張桂元：培養(yǎng)學生的科技思維是科技教育的工作重心

劉大珩

援疆經(jīng)歷激發(fā)對科技教育的重視

天津南開區(qū)是一個教育資源豐富且密集的區(qū)域，著名的南開大學也是因此得名。在這里有一所目前天津市內(nèi)唯一的純正美式教育背景且名師資源豐富的私立國際化學校——天津市南開區(qū)美達菲學校（以下簡稱美達菲）。

在來到美達菲擔任執(zhí)行校長前，張桂元曾在新疆做過2年的援疆教師，這次的援疆經(jīng)歷讓他對科技教育有了新的感悟。

張桂元從事教育工作28年，其中從事基礎(chǔ)教育11年，海外國際學校的教學和管理工作經(jīng)歷也有10年，曾被評為天津市“十佳教師”。在提到新疆的科技教育時，張桂元感慨到，新疆大部分的學校還是應(yīng)試教育，學校普遍認為科技教育對人才的需求及資金的投入都十分巨大，不愿意在這方面有過多投入。

目前，西部地區(qū)的科技教育因為整體教育實力相對薄弱，有些學校甚至連物理、化學、生物等學科的教師都配備不齊。張桂元曾給孩子們買過一些圖書，卻沒有人能夠帶領(lǐng)孩子們閱讀。一方面學生覺得讀這些書跟考試關(guān)系好像不大，另一方面涉及科技等專業(yè)性的知識又沒有教師可以引導(dǎo)孩子。

在新疆有很多有潛力的孩子，但因為見的世面少一些，身邊又沒有好的榜樣學習，白白浪費了他們的潛能。所以，新疆急需科技榜樣讓孩子們學習，幫助他們通過科技改變自己，改變國家、民族命運。

于是，張桂元在學校開設(shè)了國際視野課程，邀請了一些國內(nèi)外搞科研或是大學在讀的優(yōu)秀學生分享自己的生活經(jīng)歷，新疆的孩子們聽完了之后覺得特別受啟發(fā)，感嘆原來生活還可以這樣！

2年的援疆經(jīng)歷讓張桂元發(fā)現(xiàn)，科技教育能有效改變學生的思維并提升學習能力，重視科技教育，樹立科技榜樣，對于孩子們來說是非常重要的。

培養(yǎng)學生的科技思維能力更重要

對于科技教育，張桂元有獨到的看法，他認為科技教育不應(yīng)該拘泥于具體的項目，而是應(yīng)該由教師引領(lǐng)，擴大科技教育的范疇，對科技教育的觀念不要窄化而是要泛化。美達菲十分注重對學生進行科技教育，而且重心放在了科技思維能力的培養(yǎng)上。

每一個人都需要科技教育，張桂元說：“現(xiàn)階段的科技教育可以說是教育理念的一個巨大轉(zhuǎn)變，就是把原來培養(yǎng)尖子生、好苗子或者有科技專長的學生，轉(zhuǎn)向了普及所有的學生，并針對學生的興趣開發(fā)不同的培養(yǎng)方向。”

教師們在張桂元的帶領(lǐng)下步調(diào)一致，培養(yǎng)學生的科學思維和良好習慣已經(jīng)成為學校的育人使命和教師們認可的一個方向。如果想培養(yǎng)擁有創(chuàng)造力的人才，不是他在中學階段要有幾項發(fā)明或者獲得幾個獎項，而是一定要培養(yǎng)他的分析、對比、應(yīng)用及解決問題的能力，還有最終的評價和創(chuàng)造能力。評價和創(chuàng)造方面的思維能力對人才的培養(yǎng)是至關(guān)重要的，尤其在基礎(chǔ)教育階段，應(yīng)是必須堅持的一個基本方向。

科學思維培養(yǎng)成為學校的一個育人使命之后，美達菲就開始從各個學科中探討如何在本學科內(nèi)培養(yǎng)學生的科學思維能力。

張桂元倡議教師將各個學科的思維能力培養(yǎng)寫到教案當中，他說：“我們會檢查每一位教師的科學思維能力，檢驗他們是否將科學思維能力培養(yǎng)帶入每節(jié)課的設(shè)計。比如說情感態(tài)度價值觀及育人目標，在每節(jié)課的教案里必須體現(xiàn)一致，把科學思維能力培養(yǎng)作為教案設(shè)計的必備項推廣，這是目前學校狠抓的一個特色。”

美達菲還會為孩子們準備一個從幼兒園就開始的個性化成長方案。學校從幼兒園就開設(shè)了STEAM的課程，從最開始的樂高機器人，到數(shù)學和編程，再到高中階段的3D打印，學校為學生開設(shè)了相對應(yīng)的特色課程，通過有趣的實驗和動手體驗吸引孩子們重視科技，從而培養(yǎng)他們的科學思維。

學校同時建設(shè)起了科技教育特色基地。比如STEAM教室中配備有機械、車床、木工、焊工等專業(yè)工具，還有5個賽道的機器人賽道、2臺3D打印機、10臺手提電腦等設(shè)施設(shè)備，針對這些設(shè)備，學校也開設(shè)了1周2節(jié)的相應(yīng)課程。

深入開展跨學科教學，提升教師科技思維能力

針對科技教育的難點，張桂元十分注重教師隊伍的培養(yǎng)，在學校配備了專門的STEAM課程教師。其中有從清華大學聘請的STEAM課程教師，學校還特設(shè)2個專職教師負責STEAM課程團隊的建設(shè)。

學校還有一個特色就是跨學科教學。深入開展跨學科教學，其實就是為了完成培養(yǎng)具備解決復(fù)雜問題能力的學生的目標。

未來社會要培養(yǎng)什么樣的人才？怎么培養(yǎng)學生解決復(fù)雜問題？張桂元給出了自己的答案，那就是必須讓學生具備跨學科應(yīng)用知識的能力，才可能具備解決復(fù)雜問題的能力。所以，學校要求所有教師每個月必須上2節(jié)跨學科的結(jié)合課程，這項工作目前開展得非常成功，所有教師都要和不同的學科教師一起交叉上課。

跨學科教學的模式有很多，有的3個教師，有的4個教師。張桂元介紹說：“我們目前總結(jié)出了自己的跨學科授課模式，比如說車站式授課、導(dǎo)語式授課等。”

圍著一張大圓桌，3個教師同時講解1篇學習素材，但是會涉及3個不同的主題，可能有數(shù)學的、語言的，甚至還有經(jīng)濟學的。這3個教師讓學生分成3組輪流進行學科知識的答疑。這種課堂模式效果非常好，學生綜合運用知識的能力大大提升，跨學科解決問題的意識越來越強，還可以有效提升他們的學習專注度和學習效率。

開拓學生科學視野，提供學生職業(yè)發(fā)展體驗

美達菲每年都會開展職業(yè)發(fā)展體驗活動，為學生帶來職業(yè)生涯指導(dǎo)規(guī)劃。

張桂元談到開展的職業(yè)發(fā)展體驗活動時表示，美達菲的特色之一就是從小學開始對學生進行職業(yè)生涯指導(dǎo)規(guī)劃，而且學校有專門的教師開設(shè)這個課程。雖然目前1個月只有1次課，但是會經(jīng)常讓學生談?wù)撨@個話題。學生在了解自己的興趣、愛好、特長后，就會逐漸清晰自己的職業(yè)發(fā)展方向，參與職業(yè)發(fā)展體驗。

有些學生希望能夠做一些生物實驗，有的喜歡設(shè)計一些建筑，還有的喜歡做工業(yè)設(shè)計、汽車設(shè)計或者美容產(chǎn)品設(shè)計等。現(xiàn)在越來越多的孩子對設(shè)計類的職業(yè)感興趣，美達菲結(jié)合這個特點，為他們創(chuàng)造更多的職業(yè)發(fā)展體驗機會。

家委會每個學期都會組織1次包含幾十個職業(yè)的體驗日，每個人可以選擇參加1或2項職業(yè)體驗。十幾個人組成1個小組，到家長們提供的體驗場所和不同的職業(yè)地點體驗未來的職業(yè)生活。

在暑假或寒假，還會向?qū)W生開放一些大企業(yè)的職業(yè)發(fā)展體驗，比如香港的金融實習，華為、大疆等科技公司的探索訓練營。同時，張桂元希望學校能夠進行更多科技教育資源的建設(shè)，呼吁能夠通過科協(xié)等組織將一些科學家的視頻講座通過互聯(lián)網(wǎng)等在線形式對學生進行傳播教育。科學家是孩子們接觸科學最好的榜樣，如果能夠利用好來自科學家的資源，就可以多積累一些科技教育的經(jīng)驗。尤其是在新冠疫情的情況下，要讓感興趣的學生能夠參與科技教育，能夠接觸到這些科技教育資源。