芥末堆 田园 12月6日

在今年的第四届中国未来校长大会上，北京交通大学附属中学（简称北京交大附中）和北京第五十七中学（简称五十七中学）以STEM教育为特色，入选中国未来学校成果示范校。11月27日，芥末堆与来自全国的近百名教育工作者一同走进这两所示范校，观摩STEM跨学科示范课。

北京交大附中的展示课是以清洁能源为主题，融合数学、物理、地理、生物四个学科知识，通过动手实践和探究思考等方式，帮助学生更加了解环境问题。在课程设计中，各学科知识的衔接十分紧密，但如何将跨学科课程常态化是个难题。

五十七中的展示课则以改良智能插座为主题，采用项目式教学方法，通过发现问题、制定方案、设计模型、制作成品的方式教育学生。整个课程持续半个学期左右，对老师的教学设计、教学能力要求比较高。

北京交大附中：小主题式教学，融合四个学科

“北京一到冬天什么问题最严重？”

“雾霾！”

在北京交大附中的跨学科课堂上，授课教师刘一明正和40名高一学生探讨身边的环境问题。他通过展示雾霾前后北京的对比图片，引出当天的示范课主题——用好清洁能源，留住绿水青山。

刘一明先以思路引导、自由回答的方式引导学生思考什么是雾霾、雾霾对生活的影响。随后，他将课堂交给学生，让学生随意分享课前搜集的关于雾霾的资料。

从雾霾的成分到化石燃料的种类和危害，从雾霾对生活的影响到如何治理雾霾，从清洁能源的种类到呼吁大家共同使用清洁能源，两名同学依次用自己制作的PPT展示课前自学内容，

(学生正在动手制作物理实验)

除此之外，老师会给出一些数据，让学生计算每年化石燃料的污染物排放量占总污染物排放量的比例，从而分析化石燃料的使用对环境的影响程度；同时，借助清洁能源教室教具，让学生动手组装实验器材，探究太阳能、风能的转换原理。据了解，北京交大附中的清洁能源教室教具是由世界银行赞助，教具多是单独包装的器材，类似于一般企业售卖的STEM课程器材包。

除了运用数学和物理知识，刘一明还融合了地理和生物知识。他通过展示清洁能源的地理分布图，明确各种清洁能源的空间分布和开发利用情况；通过探究生物能源的生产过程和利用情况来学习生物知识。

课堂最后，刘一明以清洁能源为线索，将课堂涉及的各学科知识点串联在一起，包括数学的数据计算、物理的实验探究、地理的清洁能源分布，以及生物的能源生产。

北京交大附中老师姜华介绍，这节示范课采用的是课前四个学科老师一起备课，以一个主题为核心，将不同学科的知识点穿插进去，最终由一个老师展示的形式。在北京交大附中，每个年级都有一个文科跨学科备课组和理科跨学科备课组，分别由年级语文组长和数学组长牵头共同备课，主要是以选修课的方式开展。

五十七中学：项目式教学，人人都是产品研发工程师

在五十七中学，芥末堆观摩的是初中物理STEM课——智能插座的改良，这个课程主要是运用3D打印技术设计并打印出成本低、安全性高、方便使用的插座模型。

（学生正在讨论插座模型应该怎样切割）

按照学校课程的正常进度，已经到了各组展示介绍插座模型亮点的环节。课堂上，每个小组都通过PPT展示自己制作的插座模型，有折叠样式，有像魔方一样的立体结构样式，还有直接镶嵌在墙内的样式。每个小组分享后，其他小组都会提出疑问和建议，最后各个小组再去改进。

芥末堆考察发现，五十七中学的STEM公开课与北京交大附中的上课形式大致一样，都是以小组为单位，每组5人，以选修课的形式开展。但不同之处在于，五十七中学是以项目式课程的形式开展，每个主题课程大概会上半个学期，每周2节课。

“每个课程的主题都是孩子们确定的，比如插线板问题。”授课老师李朝纲边笑边指着地上被胶带粘住的电线说道，这就是孩子们想要解决的问题。

据李朝纲介绍，每个主题课程都是有流程的。在这节STEM展示课前，学生们已经花了一周的时间做调查问卷。然后去超市买插线板、拆插线板，观察插线板内部结构，每组大概拆了两三百元的插线板。紧接着，针对实际生活的问题和插线板结构，大概用一周半的时间去设计插线板，然后去动手做模型。

关于课程评价，李朝纲说，选修课不存在打分什么的，所以老师鼓励孩子出成品。不管他们的设计是天马行空，还是将现有的技术融合在一起，课程最后都会给孩子出一个成品。如果孩子确实觉得成品特别好，可以尝试去申请专利，这样做是对孩子的一种鼓励。此外，这样大主题课程在上课的过程中，孩子们经历的是一个产品研发工程师全部的工作，从调研到设计，再到出成品，最后到推广。

STEM成果展示：我们要做科学家中的艺术家

（学生正在分享自己的创意）

当天，五十七中学学生还分享了他们在STEM课程学习中的成果，最让芥末堆印象深刻的是一些学生设计的课桌水杯支架。

项目总监张磊（学生）介绍，“课桌上的水杯经常掉到地上乱滚，这让很多学生感到烦恼。”于是，他们做调研、制定方案、修改方案，包括水杯支架的安装位置、制作材质、大小深度等。经历无数次修改后，最终确定方案。

技术总监李强（学生）介绍，在确定水杯支架的材质上，他们花费了很多精力和时间。一开始因为材料的材质问题，所以水杯经常滑落。后来他们开始计算水杯支架承载力的大小，融合数学、物理、工程材料、制造技术等知识，在经历近一年时间的技术改进后，最后确定水杯支架的材质。目前他们正在和厂家沟通，希望最后把水杯支架作为产品生产出来，然后进入校园。

学习成果展示最后，他们分享了自己的收获。他们说：“现在缺少的并不是多么高端的科技，而是能将这些科技真正带入到人们生活中去的产品。因此，小组成立以来，我们就一直保持一个信念——我们要做科学家中的艺术家，永远立足于实际生活以及用户体验，让科技真正感动人心，为人类所用。STEM教育就好比物理学中的‘奇点’，吸引着我们不断创新，立足于日常生活，从生活中发现问题，解决问题。”

STEM教育落地在校园：跨学科课程常态化是难题 

就跨学科课程如何常态化、跨学科科目数量、课程评价等问题，在北京交大附中观摩课程的老师提出疑问。

“之前跨学科课程是采用‘走马灯’的方式进行教学，即一节课中，每科老师“轮番上阵”。虽然大家对课堂的评价都很高，但是最大的问题是难以实现常态化。”北京交大附中老师姜华说，即使是这种课前不同学科老师一起备课，课上一个老师展示的形式，也仍然在探索中。 

关于课程评价，姜华坦言，跨学科课程显示在课表中的形式是综合实践课和选修课。从功利角度讲，课程评价是综合实践活动。从非功利角度讲，这是一种趋势，北京的学校相比于外地的学校，学生课业压力没那么大，还是比较注重多学科培养孩子。

五十七中教授STEM课程的李朝纲老师认为，在开展跨学科课程的过程中，对老师的挑战也非常大。首先，最主要的问题是课程内容的制定。他说，在这节《插座的改良》课中，会涉及到电磁感应的变压器等知识，这些知识其实是高二的物理知识。有些知识可能比这个难度更大，孩子们在制作时需要更多的知识。这就需要课程设计小组里的所有老师在设计课程时，要对产品有比较清晰的规划，确认不会出现孩子接受不了的知识，让他们有对应的知识能在制作和学习的过程中体现出来，或者应用起来。所以，课程挑选是有难度的。

其次是学校的设备问题。如果出现设备不足的情况，老师要考虑自己能做什么的问题。此外，跨学科课程对老师的专业素养要求较高。他笑着说：“比如，在这节《插座的改良》课中，老师经常被学生问倒。像是学生在PPT中展示的三维工程图，我自己学习一个月才学会，但是学生们两三个小时就学会了，两三个星期就已经很熟练了。”他认为，教师起到的作用应该是引导，把课堂交给孩子。

对于培养教师跨学科能力的方法，他介绍了五十七中学的做法。五十七中学打破之前单学科老师在一个办公室的形式，直接将不同科目的老师按照小组安排在一个办公室，方便各科老师一起交流学习。他举例说：“有一个历史老师，最近正在讲工业革命，正好我们在讲热机。历史老师就问，为什么内燃机的产生就标志着第二次工业革命呢。这时候，我们会给她讲蒸汽机和内燃机的区别、对燃料的利用率、从蒸汽机到内燃机，再到喷气发动机的发展过程，以及为科技和生活带来的变化。这样历史老师再去讲课时，思路就会很明晰，知识就会很系统。”

关于STEM课程，李朝纲认为，是从以前强调思维能力够才能学好知识，到学习知识的目的是为了锻炼思维能力的转变，是一种根本性的转变。

反馈：对于课程方式，学生观点不一

五十七中学一名“1+3试验班”的学生认为，通过STEM跨学科课程，不仅可以学到很多生活中不专门查就肯定学不到的知识，锻炼动手实践能力，还可以建立团队合作精神。

“不过，对自身的知识也是一个挑战。”他补充说，“刚开始学这些知识时挺头大的，花了一上午的时间把初三学了3个月的物理知识学完了，一下子要接受很多知识，老师把重点知识写在黑板上，上课记笔记，下课疯狂消化、疯狂吸收、疯狂背诵，同时还要保证自己的日常学习。”

据了解，“1+3”培养模式改革试验面向北京市城六区一般校，具有普通高中升学资格且在同一学校具有连续两年学籍的初二学生，在初二年级结束后进入试验学校，在试验学校连续完成初三及高中共四年学习。进入本试验的学生不需参加中考，直升高中。

北京交大附中的学生对跨学科课程的观点不一，有的学生认为没有必要上跨学科课程，应该该上哪科上哪科，因为在新高考改革政策下，可以选择自己擅长的学科；有的学生则认为跨学科课程较好，这样拓展的知识比较丰富，但对自己的时间分配和知识储备也是一种挑战。

注：文中学生均为化名