Most Recent Articles
PBL: Virtual Global Biodiversity Research 虚拟环球生物多样性调查
项目介绍：项目网站：https://duanyp.wixsite.com/biodiversity
Read More礼物
刚刚过去的新春佳节，你收到了怎样的礼物？
礼物，不是一个简单的事物。PRESENT is a special gift.
动画电影《功夫熊猫》中，龟大师（加拉帕戈斯象龟）对阿宝（大熊猫）说了一句话：“昨天是历史，明天是未知，只有今天是个礼物……”很多观众纳闷——逻辑何在？殊不知，英文原作中的龟大师是这样说的：“Yesterday is history, tomorrow is a mystery, and today is a gift…that’s why they call it PRESENT.” 原来，英文单词“Present”有多重含义，作为名词翻译成中文，既有“礼物”的意思，也可用于表达“现在”。
在英文使用者看来，这句台词是很漂亮的双关语，但如果仅用中文理解，可能不仅get不到龟大师的精妙点拨，还会觉得这老龟怎么逻辑牵强，思维混乱？中文世界中，我国宋代朱敦儒写的“领取而今现在”，多多少少表达出了“现在”就是“礼物”的感觉，境界颇可比肩“龟大师”，也难怪朱师别号“岩壑老人”。无论是动画片中龟大师的原型——加拉帕戈斯象龟，还是朱敦儒别号中的“老人”，都给人一种感觉，他们历经沧桑，他们淡然恬静，他们一把年纪……
小时候我听过一个笑话：
一个老人申请当兵。
中士问：多大岁数了？
老人答：六十二岁。
中士说：你应该知道，这个岁数太大了！
老人答：也许当士兵是大了些，可你们难道不需要将军吗？
仅仅走过时间，虚掷年华，即使须发皆白如风清扬，比划两招也还是要露馅的。从小到老是个自然现象，从士兵到将军则是个成长过程，后者是需要“主动不断地在时间流逝中领取而今现在”才可修为而成的。走过很多昨天的人叫“老人”，知道很多答案的人叫“老师”。
为什么当老师？
我是一个年轻的“老”师，从教十年中，我不断被人问起，“你为什么当老师？”我的答案很简单：第一，想让自己变得更好。第二，想让更多人变得更好。
宇宙无边，岁月悠悠，芸芸众生，来了又走，像无风的北京夏日午后，镜面一般凝滞的昆明湖水。我们生活在茫茫宇宙中的一颗蓝色的星球上，地球之于宽广的宇宙，犹如微不足道的一粒粉尘。1977年美国的Eames夫妇制作了一部名为《10的n次方》（Powers of Ten）的影片，镜头从芝加哥的一个湖边开始，视角以10的次方累加，不断扩大，先开始你还可以看到草坪上野餐的人，之后视角持续以10的次方扩大，当扩大到10的24次方时，地球、太阳系、银河系全都变成了微不足道的“粉尘”。
影片的视角虽然放大到这里就暂停了，可是我们的宇宙其实正在加速膨胀呢……还是让我们回到地球上来吧。
“在一块灰暗的石灰岩上，哪怕是有一点微弱的闪光也就足够了。你屏住呼吸，脉搏加快，眼睛闪亮，用锤子轻轻一敲，石灰岩便裂开了——于是就在你的眼前，一个闪亮的贝壳盘绕在岩石上。它与现今存在的海洋贝壳相像，但它可能是1.5亿年以前，甚或是更遥远的5亿年前的海洋贝壳。告诉你一件千真万确的事——你发现的这个贝壳，是第一次被人类的眼睛看到……正是这种刺激吸引着一代又一代的孩子，在悬崖和采石场间攀爬，在海岸和砾石坑中寻觅，引导着他们踏上漫漫发现之旅的，是追寻这个星球，以及生存于星球之上的众生的过去……”
大卫.爱登堡爵士（Sir David Attenborough）在《探寻化石之旅》（Travels with the Fossil Hunters）一书的序言里，对于化石探索过程中的兴奋心情的描述跃然纸上。兴奋如此为哪般？因为触摸化石，即是触摸到了亿万年间的沧桑……人类的历史到底有多长？如果把地球46亿年的演化史比做我们现在的一个昼夜，即24小时，那么人类从出现到今天，则只持续了这一天中的最后半分钟！想象一下吧，到了23时59分30秒，地球上才出现了我们的猿人祖先。人生一世，不过百年，相对于整个地球的46亿年历史和宇宙的138亿年历史，人生，是多么微不足道的一瞬间？我曾在野外考察中，手中摩挲着一块刚刚采到的哺乳动物牙齿的化石长久发呆，感慨着：
谁的眼神可以穿越亿万年
看沧海变桑田
生命是地球最最美丽的赞叹
却只用了一瞬间
凯恩斯（John Maynard Keynes）说过：“长远来看，我们都会死”。你选择怎样对待自己，这只有一次的人生旅程？我的选择是，尽可能充分地参与到这倒计时的生命之旅中。如何充分参与？让自己变得更好，让更多的人变得更好。我当了10年老师，浅尝了这两点。唐代韩愈作《师说》，谓“师者，所以传道授业解惑者也”。在我看来，“传道授业”让我变得更好了，我通过“解惑”让更多的人变得更好了。
想要更好地“传道授业”，就要对所要传授的内容做到精通，为了做到精通，就需要刻意练习。有一次，同组的卓老师问我，你喜欢做公开课吗？我说不是全喜欢，她问，那你为什么做这么多公开课？我说，一是可以逼着我练习，二是虽然公开课的准备很难受，不喜欢，但上完之后的成就感很强，很幸福。三是上公开课的时候，别人给你录像，记录下来你现在玉树临风的青春风采，多年之后拿出来看看，多好的事儿啊？把”现在的自己“记录下来，就是送给”未来自己”的礼物啊。Present is a special gift to the future.
能够为学生传道授业解惑的老师，在韩愈看来是合格的，但我觉得在这之上，师者还要做更高的登攀——教会学生“质疑”。“解惑”是老师解开学生心中的谜团，而“质疑”则是老师让学生主动在心中造成谜团。解惑是学习的结束，往往豁然开朗；质疑是研究的起点，常常曲径通幽。在我看来，当学生能够提出更好的问题，对所学内容进行质疑时，会对当前的学习内容，有更深刻的理解和把握。我在自己的课堂上，硬性设置了15%的平时成绩，来督促学生们提问，只有那些问到我答不出来的学生，才能拿到这15%的成绩。
我的邮箱，时不时地会收到曾经学生发来的邮件，虽然他们早已毕业离开学校，但我们依然联系紧密，是很好的朋友。有一个学生常常会随信发来照片，照片上没有人物，都是自然现象。有北极的冰川，欧洲的郊野，英伦的乌鸦，非洲的夕阳……她在信中说：“因为你在课上讲过，很多生命现象都转瞬即逝，无数自然现象的背后，都蕴藏着巨大的秘密，要善于观察，养成随时记录的良好习惯。这个习惯我一直保持着，非常受益。谢谢你。”这位同学先在英国爱丁堡大学学习地质学，后在伦敦大学学院学习考古学。
去年春节，我在美国开车从加州北部去旧金山湾区，途径伯克利，想到有几个学生在那读书，就提前约了他们吃晚饭。为了省几美元停车费，我特意将车停的离加州大学伯克利分校远远的，当我气喘吁吁地跑到约定地点时，早迟到了。学生们问我怎么回事，我讲清缘由后，他们都笑我，“老师，周末湾区停车免费。”好吧，现在，你们可以给我当老师了。饭局持续的太久，我后来混进郭同学的宿舍过夜，就谁在地板上睡睡袋？谁睡床？我俩进行了猜拳——输掉的我第二天从睡袋中醒来腰疼这事儿，你以为我会轻易说吗？
今年春节前，曾经我所教班级的生物课代表，孙同学开心地和我分享，他已经收到了哈佛大学某神经科学项目的研究生录取通知书。真不敢想象，就在几年前，他还是一个用麻雀做动物行为观察实验的稚嫩小男生呢。
感谢我的学生们，感谢他们和我曾经共度的时间，我有幸和他们共享了礼物——Present——我们“领取而今现在”。
“Yesterday is history, tomorrow is a mystery, and today is a gift…that’s why they call it PRESENT.” 这句话的原作者，叫比尔.吉恩（Bill Keane），出生于1922年，从高中时代起，他就开始为《纽约客》等杂志画漫画作品了，之后成为职业画手，他更是常年笔耕不辍地为媒体绘制漫画。在作画时，比尔常常把自己的儿子格兰.吉恩（Glen Keane）当模特。格兰对父亲的艺术创作耳濡目染，后来成为了著名动画师，协助迪士尼（Disney）公司创作了很多经典的动画片：《小美人鱼》、《阿拉丁》、《美女与野兽》、《泰山》、《风中奇缘》……作为迪士尼“九长老”之一，格兰影响了新一代的美国动画人，这其中也包括《功夫熊猫》的创作团队……
“现在”就是礼物，这个礼物，不是一个简单的事物，因为它孕育着“未来”。
Read More将谓偷闲学少年
今年7月份，纽约时报发表了一篇文章，My Relatives in Wuhan Survived. My Uncle in New York Did Not.（《新冠疫情期间，我武汉的亲戚们安然无恙，我纽约的叔叔遇难了》）作者是饶毅，现任首都医科大学校长。
读到这篇文章时，我对于饶毅教授的损失感到非常的悲伤。在我的印象中，饶毅是一个非常乐观幽默的学者，2008年我在中科院研究生院参加“分子生物学和生物化学”学术夏令营活动，饶毅是讲师之一，他的讲座题目是《科学研究的动力》，他说动力来自三方面：好奇，敬业，求胜。
我同样认为这正是可以推动教师们对自己的教学工作精益求精的三个重要动力。好奇，让我们选择教育，敬业让我们站稳讲台，求胜——并非是要争取比别的老师教的更好，而是胜过自己——要比昨天的自己更好，不断发展，成为最好的自己，教有特色。
不知道在场有多少位老师知道Randy Pausch，或者看过他的《最后的演讲》（The Last Lecture）？
这个暑假，我重新看了这场演讲。Randy是美国卡耐基美隆大学(Carnegie Mellon University)的计算机科学教授，2006年他被诊断患有胰腺癌(pancreatic cancer)，2007年8月，医生非常遗憾地告知他，留给他的时间还有3-6个月。一个月后，Randy登上讲台，进行“最后的演讲”。这是一场非常精彩的演讲，几天前，我在一个国际视频网站上看到，这场演讲的播放次数已经将近2千万次了。在演讲最后，他向全场观众说，其实今天这个演讲我不是给你们讲的，我是为我的孩子们讲的。Randy的三个孩子，当年分别是6岁、4岁和2岁。
假期中我的外祖母刚刚经历了一次与死神的搏斗，发病时她的心率一度不到每分钟20次。抢救之后，医生为她安装了人工心脏起搏器，现在她已经可以和我视频对话了。我的姥姥抚养长大了5个女儿，大女儿就是我的母亲。在姥姥病重之时，她非常恐惧，一直嘱咐身边的人，说一定要在最快时间见到我的母亲——她的大女儿。当我妈妈出现在病床前时，姥姥说：“你来了，我就安全了，我就不怕了。”
我姥姥出生在中国抗日战争时期。她见证了新中国的建立，经历了文化大革命，改革开放，走入了数码时代。中国在过去的几十年中经济快速发展，有些年轻和国外的老师们可能很难想象这个速度有多快。我的童年在北京度过，每周二晚上是没有电的，看书需要点蜡烛。一直到我上小学2年级之前，我和爸妈三人都是挤住在一间10平方米的房间中，使用公共卫生间，条件比我们学校的单身宿舍差的远了去了。
我姥姥有非常浓重的山东口音，我小的时候她从山东老家来北京看我，我们之间的语言沟通常会有问题。有一次，她做了汤给我喝，但因为是刚刚做好的汤，滚烫滚烫的，我喝了一口就向她吐舌头，她问我，怎么了——姥姥当时是用山东话问我：“咋了？”我说，烫！姥姥说，糖？因为山东话中“糖“发“去声“，她以为我想往汤里加白糖，就摇摇头说，“不中不中，喝汤哪有加糖的”。我就加强了音量，再次说：“烫！”姥姥这次抝我不过，就要起身去厨房拿白糖罐子，我更急了，吐着舌头说：“汤太热了。”这下姥姥终于是听明白了，“哦，你说热啊，来，俺给你吹吹”。当时的我怎么也想不到，有一天，曾经对童年的我予取予求的慈爱的姥姥，有一天也会像小孩子那样恐惧地需要子女们的依靠。
另外我们也还可以看到一件事情，我和姥姥都在用中文交流，但仅仅是音调的差异，就让我们的彼此理解出现了错位。这也是我们在未来领导力学校进行教学工作的挑战之一——多语言，多口音，多文化的环境，对教师语言运用的要求更高了。当教师在课堂中教学时，要根据学生的实际情况来选择适恰的语言。
我现在还记的那年在中科院的暑期学校中，身为分子神经生物学家的饶毅教授给我们做讲座时候的开场白，他说：“在过去的几年中，我们研究组一直密切关注着果蝇的色情与暴力。”那场演讲安排在下午第一节课，我正在昏昏欲睡中，一下子就被饶毅的这句话给刺激醒了，顺利听完了饶毅教授分享的他们研究组对于果蝇繁殖和竞争行为的研究成果及进展，至今记忆犹新。饶毅教授的第一本科普著作《饶议科学》出版后，我买来送给我的一个特别喜欢生物学的学生，孙同学，今年春节，我和孙同学在美国波士顿见面，当时由于新冠疫情我的回国班机被取消了，孙同学安慰我别慌，我可以暂住在他在剑桥的寓所中，这个时候的孙同学正在哈佛大学读神经科学的博士研究生。
Randy Pausch，他最后的演讲的题目是Really Achieving Your Childhood Dreams。Randy说，我们今天谈论的话题有关于我的童年梦想，启发他人去追梦，及我的一些人生教训。但我的演讲，不是告诉你去怎样实现梦想，而是你应该怎样生活。如果你以正确的方式活着，那么梦想终归会来找你的。换句话说，假使你不按照正确的方法活着，也许最后你只能按照你的活法想着。
2008年7月25日，Randy走到了他的生命尽头，比医生预测的时间长了5个月。在他生命之旅的最后一段，有的朋友鼓励他：“Randy，你赢了，你从死神手中争取了更多的时间。”Randy不假思索地回答朋友说：“我对赢了死神的判断标准，不是看活的是不是更长，而是要看活的是不是足够充分。死神终归要来，问题是我们在它来之前，要做些什么才算活得充分？”
今天距离Randy的最后演讲，已经过去12年了，看着自己的父亲《最后的演讲》视频长大的Randy的长子Dylan已经18岁了，今年他高中毕业，即将入读芝加哥大学。在他写给母校的感言中，他感谢了学校的课程对他逻辑思辨能力的培养。
通过饶毅、Randy和我姥姥这三个人的故事，我们看到了什么？
灾难往往猝不及防。时间总是捉襟见肘。人的一生，角色会发生转变。从出生时我们需要别人的照顾，到暮年时要别人来照顾我们。
老师们想到了什么？我想到的是教育，好的教育是更安全的避险策略，是充满希望的时间投资，是你自己修炼能够照顾更多人的重要机会。 好的教育需要好的教师提供好的课程。在上学年正式评估课结束后，我和老师们分享过一个话题——人生，又少了40分钟。教师每节40分钟的课程，就是一段微缩的40分钟人生，不仅是自己，也是众多学生们的40分钟的人生。各位老师请扪心自问，您的这段人生，是不是像Randy说的那样，活的足够充分了？您的学生的这段人生，活的是否足够充分了？
我非常喜欢Peter, Paul and Mary乐队的一首歌，叫Puff, The Magic Dragon。对于这首歌，有多种角度的解释，我最喜欢的是直接从歌词的文本出发，把它当做童话来看。歌词写的是一条魔龙和一个小男孩的故事：魔龙和男孩是一对好朋友，他们常常在一起。有的时候他们乘坐鼓满风帆的船，男孩就坐在魔龙的尾巴上四处瞭望。王公贵族们见到他们，会脱帽致意，海盗船看到魔龙来了，也会偃旗息鼓……两个好朋友在一起，共度了很多美好的时光。魔龙其实是童年男孩想象出来的伙伴，当男孩长成男人，停止幻想，魔龙也就没有继续存在的必要了……沮丧魔龙回到了自己的洞里。但男孩成长过程中的这段时光，却会永恒存在。
我们的学生，从幼儿园升入小学，从小学升入中学，从中学升入大学，陪他们走过那些段永恒时光的老师，就像Puff这条魔龙……当我的学生们毕业了，我确实会有类似魔龙的那种失落……好在新的学期仍会开始，新的孩子Jackie还会到来。
给大家看看现实版的男孩儿Jackie和魔龙Puff。这两张照拍摄于12年前，分别是我和孙同学及巢同学的合影，他们当年是7年级新生，我是他们的班主任，正在他们家中进行家访。10年之后的又一个夏天，我们在美国马萨诸塞州的剑桥重聚，孙同学在哈佛读博士，巢同学在MIT读博士。刚才我提到今年年初，提出收留我的孙同学就是照片上这位。在现实中，魔龙Puff的生活还是要更幸福的。
确实如此，我昨天和一名刚刚入职的新老师聊得特别开心。有两个原因：一个是他从美国顶尖的文理学院毕业后选择投身教育，第二个因为他曾是我教过的学生。昨天的小男孩Jackie，今天也变成了魔龙Puff，这不是让Puff更幸福的事情吗？希望我们的老师们，保持童心，保持激情。
我国宋人程颢的诗，用来描述理想的教师的这种可能比Puff, the magic dragon更合适：
云淡风轻近午天，随花伴柳过前川。
时人不识余心乐，将谓偷闲学少年。
新学期开始，祝愿老师们都有一个幸福的学期。
Read MoreSTEM好书的“三大纪律八项注意”
在中国，对于高质量教育的追求一直没有停歇过，即使是在文革十年中，那些追求思维乐趣的学习者们，也仍然为着那些凝结着人类智慧的文本，有着近乎疯狂的迷恋。到农村插队的王小波随身带着奥维德的《变形记》，众人争相借阅，最后这本书也许是被人看没了的……又过了将近半个世纪，现在校园里的学生，对于曾经那种知识沙漠的惨状已经难以想象，他们拥有的，同样是那“看着天慢慢地黑下去，心里寂寞而凄凉，感到自己的生命被剥夺了”的王小波们所难以想象的——随处可见的书店，触手可及的图书，随时可以检索的互联网海量信息……但这一代学习者的烦恼也随之而来，在品类众多的图书中，怎样选择那本最适合你的？在更迭速度如此迅速的信息汪洋中，如何快速锁定自己想要的那条？在琳琅满目理念繁杂的教育理念纷至沓来之时，怎样才能最有效地将其内化为我的？这些拷问，不仅仅是针对学习者个体的发难，也是对于有追求的家长，勤思考的教育者们的追问。如果你针对这些问题，还不具备完美的答案，这时相对于文革时期无书可读的吊诡现状就出现了——生活在信息如此发达的世界，但不具备甄别信息能力的人，就如我们生活在丛林中的原始人祖先，身处富饶，却逐渐饥饿至死。
- 教育的四个层面
学校是解决这个“吊诡”的最佳场所——但不是唯一场所。家庭是解决这个矛盾的最重要场所——但易误入歧途。目下的中国，对于高质量教育的追求变得更加具体，更加理性，更多了反思。但一切又都“像刚睡醒，欣欣然张开了眼……”更多高素质的家长逐渐意识到让自己的孩子具备思考能力，解决问题的能力，动手能力，沟通交流能力，不仅是提高短期功利目标——提高考试成绩的有效手段，也同时是为了自己孩子一生的成功在奠定基础。更多负责任的学校也在尝试落实“授人以渔，而不仅仅授人以鱼。”如果我们把解决“吊诡”的任务分解一下，最理想的状况，应是从社会教育、学校教育、家庭教育、个人自我教育，这四个层面共同发力，步调一致，多快好省地实现教育效果的最大化。从更现实的角度出发，则是学校教育为先锋，家庭教育做提升，社会教育做补充，自我教育持续一生。
我曾在国内顶尖的公立中学教了10年的科学课，这期间做过央视的科普节目，翻译过大众喜闻乐见的科普图书，撰写过为普通民众释疑、轻松活泼的科普小品。最近几年，我以学术主任的身份在参与创建一所教育理念面向未来的私立学校。同时作为一个3岁女儿的父亲，我还是一个终生学习者。我想，基于自己对于社会教育、学校教育、家庭教育、个人教育的观察和思考，尽我的所能，对于如何“身处富饶，逐渐膘肥体壮”，提供一份可供参考的建议。
对于好的教育，教育者最奢望的结果就是让学习者“沉迷学习，无法自拔”。本着这个方向，教师的课，最期待的就是学生没上够，还想了解更多课上学习的有关内容。被教师领进门的学生，迫不及待地，不知疲倦的进行个人修行，才是最令教师欣慰的事情；家长的家庭教育，最期待的就是孩子从心底由衷地亲近自己、信任自己、佩服自己，想成为爸爸妈妈那样的人；社会资源，最佳的存在，就是让人们觉得它最应该存在的形式就是那样的，发达文明的社会氛围可以潜移默化地塑造人性，使人不断向善，向真，向美；个人教育的发生则得益于很多相关因素，也许是一首歌、一个故事、一本书、一个榜样，这是外在的，内驱力则更多地由内化后的个人经历及天性所决定。
- 见树叶，见树木，见森林
讨论完最理想的教育，我们从与学习者关系最紧密也影响最大的两个维度：学校教育和家庭教育，再看一看眼前的现实：好教师难觅，昔有孟母三迁，今有高价学区房。开明的家长和“不开明”的家长，都认为自己是开明的家长（这篇文章能读到此处还继续的家长，多半是真正开明的家长）。我们暂不谈难以调和的现实处境，拨开所有外界干扰的迷雾，作为教师和家长，我们还有没有更简单明晰的优秀教育操作指南呢？有啊，6个字——“选对书，用对书”。书中凝结的是贤者的智慧。我们可以将学习者在学习过程中读的一本书，看作构建学习者智慧大厦的一块砖。那么对于这块砖的质地是否优良，放的位置正确与否，则直接决定大厦的稳定及发展。
作为学术主任，我将校内的课程分为语言、人文及社会科学，STEM，艺术教育，体育，它们彼此在知识，技能，思想层面，都有不同的侧重，共同编织起来，才可以覆盖到学生的美育、德育、智育和体育，这些基础达成的目标，是为了最终让学生具备“创造力”。但无论单独拿出哪一个课程分支，也都会同时关注到学生的“德智体美”。我在介绍如何进行STEM读物该怎么选，怎么用时，为什么在前面铺陈这么冗长的介绍？是为了让教师们和家长们先注意到“教育”这个“森林”是什么样子的，心里对森林有了印象之后，我们再来看一看STEM这棵大树。在教育的过程中，最忌讳的事情之一，就是“只见树木不见森林”。如果继续这个类比，对于STEM这棵大树来说，一本STEM读物，就相当于一片树叶。发现了吗？我带着你抽丝剥茧地看到美好的教育之下，其支持的结构是层层叠叠的，很多教师和家长对于美好教育为什么没有发生的困惑，来源于问题聚焦的层次不对，只有清晰地描述清楚了问题的症结所在，问题才有可能得到改善。接下来，我们就聚焦在STEM读物这片树叶上，但千万注意别“一叶障目不见泰山”。
- STEM好书什么样？
美国科学教师协会（NSTA）这样解释STEM：“STEM的含义远超四个学科（科学、技术、工程、数学）的组合。它是一种独一无二认知和探索世界的方式。STEM是一种包含着科学及工程实践本质的方法，是一种协同着数学、技术和沟通技巧等工具使用的探索过程。对于教育者来说，STEM与我们所处的世界无缝衔接，同时，当教育者们尝试用人文来更好地渲染和展现STEM课程时，STEM就更是无处不在了。”
如果你知道STEM的话，应该对STEAM也不陌生，后者的提出尤其强调了A，也就是“艺术和人文”在STEM教育过程中的重要性，但其实“文以载道”——艺术人文天然就存在与STEM教育中。我在美国达拉斯参加国际技术与工程协会（ITEEA）第79届年会的时候，趁着一个没有会议内容的下午去到达拉斯公共图书馆参加一个面对青少年的STEAM教育活动，彼时STEAM教育的呼声正高，我想看看新理念下的活动有什么新鲜事。活动仍然是制作电磁铁实验，组织和呈现形式比较经典，鲜有出其不意的地方：孩子们看着通了电的弹簧中，一个金属棒像火车钻山洞一样穿过，拍手叫好。讲者趁机解密，引领孩子逐步探索……活动结束后我问讲者，“这个电磁铁实验，在被冠以STEAM活动之后，和之前按照STEM活动来操作时，有什么区别吗？”答案是没有。因为之前的STEM活动中，他们也自然地加入了艺术人文的元素。对于图书馆的工作人员来说，只是把网页上的名字从STEM改成了STEAM而已 。见微知著，好的STEM教育本身就是蕴含了艺术人文的元素的——甚至可以说，没有艺术人文的润滑，STEM教育干脆就无法高效开展。
确系如此，STEM本身包含的四大领域，每一个都可以通过和人文结合，让整体呈现出来不同的魅力。比如说，数学有着自己的语言体系，有自己专门的语汇、数码、符号和运算规则。学习者需要通过阅读来发展自己的算法并理解其底层的运算规则及概念。针对物理学家来说，“微积分学”就是他们的工作语言，一个多世纪之前，牛顿在将物理的语言系统化和条理化的过程中，发展出了微积分学。可见，微积分之于物理学，前者是外显的简单的文本，后者是抽象的复杂的科学，学习者正是要通过微积分这个简单明晰的入口，才可步入深不可测的物理世界。拉瓦锡（Lavoisier）的《化学原理》（Elements of Chemistry）出版于1789年，书中说：任何自然科学的分支学科都要包含三个部分：在这个科学主题中的连续事实，呈现这些事实的想法，以及表达这些事实的语言……因为想法是由语言来保留与沟通的，如果我们没法改进科学的本身，就没法促进科学语言的进步。换个角度看也一样，我们不可能只改进科学的语言或术语，却不改进科学的本身。所以，就像《如何阅读一本书》中总结的：阅读科学的文本，就是观察科学的思想，打量科学本身。工程和技术，最突出的共同点就在于实际操作。
2018年，在美国亚特兰大的ITEEA第80届年会上，我有幸和STEAM教育创始人Georgette Yakman再次见面，我们交换了彼此对于STEM和STEAM教育的看法。她告诉我，其实STEAM中的A，与其说是Arts，不如说是Humanity（人文、人性）。你能想象没有人性的教育吗？好的教育都是富于人文关怀和温暖人性的。巧了，我在那届年会上应邀发表演讲的主题，就是有关于国内当时STEM教育及STEAM教育的一些观察和思考，我对那些只为了贴合名词概念做“拼盘式”STEM课或STEAM课的乱象进行了批评，因为它们都欠缺着Humanity。在演讲中，我也表达了我对于优质的STEM及STEAM教育的追求应该是：用语言，将观察，思考和实践，艺术化地将科学、技术、工程、数学融合在一起，浑然天成而又润物无声。
从优秀的STEM教育中，可以折射出好的STEM读物的模样了：它们应该能帮助读者理解科学的本质；能为读者提供精确的科学知识；能引导读者进入探究过程。换句话说，好的STEM读物应该能让读者：动眼（文本引人入胜又在科学性上适恰于您所考虑的年龄段），动手（训练操作），动脑（促进思考）。我们不妨称其为选择STEM读物的“三大纪律”。美国加州大学伯克利分校的“科学的种子阅读的根”（Seeds of Science/Roots of Reading）项目就专门研究了如何通过阅读和书写来促进科学探究能力。他们归纳的学习模式是：做一做，谈一谈，读一读，写一写。项目组发现，学生通过文本阅读，不仅能增强科学探究能力，还可以增强阅读能力。无独有偶，关注双母语教育的“小海绵”（Little Sponges）项目所研究的学习者从2岁开始。这个项目是力求通过语言习得，结合STEM和艺术及体育，让幼儿获得全方面的发展。“小海绵”的教学实施模式是：看一看，学一学，玩一玩。不难发现，当关注阅读文本和STEM时，仅仅关注“科学家做了什么”是远远不够的，还要让读者知道“科学家是怎么做的”。当你在书店琳琅满目的书架前踌躇，由于哪个才是好的STEM读物时？搬出来我们的三大纪律吧：动眼，动手，动脑。
- STEM好书怎么用？
买书如山倒，读书若抽丝。把握好了“三大纪律”，你的STEM好书会越来越多，但书只有充分使用，才能令其价值得到真正体现。这个过程作为引导学习者的教师或者家长，需要有8点注意。
- 结合诵读
两份分别发表于2008年和2014年的研究报告称，针对于小学学段的学生和幼儿园学段的学生，在阅读STEM读物的时候，适度地结合诵读活动，可以让习得效果更明显。
- 调试比例
随着读者的年龄增长，STEM读物中信息化部分的内容和文学化部分的内容比率，需要进行调整。美国流行的教学标准Common Core Standard中显示，3年级和4年级的学生，在阅读STEM读物时，其文本内容中的信息化部分与文学化部分的比例基本就可以持平了，到了12年级时，STEM读本中的信息化部分的比例建议达到70%以上。
- 父母参与
如果你是教师，可以尝试组织一些学生和家长共同参与的活动，让家长参与到学生的STEM文本阅读中。如果您是家长，那么建议您主动和学生一起动手操作，一起讨论，一起查资料，一起分享思考的喜悦。
- 把书读薄
在阅读完相应的STEM读本之后，可以让孩子当老师，给您讲一讲。书中科学家做了什么？科学家是怎么做的？这个孩子用自己的话讲述的过程，对他的思维能力、记忆能力和表达能力，都是极好的培养。这个过程还能让孩子自己体会科学的精神，自己归纳科学研究的特点等等。其宗旨就是把书读薄。
- 把书读厚
要想让孩子把手中的STEM读本读厚，尤其需要教师或家长的引导。千万不要忘记了我们前面讲到的教育的四个层面（希望你没有被一叶障目）：社会资源，学校资源，家庭资源，都可以和相应的STEM读本结合，把文字和图画呈现出来的工程指给孩子看，那是建筑楼房的脚手架，那是水泥搅拌机……教师可以设计STEM游学，家长可以考虑STEM旅行，经常去拿着STEM读本去与书中介绍内容相关的天文馆、科技馆，你能发现孩子马上就能学以致用，如此这般，不断积累的成就感，会更鼓励孩子认真地阅读STEM读本，这就是把书读厚。
- 螺旋上升
校内的教师更易采用这个策略，根据整体的学校课程，可以尝试在进行更进一步知识讲解的时候，让学生回顾读过的相关STEM读本。家长也可以有意识地设计系列性阅读活动，让学生的STEM阅读更成系统，杷梳知识网络，构建智慧大厦。
- 善用媒介
有一些人把电纸书、电脑当做消弭纸质书的洪水猛兽，其实大可不必。它们各有优势，完全可以优势互补、相互结合。当STEM读本中介绍到的知识过于远离学生的生活实际和学习实际时，教师或者家长可以尝试用视频或图片，为孩子提供相关知识更立体的认知机会。
- 按图索骥
当孩子手中的STEM读本读完时，可以尝试引导他去寻觅更深入或者更全面的相关读本，注意培养他这个意识。我们最后期待的目标是，让孩子对于STEM的学习沉迷其中，欲罢不能。
- 经典范例
说了这么多，我们可以操作一下了。你眼前的这一套STEM读物，就是完全吻合STEM读物“三大纪律，八项注意”的范本。适合于小学生。教师，家长可以发现，这套图文并茂的图书中，既有知识，又有故事，还有操作方案，让读者可以动眼，动手，动脑。每一册都开宗明义先分别给出“科学、技术、工程、数学”的清晰定义，之后是具体的实例的展开，这个过程，匠心独运地安排了很多有趣的动手活动，同时还有相应学科的具体职业介绍。作为一个专业的教育者，我自己在阅读这个系列丛书的时候收获满满，惊喜不断。
比如，通过阅读我知道有些环保包装竟然还有种子，当被丢弃到土地中后，就相当于播种了。编写代码这个枯燥的操作，在书中被描述成了做三明治，说实话，这是我第一次流着口水阅读编程方面的书。在技术分册中，我可以结合很多生活中的实际场景进行思考，总有恍然大悟的感觉——你知道微波炉中的盘子为什么要转吗？去书中找答案吧。
在数学分册中，作者通过简单的破译密码游戏让学生明白了加密的本质。整理表单及做蛋糕的工序，都是平中见奇耐人寻味的活动材料。科学分册中则会带着你穿过“电闪雷鸣”，玩一玩“影子魔术”。
由于工作之便，我把这套书发送给了我们学校STEM组的老师们，他们很是兴奋，有很多老师直接就将这些书中的内容用在了自己的课堂上。我计划在将来，专门安排出一些课时，让全STEM组的教师统一使用这套书籍，为学生在进行STEM教育启蒙时，有一个准确正宗的开始。
这套书来自英国，一个博物学教育和STEM教育皆异常发达的国度。英国皇家学会每年圣诞节的时候，都会针对小朋友们开设专场的科学表演。在我观看2018年表演视频时，居然隔着屏幕激动到想要流泪。一个小小的剧场，3个小时的活动，主持人居然展示了高头大马、鸸鹋蛋、鲨鱼、果蝇、大猩猩、孕妇……这是大不列颠式科普的传统，早在百年前，皇家学会的科学家们就已经在这样做了。这些看似繁琐的付出，最终都会得到加倍的回报，因为他们将智慧的魅力展现给的是孩子们——这个世界的未来。
我相信，这套来自“关注未来”国度的STEM读物，可以给你更多的惊喜，你的收获会远远超过它小小的体量，因为阅读完全这篇文章的您，已经知道如何从8个点，去攫取书中更多的养料了。
Read More
不“跑”寻常“步”
你有没有想过，如果大家双手着地，像四足动物那样，“手脚并用”进行赛跑，那场景该有多奇特？其实，奇特的是只用两足奔跑的我们。在哺乳动物中，人类是“特立独行”者。体型上接近人类的猩猩、猴子，和站姿上类似人类的袋鼠、跳鼠，即使在跑道上输红了眼，也只能采取两足“蹦跳”的方式加快速度——更适合它们的竞赛项目是体操和跨栏。
你可以很轻松地完成“奔跑”这一活动：双脚有规律地依次蹬地，有一段时间两脚同时离开地面，身体依靠惯性悬空向前，再依次蹬地，如此重复，实现水平方向上的快速移动。在竞走比赛中，你如果看到有选手双脚同时离开地面，那就算犯规了。四足动物的奔跑有什么规则吗？科学家规定：当四足动物保持一定的速度向前运动时，以任意一个时刻为起点开始计时，当动物再一次重复起点的姿势时，计时结束，这段时间被称为一个“步态周期”。当动物每只脚接触地面的时间，少于“步态周期”的一半时，则为奔跑；超不过，则为行走。
动物的行走易被观察，但奔跑就难了。最初的研究只能根据查看动物的脚印和倾听脚步声来分析它们是如何奔跑的，但，耳听为虚……终于，在1877年前后，一个在美国生活的英国摄影师，埃德沃德.买布里奇（Eadweard Muybridge）让人们眼见为实了！他把多台照相机一字排开，拍摄了一组四足动物的杰出代表——马，奔跑过程各个瞬间的照片（图1）。
图1：买布里奇的《奔跑中的马》
来源： http://en.wikipedia.org/wiki/File:The_Horse_in_Motion.jpg
买布里奇用这种连续拍摄的方法制作了多种四足动物奔跑过程的系列照片，研究人员们进一步发现：四足动物的奔跑方式并非一致，大体可以分为“对称式”和“非对称式”两种。脊椎具有良好弹性的哺乳动物在飞奔时，大多采取“非对称式”，即落地时两前肢与两后肢交叉蹬地，腾空后前肢与后肢朝相反方向展开。它们的脊柱像一张强有力的弓，将自己的身体不断往前弹射出去。这种奔跑方式能提供更快的速度和更大的跨距。（图2）
图2：奔跑中的灵缇犬（美国称“灰狗”）
来源：http://en.wikipedia.org/wiki/File:Greyhound_Racing_2_amk.jpg
脊椎僵硬的爬行动物在奔跑时，多采用“对称式”步态，有点像我们人类走路“走顺拐”（同侧的手臂和腿摆动方向一致）的感觉。但有一些体型小、身体灵活的鳄鱼，在危机时刻，也会不顾自己的“水桶腰”，玩了命地采用“非对称式”撒丫子就跑。路况、天气，甚至心情都能影响奔跑——你也一样，考了好成绩会一跑一颠儿的往家赶吧？
在自己的近亲，哺乳动物中，人类未能觅到更多“两足奔跑”的知音，但在远亲爬行类动物中，却发现了相当多的同好。白垩纪时代的霸王龙、巨齿龙等大型爬行动物虽然已经灭绝了，但现存在地球热带沙漠中的一些小型蜥蜴，追捕起猎物来，那快速摆动的双腿，维持平衡的前肢，俨然是当年那肉食性恐龙捕食的微缩影像回放。而对南美洲热带雨林的江河附近生活的一种“王蜥蜴”来说，两足奔跑都不算什么稀罕事儿了，它甚至可以凭借自己的双足在水面上两足奔跑，是名副其实的“水上漂”（图3）。
图3：王蜥蜴 （Basiliscus basiliscus）
来源：http://www.mortalkombatonline.com/content/user/showpicture.cds?id=8699
你是否注意到了，我们在鸟类中能更容易地找到“两足奔跑”的志同道合者，比如鸵鸟、鸸鹋（图4）、走鹃（图5）……如果你知道鸟类是由恐龙演化而来的，就不觉得奇怪了。“不跑寻常步”的幸运儿们解放了前肢，可以做更多的事情，幸运的你不就正是用这双不必参与奔跑的前肢，将杂志捧到舒服的位置，把这篇由我的前肢写下的故事读完的吗？
图4：走鹃 Geococcyx californianus
来源：http://en.wikipedia.org/wiki/Greater_Roadrunner
图5：鸸鹋 Dromaius novaehollandiae
来源：http://en.wikipedia.org/wiki/Dromaius_novaehollandiae
2011年3月15日 一稿
2011年3月17日 二稿