?
在今年的第四屆中國未來校長大會上，北京交通大學附屬中學(簡稱北京交大附中)和北京第五十七中學(簡稱五十七中學)以STEM教育為特色，入選中國未來學校成果示范校。11月27日，芥末堆與來自全國的近百名教育工作者一同走進這兩所示范校，觀摩STEM跨學科示范課。
北京交大附中的展示課是以清潔能源為主題，融合數學、物理、地理、生物四個學科知識，通過動手實踐和探究思考等方式，幫助學生更加了解環境問題。在課程設計中，各學科知識的銜接十分緊密，但如何將跨學科課程常態化是個難題。
五十七中的展示課則以改良智能插座為主題，采用項目式教學方法，通過發現問題、制定方案、設計模型、制作成品的方式教育學生。整個課程持續半個學期左右，對老師的教學設計、教學能力要求比較高。
北京交大附中：小主題式教學，融合四個學科
“北京一到冬天什么問題最嚴重?”
“霧霾!”
在北京交大附中的跨學科課堂上，授課教師劉一明正和40名高一學生探討身邊的環境問題。他通過展示霧霾前后北京的對比圖片，引出當天的示范課主題——用好清潔能源，留住綠水青山。
劉一明先以思路引導、自由回答的方式引導學生思考什么是霧霾、霧霾對生活的影響。隨后，他將課堂交給學生，讓學生隨意分享課前搜集的關于霧霾的資料。
從霧霾的成分到化石燃料的種類和危害，從霧霾對生活的影響到如何治理霧霾，從清潔能源的種類到呼吁大家共同使用清潔能源，兩名同學依次用自己制作的PPT展示課前自學內容，
(學生正在動手制作物理實驗)
除此之外，老師會給出一些數據，讓學生計算每年化石燃料的污染物排放量占總污染物排放量的比例，從而分析化石燃料的使用對環境的影響程度;同時，借助清潔能源教室教具，讓學生的動手組裝實驗器材，探究太陽能、風能的轉換原理。據了解，北京交大附中的清潔能源教室教具是由世界銀行贊助，教具多是單獨包裝的器材，類似于一般企業售賣的STEM課程器材包。
除了運用數學和物理知識，劉一明還融合了地理和生物知識。他通過展示清潔能源的地理分布圖，明確各種清潔能源的空間分布和開發利用情況;通過探究生物能源的生產過程和利用情況來學習生物知識。
課堂最后，劉一明以清潔能源為線索，將課堂涉及的各學科知識點串聯在一起，包括數學的數據計算、物理的實驗探究、地理的清潔能源分布，以及生物的能源生產。
北京交大附中老師姜華介紹，這節示范課采用的是課前四個學科老師一起備課，以一個主題為核心，將不同學科的知識點穿插進去，最終由一個老師展示的形式。在北京交大附中，每個年級都有一個文科跨學科備課組和理科跨學科備課組，分別由年級語文組長和數學組長牽頭共同備課，主要是以選修課的方式開展。
五十七中學：項目式教學，人人都是產品研發工程師
在五十七中學，芥末堆觀摩的是初中物理STEM課——智能插座的改良，這個課程主要是運用3D打印技術設計并打印出成本低、安全性高、方便使用的插座模型。
(學生正在討論插座模型應該怎樣切割)
按照學校課程的正常進度，已經到了各組展示介紹插座模型亮點的環節。課堂上，每個小組都通過PPT展示自己制作的插座模型，有折疊樣式，有像魔方一樣的立體結構樣式，還有直接鑲嵌在墻內的樣式。每個小組分享后，其他小組都會提出疑問和建議，最后各個小組再去改進。
芥末堆考察發現，五十七中學的STEM公開課與北京交大附中的上課形式大致一樣，都是以小組為單位，每組5人，以選修課的形式開展。但不同之處在于，五十七中學是以項目式課程的形式開展，每個主題課程大概會上半個學期，每周2節課。
“每個課程的主題都是孩子們確定的，比如插線板問題。”授課老師李朝綱邊笑邊指著地上被膠帶粘住的電線說道，這就是孩子們想要解決的問題。
據李朝綱介紹，每個主題課程都是有流程的。在這節STEM展示課前，學生們已經花了一周的時間做調查問卷。然后去超市買插線板、拆插線板，觀察插線板內部結構，每組大概拆了兩三百元的插線板。緊接著，針對實際生活的問題和插線板結構，大概用一周半的時間去設計插線板，然后去動手做模型。
關于課程評價，李朝綱說，選修課不存在打分什么的，所以老師鼓勵孩子出成品。不管他們的設計是天馬行空，還是將現有的技術融合在一起，課程最后都會給孩子出一個成品。如果孩子確實覺得成品特別好，可以嘗試去申請專利，這樣做是對孩子的一種鼓勵。此外，這樣大主題課程在上課的過程中，孩子們經歷的是一個產品研發工程師全部的工作，從調研到設計，再到出成品，最后到推廣。
STEM成果展示：我們要做科學家中的藝術家
(學生正在分享自己的創意)
當天，五十七中學學生還分享了他們在STEM課程學習中的成果，最讓芥末堆印象深刻的是一些學生設計的課桌水杯支架。
項目總監張磊(學生)介紹，“課桌上的水杯經常掉到地上亂滾，這讓很多學生感到煩惱。”于是，他們做調研、制定方案、修改方案，包括水杯支架的安裝位置、制作材質、大小深度等。經歷無數次修改后，最終確定方案。
技術總監李強(學生)介紹，在確定水杯支架的材質上，他們花費了很多精力和時間。一開始因為材料的材質問題，所以水杯經?；?。后來他們開始計算水杯支架承載力的大小，融合數學、物理、工程材料、制造技術等知識，在經歷近一年時間的技術改進后，最后確定水杯支架的材質。目前他們正在和廠家溝通，希望最后把水杯支架作為產品生產出來，然后進入校園。
學習成果展示最后，他們分享了自己的收獲。他們說：“現在缺少的并不是多么高端的科技，而是能將這些科技真正帶入到人們生活中去的產品。因此，小組成立以來，我們就一直保持一個信念——我們要做科學家中的藝術家，永遠立足于實際生活以及用戶體驗，讓科技真正感動人心，為人類所用。STEM教育就好比物理學中的‘奇點’，吸引著我們不斷創新，立足于日常生活，從生活中發現問題，解決問題。”
STEM教育落地在校園：跨學科課程常態化是難題
就跨學科課程如何常態化、跨學科科目數量、課程評價等問題，在北京交大附中觀摩課程的老師提出疑問。
“之前跨學科課程是采用“走馬燈”的方式進行教學，即一節課中，每科老師“輪番上陣”。雖然大家對課堂的評價都很高，但是最大的問題是難以實現常態化。”北京交大附中老師姜華說，即使是這種課前不同學科老師一起備課，課上一個老師展示的形式。也仍然在探索中。
關于課程評價，姜華坦言，跨學科課程顯示在課表中的形式是綜合實踐課和選修課。從功利角度講，課程評價是綜合實踐活動。從非功利角度講，這是一種趨勢，北京的學校相比于外地的學校，學生課業壓力沒那么大，還是比較注重多學科培養孩子。”
五十七中教授STEM課程的李朝綱老師認為，在開展跨學科課程的過程中，對老師的挑戰也非常大。首先，最主要的問題是課程內容的制定。他說，在這節《插座的改良》課中，會涉及到電磁感應的變壓器等知識，這些知識其實是高二的物理知識。有些知識可能比這個難度更大，孩子們在制作時需要更多的知識。這就需要課程設計小組里的所有老師在設計課程時，要對產品有比較清晰的規劃，確認不會出現孩子接受不了的知識，讓他們有對應的知識能在制作和學習的過程中體現出來，或者應用起來。所以，課程挑選是有難度的。
其次是學校的設備問題。如果出現設備不足的情況，老師要考慮自己能做什么的問題。此外，跨學科課程對老師的專業素養要求較高。他笑著說：“比如，在這節《插座的改良》課中，老師經常被學生問倒。像是學生在PPT中展示的三維工程圖，我自己學習一個月才學會，但是學生們兩三個小時就學會了，兩三個星期就已經很熟練了。”他認為，教師起到的作用應該是引導，把課堂交給孩子。
對于培養教師跨學科能力的方法，他介紹了五十七中學的做法。五十七中學打破之前單學科老師在一個辦公室的形式，直接將不同科目的老師按照小組安排在一個辦公室，方便各科老師一起交流學習。他舉例說：“有一個歷史老師，最近正在講工業革命，正好我們在講熱機。歷史老師就問，為什么內燃機的產生就標志著第二次工業革命呢。這時候，我們會給她講蒸汽機和內燃機的區別、對燃料的利用率、從蒸汽機到內燃機，再到噴氣發動機的發展過程，以及為科技和生活帶來的變化。這樣歷史老師再去講課時，思路就會很明晰，知識就會很系統。
關于STEM課程，李朝綱認為，是從以前強調思維能力夠才能學好知識，到學習知識的目的是為了鍛煉思維能力的轉變，是一種根本性的轉變。
反饋：對于課程方式，學生觀點不一
五十七中學一名“1+3試驗班”的學生認為，通過STEM跨學科課程，不僅可以學到很多生活中不專門查就肯定學不到的知識，鍛煉動手實踐能力，還可以建立團隊合作精神。
“不過，對自身的知識也是一個挑戰。”他補充說，“剛開始學這些知識時挺頭大的，花了一上午的時間把初三學了3個月的物理知識學完了，一下子要接受很多知識，老師把重點知識寫在黑板上，上課記筆記，下課瘋狂消化、瘋狂吸收、瘋狂背誦，同時還要保證自己的日常學習。”
據了解，“1+3”培養模式改革試驗面向北京市城六區一般校，具有普通高中升學資格且在同一學校具有連續兩年學籍的初二學生，在初二年級結束后進入試驗學校，在試驗學校連續完成初三及高中共四年學習。進入本試驗的學生不需參加中考，直升高中。
北京交大附中的學生對跨學科課程的觀點不一，有的學生認為沒有必要上跨學科課程，應該該上哪科上哪科，因為在新高考改革政策下，可以選擇自己擅長的學科;有的學生則認為跨學科課程較好，這樣拓展的知識比較豐富，但對自己的時間分配和知識儲備也是一種挑戰。
注：文中學生均為化名
