美国托马斯杰弗逊科技高中创新人才培养模式初探

刘翠航

  托马斯·杰弗逊科技高中(Thomas Jefferson High School for Science and Technology,英文缩写TJHSST,简称TJ)始建于1985年,座落在美国首都华盛顿哥伦比亚特区市郊,隶属弗吉尼亚州费尔法克斯县。该校以培养科技创新人才闻名全美乃至世界。2007年美国《新闻周刊》将该校列为美国最好的精英型公立高中,2008年《美国新闻与世界报道》“美国100所最佳高中排名”将其排在榜首。每年有300多个团组到该校参观、访问。
  TJ全校学生近2000人。高水平的课程与教学,使该校学生在大学入学考试(SAT)中成绩斐然。各科成绩比全美高中毕业生的平均成绩高出200分左右(TJ学生的各科成绩在700分以上,而全美平均成绩在500分左右)。2007届毕业的432名学生中,158名获国家优秀生竞赛半决赛资格,在全美高中人数最多。
  TJ获得如此高的声誉、TJ学生获得如此突出的成绩,奥秘何在?让我们从学校运转、创新人才培养模式入手一探究竟。  
 
  一、TJ的办学
  (一)入学
  TJ学生录取新生时,进行严格筛选。高素质的生源为TJ培养科技创新人才打下了良好的基础,这也是TJ精英教育成功的第一步。TJ是公立学校,其招生录取要受到地域限制。该校通过高水平的考试选拔学生,每年进入该校的约500名学生是从北弗吉尼亚州数千位有数学和科学天赋的报名者筛选出来的,每年的录取比例大约在17%左右。
  新生的考试由TJ组织。TJ的考试主要测试学生的数学和语言推理能力,测试重点不在于学生学会了什么,而在于学生如何运用他们所学会的知识和技能解决现实世界中存在的问题。
  TJ除了招收9年级新生以外,高年级的学生也可以申请进入TJ,但需要提供PSAT(Preliminary SAT,SAT预考)成绩或者SAT(Scholastic Assessment Test,美国大学入学考试之一)成绩。该校前校长杰弗里·琼斯(Geoffrey Jones)也承认,学生素质高能使TJ在教育教学创新中获得很大的回旋余地。
  (二)课程和教学
  1. 多层次、多类型以科技为核心的课程设置
  TJ的课程是侧重科学、数学和技术的多层级、多类型的兼顾综合与分科的实践性课程。其课程理念是用跨学科的方法来最大限度地发展每个学生的智力、技术和情感潜力。
  TJ的课程按照门类来分包括:科学和技术、数学和计算机科学、人文科学、世界语言、艺术、体育。TJ课程从年级来看,包括新生的生物、英语、设计和技术综合课程(Integrated Biology, English and Design and Technology,简称IBET课程)。高年级在数学、英语、人文艺术等课程之外,学生可以根据自己的研究兴趣确定专修方向。TJ为毕业年级开设了广泛的AP课程(全称Advanced Placement课程,由美国大学委员设立的一个教育项目,旨在为成绩优秀的高中生提供机会,允许他们在高中时期提前选修大学水平的课程,考试成绩合格可给与大学学分,很多名牌大学招生常常优先考虑修AP课程的学生)。
  2. 以培养探究能力为核心的教学目标
  培养学生的创新精神和实践能力贯穿于TJ各年级、各学科的教学活动中。下面以9年级的教学目标为例。
  科技教学目标包括让学生:
  ——学会开展科学调查,收集、管理、分析和说明数据;
  ——学会用科学的语言撰写科学报告;
  ——学会运用数据库,识别并说明一手资料来源并评估信息资料的效用价值;
  ——养成通向成功未来的道德习惯。
  社会教学目标包括:
  ——学生将自己的发现或研究成果及时传递给社区相关机构;
  ——采用团队模式协作完成任务;
  ——教师和顾问团队每周集体讨论一次学生的学术和社会道德发展动态。
  学生的活动目标包括:
  ——初步开展研究;
  ——开展设计活动;
  ——运用科学方法:
  ——学会通过小组合作,开展面向现实世界的长期项目研究;
  ——运用各种技术(如GPS、电子传感器等)解决问题;
  ——继续发展运用各种媒介写作和报告的技能;
  ——同合适的听众交流研究成果;
  ——从三个学术科目有效综合中得到收获。、
  3. 以问题解决为核心的教学模式
  问题解决,特别是真实存在于现实世界的问题解决是TJ教学的核心。例如,新生的IBET综合课程的研究专题就包括:水质和土质研究、落叶林的健康生长、火蜥蜴的迁徙等。这些专题要求学生开展真正的研究;要求学生研究真实世界所出现的问题;学会关注当地社区的问题并与社区有关机构积极合作解决问题。
  TJ规定每节课90分钟。教师在具体的教学活动中可以根据学生的特殊需要和不同的教学内容灵活设计每天的课程进度。教师强调运用整合的学习模式,其中的核心要素是问题解决、交流、合作,并鼓励采取小组合作学习以促进学生间的有效合作。TJ认为这种方式不仅是学习成功的关键,也是以后学生步入社会后事业成功的关键。
  (三)升学
  TJ开设大量AP课程,为优秀学生高中与大学的衔接铺平了道路。TJ在多个学科领域,如数学、生物、化学、物理、计算机学科,人文学科领域等开设大量AP课程,为大量优秀的、学有余力学生提供了更高的发展平台。比如,计算机科学中的AP课程包括人工智能和高级计算机应用;数学中的AP课程包括微积分等。这些超出大学理事会大学预修课程要求、在一般高中开不出来的高级水平课程,不仅可以让学生在SAT等高等教育入学考试中获得高分,而且学生在这些课程上获得的学分也使他们在申请名牌大学时占尽了先机。可以说TJ所开始的高水平的课程:包括英才课程、荣誉课程、大学预科课程、大学预科以上难度课程,为中学与大学的无缝链接贡献良多。
 此外,TJ还与州及地方大学签订了一些提前录取协议,这样部分学生在高三、高四年级时候的导向就不需要只看重分数,而是更重视能力培养。由于TJ的声誉以及同大学的合作,有些一流大学科学和工程学专业一贯招收TJ的学生。学生在科研上所作出的成绩、在各种发明中获得的奖项以及在各种学术刊物上所发表的文章,也使一些大学专门为TJ学生设立了奖学金。这些渠道都为TJ的学生毕业后升入大学解决了后顾之忧。几乎99%的TJ学生都能升入四年制大学。这也为TJ科技创新人才培养办学模式的发展奠定了好的基础。   

  二、TJ创新人才培养模式
  TJ将学生开展实践作为培养科技创新人才的必由之路。TJ的每门课程、每项教学及学校活动都着力培养学生的动手实践能力。此外,TJ两个特色突出的办学制度,即实验室研究和导师制,为科技创新人才的养成铺平了道路。
  (一)TJ的实验室研究
  TJ有13个专业化的科技研究实验室,包括天文学与天文物理、自动化与机器人、生物技术和生命科学、化学分析、通讯系统、计算机辅助设计、计算机系统、能源系统、微电子学、神经系统科学、海洋学与地球系统、光学与现代物理、原型与工程材料。这些专业化的研究实验室为TJ培养科技创新人才提供了必要的硬件基础。这些实验室用于开展学术实践,使学生在现代技术水平环境下获得其专有的学习体验,为学生提供独立开展研究和实验的场所,进而同科学、工程、技术和工业等领域的导师展开互动。
  每个学生都要有4年的科学实验室学习经历。9年级学生从生物开始(同时结合开设英语、技术和设计),随后是化学、物理和地理。每门课程都要结合大量的实验室教学。此外在生物、化学、物理领域设立了选修课来帮助学生在高年级开展实验项目研究,其中也包括AP课程中的实验研究项目。
  (二)TJ的导师制
  导师制是TJ独有的指导学生开展科技研究的制度,即学生在开展科技课题研究时,可以选择校外机构的专业人士做导师,或参加校外机构所开展的研究项目,并在项目组的领导下完成课题的研究。实施导师制离不开TJ同社会各界,包括工商业界、大学、政府机构的广泛合作。同时也弥补了学校资源有限的制约。提供辅导导师的单位包括:美国食品与药物管理局(FDA)、国防分析研究所、乔治城大学医学中心、国家癌症研究所等20多家单位。
  同时,学生研究项目的开展必须在学校的各科技实验室监督之下开展,并受学校导师制项目负责人的管理。参加导师制项目研究的学生同校外机构的导师一同开展工作,但需要向学校科技实验室主任报告其动态。无论参加导师制项目的学生还是在本校科技实验室开展研究项目的学生都需要达到统一的学术目标和学业要求。TJ允许每个学生每学期180个小时的时间在校外开展项目研究。
  导师制允许学生根据兴趣定位其研究,并将所掌握的知识和能力用于实际情景之中,同时为学生提供了与那些愿意贡献其智慧和专业技能的专业人士合作的机会。学生在经验丰富的科学、工程及科技商业机构、教育机构和政府机构工作者的指导下,在大华府地区(首都华盛顿及附近马里兰及弗吉尼亚州部分县市)就某一特殊领域开展项目研究或参加项目建设,使TJ学生获得了宝贵的研究实践经历和经验。学生通过运用其创造性的思考能力解决现实问题,逐渐成长为受信、自信、有坚强意志并充满创造力的人。
  每年6月份,学校召开研究报告会,学生要在会上向家长、社区有关人士汇报其研究成果。所有的高年级学生都必须完成一项技术实验课题,作为他们完成TJ学业的总结。这一结业课题可以在专门的技术研究实验室完成课题、也可以通过TJ导师制完成他们的课题。
  (三)TJ将科技与人文相结合,培养具有伦理道德和充满社会责任感的创新科技人才
  精英人才的长成离不开其人文素质的培养。TJ在突出其科技特色的同时,并没有忽视学生人文素质的培养。人文学科和美术课程也是TJ的强项。该校特意强调培养学生的设计、写作和表演才能。
  TJ的人文课程包括:人文学科、世界语言、艺术。包括以下6个教学目标:使学生掌握熟练的交流技能;使学生掌握合作技能及在特点的环境下思考和行动的能力;开展真实项目,解决真实问题的能力;应对变化的能力;培养其文化道德修养。为了加强教师团队间的合作,为学生营造跨学科学习的环境,人文课程和科技课程各部分分中有合。例如:10、11年级的英语课程同社会研究相结合,学习世界文明和美国文明;7种外语课程:汉语、法语、德语、日语、拉丁语、俄语和西班牙语在帮助学生掌握语言技能之外,帮助学生理解世界各种不同的文化信仰和价值观。
  此外,体育课程、丰富多彩的校园活动、出版物以及学生组织是培养学生的领导能力和团队精神不可或缺的组成部分。
 
  三、TJ的成功经验
  (一)明确的教育目标设定——培养科技创新人才   
  美国有很多出色的中学,栽培的都是全国最佳5%的学生,办学各有特色。TJ突出的特色和自身的定位就是培养科技创新人才。围绕这一总教育目的,TJ分步骤、有计划地落实其细化的教育目标。
  TJ要求学生在毕业时要具备:(1)解决问题的能力,能够系统地、创造性地解决问题,解决方法可以在自然条件下模拟或试验;(2)批判性探索能力和研究能力,通过获取知识、批判性评价知识的价值,调查以前未知情形的能力,对不确定的现实作出判断的能力;(3)多样化的沟通技能;(4)在真实情境中跨学科的思考能力;(5)展示个性;(6)合作技能;(7)创造性地适应技术进步;(8)信息管理能力;(9)面向多样化用户的交互设计。TJ还要求每一个毕业生都要完成一项深入的研究课题。
  同时,TJ要求学生具备科技人才必备的价值观:(1)智力上的好奇心,能够容忍不确定性,从成功和失败中学习,培养终身学习的习惯;(2)社会责任感,作为未来的领导人、思想家及环境保护者,对自己的行为负责,参与社会活动的能力,回报社会的意识;(3)持续创新;(4)领导能力;(5)悬疑;(6)内在的学术追求;(7)全球知识视野;(8)文化意识
  (二)有针对性的教育教学方法——实践为本、知行结合
  TJ的成功大半取决于其实践性的教育教学方法。就其课程而言,TJ打破了各学科之间的森严壁垒,认为所有的学术性课程内容都是可以实际运用的,为直接参与实践而提供教育指导。特别是对于高年级学生,他们选修什么学科,学到什么程度,完全可以视他们的研究兴趣、以及正在从事的研究课题的需要而作出决定。校长埃文格莱泽(Evan Glazer)在他所任教的数学学科中所反复强调的:探究型学习,技术支持下的探索,以及数学在真实世界中的应用。
 TJ认为实施上述教育教学方法的最好途径就是启发学生的兴趣与能动性,让学生自己提出问题,并采取行动解答自己的问题。该校对许多课程的安排,就好像是让学生进入一座座迷宫,而每座迷宫又都体现跨学科联系。教师善于将学习情境安排成仿真的工作环境,让学生置身于这个环境中学习解决问题。
  与其他学校相比,TJ学生将时间、精力和智慧更多地投入他们感兴趣的专题研究,而不是用同样的时间来准备各种水平的考试。学生在研究的过程中掌握各种基础知识和技能,进而在考试中取得高分,而不是将这一顺序倒置,用取得高分来泯灭学生创造的天性。解决这一问题的制度方法就是用多元化教育系统来栽培创新人才。
 
  (三)TJ与社会各界的紧密合作   
  TJ与社会各界的紧密合作为培养科技创新人才提供雄厚的软硬件基础。特别是TJ高科技的教学研究实践活动的开发与一些高科技公司、教育研究机构、政府等社会各界的支持与帮助是密不可分的。TJ与社会各界的合作领域包括设施设备、资金、人员培训、导师等,也包括课程设置和开发。TJ所列出的资助公司就包括:美国电报电话公司(AT&T)、大西洋研究公司(Atlantic Research Corporation)、BDM公司(著名的室内建筑设计公)、Dynalectron公司(著名的机械、电气系统和设备供应商)、FMC公司(美国著名公司,业务多样化,包括:工业化学制品、日用化学制品、贵金属、防卫系统、机械设备)、索尼公司和IBM公司等。
  以TJ的实验室为例,TJ的11个实验室多是工商界伙伴资助建成或运转的。TJ也运用学校网站,家校联谊会、校友会等多种渠道,将所需要更新或添置的实验设备列出清单,公布与众,寻求资助、捐赠或支持。
  TJ一些高水平科技课程的开设及TJ所制定的有创造性的学术计划,也多是与工商界伙伴及专业个人合作发展起来的。校方利用这个优势培养学生们对高科技的兴趣。在辅导计划中,该校高年级学生一方面独立进行研究,一方面与各种专家互相讨论各种科学、工程学、技术及工业方面的问题。例如:大西洋研究公司(Atlantic ResearchCor Poration)所提出的一项学生研究计划,称为“用光纤技术制造陀螺”。又如,BDM公司和马丁·玛丽埃塔(Martin Marietta)公司,帮助该校高年级学生解决与自动化系统和机器人系统有关的技术问题。而公司则认为,支持学校进行科研的做法是与公司本身的利益有关,是为了得到他们的未来雇员的一种投资。私人公司对该校的资助,以及公司雇员应聘为该校的辅导老师,可以说是源源不断而来。同时,该校的毕业生也获得了“未来的适用人才”的美名。
 
  四、我们的借鉴
  ——灵活多样的教育评价制度是解放高中办学模式的金钥匙。
  ——学校与社会各界的紧密而广泛的合作是培养创新人才的动力源泉。
  ——多元化的课程是培养多元化创新型人才的基础保障。
  ——专家治校是学校成功的先导。
   
    资料来源:http://www.tjhsst.edu/及实地调研和访谈

阅读: 发布时间:2014-07-03 16:39:48   来源:人教网

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