破解密码：艾格隆的数学和科学系如何破除迷思并激发参与

对于许多孩子来说，科学和数学与死记硬背和困惑感有关。这些科目对于理解我们周围的世界至关重要，但往往以枯燥和困难而闻名。例如，在英国，调查发现 一半的孩子觉得科目太难、太无聊.

艾格隆学院的老师们正在努力消除这种误解。“我们的目标不仅仅是打下数学基础，”艾格隆学院数学系主任彼得·布罗姆菲尔德解释道。“这是为了消除一些孩子的误解，让他们认为自己不擅长数学或科学，并帮助他们在课堂上感到自信和快乐。”

实践学习

要实现这一点，首先要让学生尽可能多地动手实践——在某些情况下，这确实是实操性的。“我们有一个名为‘巨人之手’的项目，我们给学生一张我手的大复印件，让他们制作一个真实大小的模型，看看这个人有多大，”布罗姆菲尔德先生说。这个项目可能很有趣，但它也要求学生利用他们已经学到的许多东西。“他们使用比率和比例等数学概念，以及数据收集、解释和展示等统计技能。”

这些项目还允许学生创造性地探索该主题，并以自己的兴趣为指导。“最近的一个项目是关于发现模式和序列的，”艾格隆学院数学系副主任罗娜·沃森回忆道。“一名学生离开后，使用电子表格中的‘if’语句解决了这个问题。这不是我们一直在学习的东西，但他对此非常感兴趣，这个项目让他得以拓展自己的能力。”

这种实践性和动手性的方法也是良好科学教育的基础——也是每一位艾格隆人成为积极进取、在考试中取得高分的年轻科学家的科学之旅的核心部分。艾格隆科学主管 Andy Bowes Lyon 表示：“如果你必须坐在教室里听我讲六个月的热力学知识，你可能会觉得无聊。因此，我们真正强调的是体验式学习。”这意味着几乎每节科学课都包含实践元素。“我们独特的环境让我们能够在阿尔卑斯山的高海拔地区进行天文学研究；在群山、高山牧场和原始自然环境的环绕下开展生物学和 ESS 工作；并开展像我们的卫星项目这样的创新项目。”

CubeSat 项目是一项新的学生计划，由艾格隆社区的慈善组织资助，旨在帮助艾格隆学生将自己的卫星发射到轨道上。这是一个引人入胜且独特的项目，体现了学校的体验式教学方法。

这种体验式学习方法的结果是学生对这门学科产生了一种内在的热爱，这一点在个人科学项目中得到了充分体现。“除了常规的实践活动外，所有 12 年级的学生都有一周的时间进行自己的个人科学课程作业，”Bowes Lyon 先生说。“从我们支持的大量调查来看，范围广泛，从声音对植物生长的影响，到对雪中发现的微塑料的分析，再到不同机翼部分的升力特性，等等。这些项目需要定制的钻机、最先进的化学分析技术、风洞和上千种其他设施，以使学生能够追求自己的激情。一些项目从一开始就带来了真正的改变——例如，Aiglon 的一名不丹学生研究了复合泥砖的抗弯强度。从中吸取的教训将影响不丹偏远村庄的建筑材料选择。”

近年来，学生项目水平很高，甚至进入了国际竞赛。“每年学生都会参加 STEM 竞赛，例如科学奥林匹克竞赛。我们取得了一些显著的成就，一些学生被选中代表瑞士参加国际决赛，”Bowes Lyon 先生说。

支持社区

无论有些项目看起来多么“离谱”，艾格隆的设置意味着学生可以获得实现这些目标所需的支持。“我们的师生比例很好，所以当有人想尝试一些雄心勃勃的事情时，我们真的可以支持他，”鲍斯·里昂先生解释道。 

在支持学生并确保他们在这些科目上取得好成绩方面，数学系和科学系都能够从更广泛的 Aiglon 网络获得帮助。“去年我们有一名学生正在做一个纠缠项目，需要他建造一台专用激光器，”Bowes Lyon 先生回忆道。“在项目开始时，他有机会与校友家长、前董事会成员、欧洲核子研究中心领导人 Tejinder Virdee 教授交谈。Virdee 教授随后将这名学生与他的人脉网联系起来，其中的学者能够就如何制造他项目中所需的 TEA 激光器提供建议。”

更近一点，数学系一直在促进低年级学生和高年级学生之间的类似联系。“我们有 10 名即将升入 13 年级的学生报名为希望参加 IGCSE 附加数学考试的 11 年级学生提供数学辅导，”Bromfield 先生说。因此，高年级学生将能够发展他们的辅导技能——这是 Aiglon 文化中根深蒂固的东西——而低年级学生将有机会挑战自己。“这将使他们真正超越教学大纲，”Bromfield 先生指出。

创造“尤里卡！”时刻

除了提供实际支持外，这些联系还有助于消除人们对科学和数学的另一个长期误解：它们在正规教育之外没有实际用途。“你有时会听到这种说法，”布罗姆菲尔德先生说。“学生们可能会说，先生，我们什么时候才会在现实生活中需要这些呢？”

当然，教师们自己也看到了这些科目的价值，并向学生清楚地说明了这些科目的价值，即使对于那些离开艾格隆后不会继续学习这些科目的学生也是如此。“在物理学中，我们做了很多建模。我们使用的数学建模可以应用于商业、经济学、社会科学和许多其他领域，”鲍斯·里昂先生解释道。

但与艾格隆社区更广泛的联系帮助学生们在实践中看到了这一点。“例如，我们与艾格隆校友举行了网络研讨会，他们凭借化学培训成为了成功的企业家，”鲍斯·里昂先生说。“你会发现学生们有这种‘尤里卡！’的瞬间，他们突然明白‘这就是科学能带我去的地方’。”

学生学习的环境也有助于创造这些灵感时刻。例如，数学系最近进行了一次翻新，创造了一个更加学院化的空间，鼓励学生参与。“我们有一间房间，里面有一个很大的 哈克尼斯桌 沃森博士解释说：“一个是黑板，另一个是甜甜圈形状的黑板，到处都是白板。它确实改变了学生的参与方式。有些人可能因为害怕写错而犹豫不决，但现在他们不再有这种顾虑，因为他们知道可以直接擦掉然后重新开始。”

布罗姆菲尔德先生在这种新的教学环境中也经历了类似的事情。“老师站在前面在黑板上写问题的日子已经一去不复返了，”他说。“现在有了这种设置，学生们都可以看到彼此，并随时准备交流；这让他们觉得自己有发言权，并创造了一个协作的环境。”

2024 年夏季，Aiglon 将翻新一个物理实验室和两个生物科学实验室。学校共有八个科学实验室。第一阶段的开发是 2023 年对化学实验室进行全面翻新。第二阶段将更新物理和生物实验室。到 2024 年秋季，我们将拥有七个完全现代化的教学实验室，并计划在未来几年进一步扩大这一规模。

努力工作会有回报

这种亲身实践、体验式的数学和科学教学方法与我们许多人可能认为的死记硬背截然不同。但它与艾格隆更广泛的教育理念完全一致，而且正在取得成果。 

以高等数学为例。虽然历史上许多学生都认为这门学科“太难了”，但如今，越来越多的学生选择学习它。“我们看到越来越多的学生学习高等数学，”布罗姆菲尔德先生说。“去年我们有一班，今年有两班，明年我们希望有三班学生学习它。”这种模式也在科学系中得以体现，该系一直在为世界上一些最受好评的大学的学生准备 STEM 课程。

这种污名很难打破，但教师们向学生传达的信息很明确：如果你愿意努力，你就会得到成功所需的支持。“我们提醒学生，每门高级课程都很难，”布罗姆菲尔德先生说。“但如果你努力学习，你就会做得很好——而且你会享受其中。”