工程师一样去解决问题。”

用传统的上课方式教科学类课程，则是另一个普遍存在的问题。

“老师讲 PPT，孩子一步步去做，然后孩子记录一些知识点。”曹先仲认为，科学类课程内容本身以及课程目标所要求的，不是简单的知识传递，需要的是探究式、项目制的学习。

一位在公立学校教授多年科学课程的老师告诉曹先仲，现在外面的课程，都很好玩，但消费了孩子的好奇心。因为孩子本身对什么都感兴趣，出于好奇，他可以去研究这个东西为什么是这样的。“他会问很多为什么，这是孩子的天性。”但是很多课程直接给出了答案，孩子获得了知识，但错过了探究的过程，而“这个过程对孩子是最有价值的”。

“孩子上了一套课程，看完了几百个科学现象，上学的时候就觉得我都学过了、是什么原理，就失去了探究的动力，对后续的学习也会造成很大问题。”一个明显的现象是，国内的孩子到了四五年级，好奇心就明显不如小时候；而在以色列，他看到小学高年级孩子的好奇心、探究的热情，仍和小孩子一样旺盛。

曹先仲认为，科学课程真正应该做的，就是让孩子“通过好奇-探究、好奇-探究的过程，学会像科学家一样思考、像工程师一样去解决问题”。对应的教学方式，就是项目制教学。在考察美国的科学类课程时，曹先仲认为，“它最好的地方是，从小学一年级甚至幼儿园开始，就是项目制教学。”

孩子如何学会“像科学家一样思考”？曹先仲表示，以“认识纸”为例，老师会让孩子们去寻找教室里哪些东西是纸做的，让他们进行分类，再引导这类纸有什么共同的特点，也就是分类的标准，比如大小、软硬、颜色等等。孩子就会意识到，他们是依据纸的某类性质进行分类。之后老师再带领他们联想不同的纸的用途是什么，最后完成一个相关的项目。

“它背后讲的是性质决定用途，这在科学范畴里是非常重要的观念。这就是对生活中很常见的‘纸’的深入认识的过程，是科学的认识世界的方式。他以后可以用同样的思路，去认识各种各样的东西，甚至是人。”

PAL ：项目进阶课程体系

科学探究（基础阶段）→工程实践（应用阶段）→科技竞赛（创新阶段）

历经一年多的研发，艾科思确立了自己的课程体系。曹先仲将艾科思的课程体系总结为 PAL（Project Advance Learning 项目进阶课程体系）。“这是我们自己发明的词。我们的课程都是项目制的，类似于英语的分级阅读，是项目进阶的课程体系。”

PAL 课程体系分为三个系列：

• 基础阶段-科学探究系列（PAL-1 级项目）：NGSS 标准下核心科学概念+像科学家一样思考的能力

• 应用阶段-工程实践系列（PAL-2-3 级项目）：完整的工程项目实践+像工程师一样解决的能力

• 创新阶段-科技竞赛系列（PAL-4-5 级项目）：完全自主项目，科学方法创造解决现实中的实际问题

课程覆盖年龄为 K-6 年级，采用探究式、项目制教学法，所有教学环节均围绕 4C（Critical thinking 批判性思维，Creativity 创新、Collaboration 合作、Communication 交流） 能力的培养展开，项目的复杂程度和给孩子的探究空间逐级增长，从简单的项目到更复杂的半开放式项目，最后到完全自主项目。

基础阶段-科学探究系列（PAL-1 级项目）

这一阶段包括物质科学、地球科学和生命科学三大模块 16 个主题，每个主题包含 4-5 个探究项目；且每个主题均包括核心科学概念、科学和工程实践技能以及跨学科概念三个维度的教学目标。

每个探究项目均由若干个焦点问题（Question）开始，通过焦点问题激发学生好奇心；然后，通过实验、观察、讨论等实践活动（Activity）自主探究焦点问题背后的科学知识、原理，并练习科学的参考方式；在此基础上，学生完成一个与现实结合的 PAL-1 级科学项目。

整个阶段的课程完成后，学生会思考约 2000 个科学问题，参与约 1000 个课堂探究活动，最后积累约 500 个探究项目经验。

应用阶段-工程实践系列（PAL-2-3 级项目）

艾科思在课堂之外，开设了专属实践空间。在这个空间，学生每个月会自主完成一个工程实践项目，领域涵盖生物工程、环境工程、电子工程、材料工程、建筑工程等。项目来源为美国原版 STEAM 课程和国内外青少年科技竞赛获奖优秀项目。

创新阶段-科技竞赛系列（PAL-4-5 级项目）

经过科学探究和工程实践的学习后，艾科思选拔优秀学生重点培养，开设专门的研究性项目——科技竞赛课程，学生完全自主运用科学方法解决现实生活中的问题。有评委专家团队提供选题审核、项目过程指导、模拟评审等，帮助学生最终参加科学竞赛，获得自主招生或国外留学的资历。

“孩子做过的项目，我们都会在系统里沉淀下来，全都是有记录的。将来我们也会做初高中的项目课程。这些都可以作为将来申请大学的材料。”

据曹先仲介绍，艾科思的班课从去年 9 月开始，目前重心在 k-3 年级，基础阶段和应用阶段的课程都已投入运行，每一阶段的课程周期大概在一年左右。

目前，艾科思在北京海淀开设了一家旗舰学习中心，望京旗舰学习中心也将于 7 月开业。曹先仲表示，未来，艾科思的定位是：为行业提供标准化、高质量的课程产品与师资培训体系。