在北京天悦学校的科学课堂里，孩子们获得的不仅是关于科学的知识，更重要的是老师将引导学生养成科学的思维、科学的态度与方法。天悦的科学课程涉及物理、化学、生物、天文、地理等多门学科。学生从这些科目中学习一个主题进行探讨，包括活生物体，栖息地，物质状态，力学，细胞，代谢，电磁，进化，营养，周期，行星，原子，元素，化学反应类型，速度，植物生命周期，克隆，基因治疗，干细胞等等，包罗万象。教学内容设置除了基于大纲要求外，也会根据不同年龄段学生的兴趣与时代的需求进行调整与丰富。学校会给予教师一定的教学自主权，老师可以根据不同的侧重点和进度选择不同的补充资料，可以尽展其能，把课上得自然生动，引人入胜。
每个北京天悦学校的孩子都将被视为独一无二的，当然孩子们的学习风格也不尽相同。因为天悦的教师不会单单采用同一方法进行教学，还会在科学课堂内融入音频、视频、现场演示、专家讲座、实地考察、科学思维导图，以便帮学生找到最合适自己的学习方法。比如在开始主题导读前，先为学生解读一些关键术语和与主题相关的词汇，就能帮助英语比较薄弱的同学克服对生词的恐惧。
北京天悦学校的科学课强调理论与实践的联系，着重培养学生理性分析及批判性思维演绎的能力。通过简单的实验，教师可以启发学生对学科的兴趣，并引导他们如何建立假设、设计实验、验证实验并支持这个理论。举个简单的例子：如何测量PH值，并非只有传统的试纸实验。天悦的老师可能会摆出很多不同口味的酸奶，让学生一一尝试，首先假设不同口味的酸奶PH值不同，下一步就要通过学生亲自设计实验来验证这个结果了。这个实验看似简单，却贴近生活，不会让学生觉得科学高高在上，遥不可及。
当然，北京天悦学校的科学课也并非仅仅是局限于“理科”范畴，关注全球问题，培养世界公民意识也是科学课堂的重要组成。例如讨论改变医学领域的抗生素的发现及滥用或克隆技术的发展和应用等有争议的话题，也是帮助学生提高沟通能力，以及深化每个单元主题学习的有效途径。天悦的学科之间是有机关联的，能否有效、简洁、准确的传达科学的想法和信息都是科学课程不可分割的部分。特别是在小组协作的项目上，学生需要与导师、组员进行大量沟通，并通过语言、多媒体、文字等介质将研究成果呈现大众。
科学有别于其他学科最关键的不同在于，教学是以事实与学生的心智发生联系。过去的十年，人类科学发展的重点在于创新，在于改进。通过对科学的学习，北京天悦学校为学生们提供了一段寻求真理的过程，提升他们的认知修为，引领思维的发展与稳定个性的形成。正如同在哈佛流传的那句校训：“人的成功除了能力以外，更重要的是思维方式”。
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