活力加州的创新教育：大学预备学校STEM教育的多元视角|加州|学校|教学|教师|数学|科学|立德树人根本任务

导语

美式教育注重培养学生的创新与实践能力，鼓励学子勇于探索、敢于挑战，而美国科技高中可谓是这种创新精神与实践导向的集中体现。如今，科技深度融入教育发展，全世界都在聚焦未来科技英才的培养，科技高中教育模式得到与日俱增的关注。美国科技高中作为这一领域的佼佼者，其教育模式、教育方法不仅为美国乃至全球培养了大量优秀的科技人才，更为全球教育的发展提供了宝贵的经验和启示。

大学预备学校The College Preparatory School（简称College Prep）坐落在奥克兰如诗如画的Rockridge社区，与当地的奥克兰山特色植被和桉树和谐共生。校园占地5英亩，15座建筑与周围的自然美景相得益彰。

图源：niche.com

在Niche最新发布的学校排名中，The College Preparatory School以其卓越的教育质量一举超越了加州所有私立学校，荣获加州私校排名第一的殊荣，以及全美最佳STEM高中的第15名！

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顾名思义，大学预备学校自1960年创办以来，就招收9-12年级学生。高中是一个深化学生的热情，同时探索新可能性的时期。在College Prep既倡导个性成长也包容多元，学校激发学生的探索精神和对话能力，同时也不断激励和挑战学生。

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College Prep吸引了众多优秀的学子加入，他们拥有着广泛的种族、民族和社会经济背景，以及多样化的兴趣和才能，71%的人认为自己是有色人种学生。学校现有约370名学生，每个年级约92名，平均学术班级规模为14名学生。

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在大学预备学校，孩子们面临的挑战是：深入钻研学问，相互尊重欣赏，成长为具有智慧勇气、道德坚定、心胸宽广和精神富足的成年人。许多孩子们在这里成长：

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Part.

智慧火花

在STEM课程中思考、发现和深入

College Prep在官网的学术课程部分，简明扼要地说道：这里是想法（Idea），发现（Discovery）和参与（Participate）的家园。

连接

培养学生的智力，激发他们的好奇心，并鼓励他们养成持久的思维习惯。学生们彼此建立持久的关系，并在一种植根于尊重和同理心的文化中享受独特的高中时光；

培养对领导力和相互依存的理解，从露天的奥克兰校园开始，延伸到更大的社区。学生有思考、玩耍和表达自己的空间，同时扎根于更广阔的湾区的丰富历史和机会；

探索

发展

学生们在一个友好、合作和令人振奋的社区中相互学习。学校希望学生深入学习并欣赏彼此，成长为智力冒险，道德稳健，心灵和精神慷慨的成年人。

以这样的教育理念为核心，College Prep精心打造了一系列课程，特别是在STEM领域，构建了一个全面而精心设计的课程体系，旨在支持孩子们在学术旅程中的每一步成长。

数学

RECRUIT

作为自然科学的基础学科，学生将在数学的教学中经历一个全面而连贯的学习旅程，从数学1到数学6，培养他们成为能够独立学习、阅读、写作、探索、应用和交流数学概念的学习者。课程以代数为核心，将其作为建模和解决问题的基础工具，同时融入二维和三维几何学，包括坐标和变换的方法。离散数学内容，如向量、矩阵、计数和数据分析，也是核心课程的一部分，同时强调计算机和计算器在数学学习中的应用。

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除了数学知识本身的融会贯通，College Prep的学生还被鼓励以视觉、符号和口头方式探讨数学主题，以促进深入理解，并培养制定解决问题战略的能力，这依赖于他们积累的知识体系。所有课程都要求学生在四个同桌之间进行日常小组合作，以促进交流和协作。

个性化的需求也可以从多个维度来满足，比如学有余力的同学可以更多去学习单变量和多变量微积分、描述和推理统计以及抽象代数等更复杂的知识点。

数学俱乐部对所有感兴趣的学生开放，定期聚会分享想法，调查超出常规课程范围的问题，并帮助学生准备地方和全国数学竞赛。通过分班考试确定每个新生的适当数学水平，并提供数学支持，包括数学和科学支持专家、数学办公室的老师和数学小组的同伴导师，以帮助学生克服学习中的困难。

图源：The College Preparatory

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计算机科学

RECRUIT

College Prep的计算机科学课程循序渐进，入门课程（CS1）是对编程的深入介绍，为语言的一般结构打下基础；在中级水平的项目基础课程（CS2）中，学生将运用他们的编程技能，使用微控制器（如Arduinos和Raspberry Pis）、传感器和其他电子设备构建嵌入式系统原型；高级课程（CS3）则侧重于数据科学、分析和建模。同时，更高水平的同学也可以开始通过Python语言的学习来继续在计算机科学原理和概念上深入。

科学课

RECRUIT

主要有物理、化学、生物和一系列选修课组成的科学课，能够帮助学生进行逻辑性和创造性思考，加强解决问题和观察能力，并锻炼分析推理能力。College Prep的科学课程强调物理和生物环境以及不同科学学科领域的具体过程和方法。所有核心课程都包含大量的实验室工作，学生们将熟练使用技术进行数据收集和分析。科学课贯穿三年，11和12年级的学生可以通过一系列高级选修课程继续学习。

科学选修课

图源：The College Preparatory

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College Prep的科学老师这样形容他们在教学工作中的成就感：

让我感到高兴的是，这些非常聪明的孩子——他们将成为决策者、推动者和影响者，也许会进入科学和医学领域——将在年轻时深入思考这些话题，并有望在他们的生活和职业生涯中继续成为见多识广的思想家。

Part.

梦想空间

在STEM研究项目中突破

几年前，应College Prep董事会对学校发展新阶段的要求，学校评估了当前与STEM相关的课程，以及学生对这些学科的兴趣。

报告显示，孩子们对于亲身参与研究的经历抱有极大的渴望，然学校的教师团队将学生的需求和一些行之有效的项目结合起来，为有兴趣在广泛的STEM领域（科学、技术、工程和数学）获得实践研究经验的学生准备了极具特色的STEM项目。

图源：The College Preparatory School官方网站

该项目为期一年，分为三个阶段，专为那些对STEM领域实践研究经验充满热情且高度自我驱动的学生设计，目前只对二年级和三年级学生开放。

项目始于春季学期的研讨会，旨在为学生打下坚实的科学知识和分析技能基础。在这一阶段，学生们学习如何在线检索主要科学文献，阅读并分析文献中的关键部分。他们挑选自己感兴趣的论文，在同行评审的期刊俱乐部中相互展示，指导彼此的研究。此外，课程还包括训练营，让学生学会如何更好得讲解自己的观点，以及如何利用Excel处理数据。春季课程的核心在于学习如何从基础出发设计实验，以及实验设计的应用意义。

进入暑假，学生们将参与为期4至6周的实验室研究实习。在实习开始前，教师会协助他们阅读即将实习的实验室的研究文献，确保学生们做好充分准备。学生们对这一环节充满热情，例如，一名学生将在材料科学实验室开展纳米技术研究。

当学生们秋季返校时，教师将协助他们将暑期的研究成果转化为正式的论文，并准备在校内座谈会上进行正式的口头报告。届时，将邀请导师和学校代表参加，共同见证学生们的研究成果，这一过程无疑是激动人心的。

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Eva Campodonico

在推进这一项目的过程中，面临的主要挑战在于为学生安排暑期实习机会，尽管试点名额已满，项目团队仍渴望扩展其规模。对于学生而言，他们所面临的挑战不仅限于研究课题本身，更关乎整个职业生涯的发展，他们正在学习如何迅速接近并回答重大科学问题，而他们吸收新知识的速度令人印象深刻。教学中最令人惊讶的是学生对实际研究经验的极大热情，这种热情常常导致课堂气氛过于热烈，需要教师介入以维持秩序。学生们一旦掌握了基本的研究工具，便能释放出对知识的强烈渴望，从繁杂的研究资料中提取信息，而教授这些充满好奇心的学生无疑是一种纯粹的享受。

College Prep某位学生

我一直很喜欢科学课，而STEM让我可以更认真地追求我对科学的热爱。STEM也向我展示了成为一名科学家需要什么。

Part.

坚实支持

在技术和制度保障中攀登

College Prep有意识地将技术融入教学之中，旨在支持课堂内外的创新教学方法。同时，学校也提供了一系列的技术资源，旨在促进学习。这些资源包括在线研究数据库、xLab创客空间的制造软件和硬件、计算机科学课程，以及一个由教师组成的技术办公室，他们为学生和教师提供周到和创新的支持。

技术设备

学校从九年级起就强调技术的有效、道德和适当使用，并定期对这一指导原则进行复审。作为大学预科1:1笔记本电脑项目的一部分，每位学生都会收到一台装有通用软件的MacBook Air电脑。这套标准化的软硬件配置促进了师生间的交流，加强了课堂内外的协作，提供了学校技术支持，并确保了所有学生在技术上的平等。关于该笔记本电脑项目的常见问题，可以在学校提供的资料中找到答案。

xLab

xLab是College Prep的创客空间，旨在激发创造力，将想法转化为现实。无论学生是经验丰富的制造者还是初学者，xLab都旨在激励和支持他们在课堂内外的创新项目。xLab配备了多种工具和资源，用于跨学科和层次的制作。其中包括Epilog Fusion Maker 36激光切割机，适合精确切割和雕刻，以及Ultimaker S5 Pro 3D打印机，适合将数字设计通过3D打印变为现实。此外，还有手工和电动工具，如钻、锯等，适用于木工和一般建筑项目。电子和机器人工具包括微控制器、焊接装置和传感器，让学生能够深入电子和机器人项目。纺织和工艺工具如缝纫机、编织/钩编材料和刺绣工具，支持各种织物和工艺项目。

xLab有两个学生小组：iTeam，这是一个学生领导的开发和创新小组，专注于编写应用程序和创建数字工具，以造福CPS社区；创客俱乐部，致力于分享制作的乐趣，举办引人入胜的研讨会和培训课程，面向学生和教师。

xLab不仅是学生团体的中心，也是几个课程的一部分，提供实践学习经验。学生还可以接受培训，在学校项目中使用这些工具，从而获得宝贵的技能和面对任何创造性挑战的信心。

个性化支持

College Prep认识到深度学习是一个需要耐心、创造力、反思和实践的过程，而每位学生都有其独特的学习方法，而学生在整个高中阶段的学术和情感需求都需要教师团队的支持。

学校的学习服务主任就能够为学生提供个性化的支持，涉及执行功能、自我倡导以及有效的学习、考试和策略。学习服务主任不仅与所有学生进行会面，还特别为那些被诊断出有学习差异的学生提供具体支持。他们与教师、顾问和管理人员紧密合作，为这些学生提供必要的住宿和学术支持，帮助他们在高中及未来的学习中取得成功。此外，学校的数学和科学支持专家负责监督学习中心，为学生提供物理、化学以及各个级别的数学的个性化辅导和小组支持。

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学习中心

学习中心是校园中心的一个专用空间，学生可以从两位全职学科专家那里获得一对一咨询、研讨会和同伴辅导的支持。学习服务主任为学生提供学习技巧、时间管理、组织和减压方面的支持。数学和科学学习专家为STEM课程提供一对一和小组支持。学习中心对所有学生开放。

peer tutor

学校有数学、科学、写作和世界语言的同伴辅导项目。教师导师专门培训11年级和12年级的学生，他们全年为其他学生提供一对一的会议和小组研讨会。导师帮助他们的同龄人准备考试，复习家庭作业问题，巩固课堂上的新概念。

咨询

咨询和健康教育是学校综合支持结构的主要特点。大学预科的全职辅导员可为学生，家长，教师和工作人员提供简短的咨询，推荐和咨询。辅导员与所有九年级学生和转学生单独会面，作为他们向大学预科过渡的一部分。学生可以自行咨询，也可以由老师、管理人员、顾问或家长推荐。

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在优秀又充满爱心的老师的指导下，学生们不断挖掘和提升自己的潜力，检验自己的想法，挑战既有的假设，关注并探讨道德议题，同时学习成为积极有为的公民所需的技能。

大学预科学校的支持系统和我以前见过的都不一样。我不仅有朋友和同龄人可以帮助我解决一个特别具有挑战性的数学问题，而且我的老师总是抽出时间，如果我要求见面。首先，这里的社区关心你的健康和幸福，而不仅仅是你的学习成绩。

——College Prep某位学生

Part.

全人培养

在广阔的世界中学习，在实践中成长

大学预科帮助学生做出积极的改变，鼓励学生参与各种学校活动，并在更广阔的世界中提供服务和学习机会。对于学生来说，有很多方法可以让他们走出传统的课堂学习。

应用研究STOak

STOak是一个以社区为基础的体验式学习课程，以独特的暑期实习为特色，重点关注社会或环境正义。STOak是动手和基于项目的，与结构化的课程工作，实地考察，小组讨论和独立研究的混合。学生通过当地历史，社会正义运动和社区发展的镜头参与奥克兰的过去和现在。学生研究他们个人关注主题的社会、政治和经济景观，同时学习他们将在社区组织暑期实习中实践的专业行为。

在实习期间，学生将与导师配对，以了解他们的组织如何运作并支持其使命。该项目在秋季结束，届时学生们将相互分享他们的经历，并为大学预科社区准备正式的演讲。STOak的学生精通当地历史和时事，拥有具体的专业经验，出色的领导能力，并有信心了解他们如何能对社区产生积极影响。

“如果你一直想了解历史课程如何应用于社会的不同群体，如何成为社会变革的基石，那么STOak就是你的理想之选！”

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湾区混合式教学联盟

大学预备学校是湾区混合联盟的创始成员，该联盟由七所学校组成，结合面对面和在线教学，同时利用湾区的许多资源。湾区混合式教学联盟于2013年由大学预备学校和其他四所学校共同成立，旨在共同提供一套结合面对面和在线教学的混合式课程。现在会员已经扩大到包括七所学校在内的多个合作伙伴，他们致力于充分利用在线学习，卓越的师生关系和湾区资源。

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由于教学和学习继续受到数字技术使用的影响，the BlendEd Consortium将在线学习的最佳实践与成员学校在直接课堂教学和体验式学习方面的成熟优势结合起来。通过创建一种混合模式，学生可以在线访问课程和教师，也可以通过定期面对面的会议，教师帮助学生为他们在大学和职场中看到的不断变化的教学和交流方法做好准备，同时保留核心关系文化，这是每个学校教育使命的核心。

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“我最喜欢blend的一点是，它能够完成由于时间和空间的限制而无法在课堂上完成的项目。它为旅行和实地考察腾出了更多时间。”

intraterm

Intraterm是春季必修的为期一周的体验式学习课程，强调智力上的冒险和冒险。Intraterm是一个受欢迎的课间休息，鼓励不同年级的学生相互了解，并为老师提供一个机会，在他们特别感兴趣的领域开设迷你课程。

Intraterm不计分，这鼓励学生拓展学术界限，尝试新的活动。该计划提供密集的体验课程和各种设置的旅行。学生可以从令人兴奋的深度课程，实地研究，社区服务和旅行目录中进行选择，培养传统课堂之外的个人成长。

图源：The College Preparatory School官方网站

最近的课程包括拉丁舞、攀岩、击鼓、反诽谤联盟同伴训练等等。最近的旅行包括探索南方的音乐和民权，在雷耶斯角背包旅行，在加拿大班夫雪鞋行走，在纽约市练习街头摄影技术，在圣米格尔德阿连德文化沉浸和志愿服务，以及在圣克鲁斯冲浪。interterm目录每年都在变化。

Part.

结语

大学预备学校The College Preparatory School不仅在学术上取得了卓越的成就，更在培养学生的创新精神和实践能力上展现了其独特的教育理念。通过提供一个充满活力、鼓励探索和积极参与的学习环境，College Prep成功地激发了学生们的智慧火花，以坚实的技术支持和个性化关怀，让学生们不仅在学术上得到成长，更在广阔的世界中学习和实践中成长。College Prep的故事，是加州创新教育的一个缩影，也是全球STEM教育发展中值得借鉴的宝贵经验。

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