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科创STEM校本课程的构建与实践研究
【摘要】为做好科创STEM教育,培育创新型、技能型后备人才,我们通过组建科创STEM社团,组织开展科创STEM项目创作活动,在实践研究中我们不断整理和完善科创STEM课程,并提炼为“创·慧”课程,课程创新培养目标设计为创新入门阶、叠加创新阶、产生创新阶三个培养阶段,课程内容有创意类作品和实物类作品两种,按能力进阶分为基础篇、提高篇和创新篇。我们在科创STEM教育的实践研究与探索追求,得到了专业成长与发展。
【关键词】中学;科创STEM;“创·慧”课程;科创作品
一、科创STEM教育现状
近年来,东莞市深入贯彻新发展理念,经济社会发展取得了历史性成就,成为全国第15个地区生产总值超万亿元、人口超千万的“双万”城市。东莞所取得的卓越成就,跟东莞一直以来坚持制造立市,推动制造产业由大到强的战略思维和坚持科创强市的战略谋略密不可分。据统计,2022年间,东莞市一定规模以上工业企业12778家,实现工业增加值从十年前的1978.13亿元增长至5187.03亿元。制造产业的由大到强,离不开科技创新的支撑,所以,东莞在坚持制造立市的同时,也将科技创新摆在突出位置,深入实施创新驱动发展战略。2022年,东莞市提出未来5年发展新思路,将“科技创新+先进制造”定义为城市发展特色。科技创新,将为东莞制造提供更加强有力的支撑,也将为东莞打造成广东高质量发展名片赋能增效。随着东莞迈上“双万”新起点,打造东莞科创制造强市,推动东莞高质量发展,其背后是大量的技术型、创新型人才的支撑,创新技能型人才需求量将逐渐增大。作为一名东莞市基础教育学科的科技教师,关注学生的核心素养发展,落实中小学综合实践活动课程标准(2022年版)所提出的聚焦核心素养,设立跨学科主题学习活动,加强学科间相互关系,带动课程综合化实施等要求,培养技术型、创新型后备科技人才,我们责无旁贷。
为了培养科技特长生,东莞市万江第二中学(以下简称“我校”)召集物理、信息技术、数学、化学等一线骨干教师,组建科创STEM教研团队,每学年在初一、初二年级遴选一批在创新制造、美术设计等有特长爱好的学生,加入到科创STEM教育社团,开展科创STEM创作活动,组织社团学生积极参与各级科技类竞赛,取得了一定成绩,培养了一批科技特长生,积累了一定的经验。为顺利开展科技教育和指导学生创作,科创STEM教研团队根据本校实际,通过开发、编撰等方式,整理了一些科创STEM课程案例用于教学使用。但由于经验不足,这些课程案例存在诸多问题,如课程进阶目标不明确、框架结构不科学、内容设计不合理、课程进度不清晰,导致课程特色不明显,课程的教育服务功能大打折扣。同时,由于教师之间的跨学科协作研究意识不够,导致我校科创STEM教研团队的创新意识、大局意识、执行力都有待提高。基于此,如何利用学科骨干教师的师资力量,发挥其技术优势,构建本土特色的科创STEM课程,使课程更好地服务于本土科技特长生的培养,并在课程的构建与实践之路上成长为一个团结协作的卓越团队,成为我们亟待研究解决的问题。
二、解决问题的主要方法和措施
我们分析存在问题,提出针对性解决问题的主要方法与相应措施,具体如下:
(一)加强科创STEM科研团队建设,强化跨学科合作意识,增强团队凝聚力
我们优化了科研团队组织机构,推选优秀骨干教师担任科研组长,凸显能力担当,挑选各学科优秀骨干教师担任成员。科研团队组织机构如下表1所示:
团队负责人先后获广东省科技教育名师工作室主持人、广东省综合实践活动学科带头人、东莞市综合实践活动学科教学能手和镇街综合实践活动学科带头人等荣誉称号。团队成员大都是市级教学能手或街道级学科带头人、各学科骨干教师,经过重组后,科创STEM科研团队力量得到增强。
我们在重视跨学科合作意识培养,增强团队凝聚力的同时,强调学习与实践。我们遵循“实践—认识—再实践—再认识”的规律开展科创STEM实践与探索。
(二)科学设计课程进阶目标,构建课程结构和体系,不断开发、充实和完善课程内容,优化课程资源,提炼课程特色
我们整合已有课程资源案例,根据课程内容进行目标设计,并在实践创作活动不断开发、充实和完善课程内容,夯实课程体系。
1.课程阶段培养目标规划。我们根据多年以来在科创STEM教育中得出的经验,依照循序渐进的原则,从易到难设计阶段培养目标。我们的社团培训周期为一个学年,按能力进阶从易到难把课程创新培养目标设计为3个阶段( 图1 ),第1阶段为入门阶,我们称为创新入门阶,主要培养创新意识,唤醒创新潜能;第2阶段为叠加创新阶,让学生在不断重复的创作中,叠加新的功能,以实现新的创意;第3阶段为产生创新阶,期望学生在反复的创作活动中,能推陈出新,实现发明与创新。我们要求学生起码做到第1、2阶段,第3阶段尝试去做到。
2.课程结构与体系。我们把课程定义为“创·慧”课程( 图2 ),课程体系按能力进阶划分为基础篇、提高篇和创新篇三大类,分别对应课程创新目标培养三个阶段。
从图2中可看到,“创·慧”课程基础篇是创新入门阶,主要安排创意类课程,此阶段约需20个课时,每周2个课时,一共约需10周左右。提高篇是叠加创新阶,安排实物类课程,主要用纸材料进行科技STEM小作品创作活动,因为纸材料便宜,成本低廉,此阶段约需30个课时,每周2个课时,一共约需15周左右。创新篇是产生创新阶,安排实物类课程,主要用纸、木材料和其它电子配件材料进行科技STEM小作品创作活动,此阶段约需20个课时,每周2个课时,一共约需10周左右,此阶段指导教师最大的期望是学生们能在反复的创作活动中,推陈出新,发明或创造出新的作品。
整个“创·慧”课程授课周期为一个学年,跨越两个学期,共分三个阶段,培养对象是初一、初二年级对科技创新有特长爱好的社团学生。
3.课程内容构建图。“创·慧”课程创作的科创STEM作品有创意类作品和实物类作品两种,按能力进阶分为基础篇、提高篇和创新篇三大类构成,具体结构如图3所示:
以上课程的具体实施,很好地培养了学生的创新思维,学生的核心素养得到了发展和提升。如下面这款由社团学生创作的创意作品“老人便携手环和创新机器人”(图4),荣获2022年东莞市中小学创客嘉年华活动设计未来项目初中组一等奖。可见,“创·慧”课程的实施,对学生创新思维的培养有很好的促进作用。
(三)制定课程活动相应标准,课程内容贴近生活实际
我们对课程活动内容制定相应标准,尽量贴近学生生活实际,同时基于成本考虑,活动所需求材料都是身边容易获得且较为廉价的纸、木板或其它简易材料。我们基于学校的宏观规划,引导学生以小组合作或家长协助的形式,从学习、生活、家庭或社会环境中提取灵感,通过创意的想象和艺术加工,制作创意作品或项目作品,形成一个个兴趣盎然的活动主题或项目课程。
我们在设计课程和任务生成(图5)时,主要基于以下因素考虑:一是课程既要适合学生现有认知水平又有一定的挑战性;二是既符合时代创新发展要求,又有助于拓展学生的经验和视野;三是课程还要符合“体验性、开放性、趣味性和融合性”的设计标准。
三、科创STEM课程的创新表现
(一)理念创新
1.课程理念创新。我们提炼形成了“创·慧”课程。我们对“创·慧”课程的内涵定义,是在“创”“慧”两字的本义基础上适当引申、扩展,并赋予其课程的意义与价值。“创”赋予“创新、创造、创意”等涵义,“慧”赋予“智慧、聪慧、颖慧”等涵义。
我们的课程是跨学科基于项目的创新实践课程,既强调了课程的核心任务是培养学生创新思维、创造力、创意想象力等核心素养,又体现了课程根本目的是培育学生的智慧、才智和能力等素质。我们在“创·慧”课程的实践活动中,组建万江二中科创STEM实验室(图6),通过实验室组织科创STEM教育社团学生,开展科技教育创作活动,组织师生参与各级科技类竞赛,取得了一系列成果,达到“创·慧”课程的核心任务和课程根本目的的培育要求。
2.创作理念创新。我们总结形成“千纸百慧”创作理念。“千纸百慧”,顾名思义,“千纸”指作品制作所需的各种纸种类多,“百慧”指每个“慧”作品体现了百分百的智慧,或满满的智慧。
我们在实践创作时,因社团学生人数比较多,活动所需耗材量较大,而我们的活动经费有限,难以支撑费用较大的课程项目。在实践活动中,我们发现用纸材料创作项目作品有很大的优势:
(1)纸材料成本低廉,材料容易得到。在科创STEM社团创作活动中,因参与的学生成员较多,材料消耗是要考虑的重要因素,采用纸材料开展项目教学,纸材料便宜,成本低,可以节省一笔不菲的开支。
(2)纸材料对场地要求不高,随处都可以开展活动。如,开展“纸火箭的制作与定点打靶”“纸飞机的掷远飞行”等科创实践活动,可以在操场或其他空旷的场地进行;“纸船承重”,有一盆水和一些小石头就可以开展活动;“彩色小龙舟”“未来智能停车场”等STEM项目创作,社团学生还可以把活动任务搬到自己家里进行。
(3)纸材料可以做到手脑并用,培养巧匠。社团学生在开展纸材料创作活动中,因为材质便宜好用,可以随意发挥想象,大胆创作,激发创作兴趣,同时刺激手脑,学生在创作过程中,不知不觉就练就了一双灵巧的双手。
正是因为纸材料具有以上三大突出优点,我们的科创STEM项目课程开发更多地选用纸材料,少量采用其它材料,既取得效果又减轻了费用。
(二)教学模式创新
我们把项目创作过程提炼为“创作五步”合作式科创教学模式。“创·慧”课程的研究,是围绕项目展开的,每个项目的开发都基于一定的目标,遵循现实中存在的问题,从“发现问题——明确目标——实践创作——分享评价——总结反思”五环节去进行项目创作,我们称之为“创作五步”合作式科创教学模式(图7)。
五个环节联系紧密,形成一个良性闭环:活动背景,产生研究问题的发现环节;明确目标,明确活动的指导方向;实践创作,引导学生动手合作,在做中学、做中思的实践环节;在探究中交流,在交流中评价的分享评价环节;总结反思,总结项目的成效,反思团队的不足,以促进更大的收获。项目创作五步流程,培养了学生科学思维,使学生像科学家一样思考、研究问题,像工程师一样设计、实践并解决问题。
(三)内容创新
“创·慧”课程内容是由科创STEM教研团队在社团教学中不断开发、充实和完善,遂渐积累的,课程内容来源于我们的学习、生活、家庭或社会环境,并通过一定的创意设计和艺术加工,积累形成一个个兴趣盎然的活动主题或项目课程。课程的形成与应用,加强了对学生创新思维的培养,强化了创新技能训练,培养了学生的创新实践能力,促进了学生创新素养的培育。
我们在指导学生进行作品创作活动中,立足于“创”,引导学生运用巧手,发挥想象力和创造力,大胆进行创作活动,制作创意“慧”作品,唤醒创新潜能,体验用简单工具、简单材料创造复杂产品的过程,感受劳动创造价值,体会平凡劳动中的伟大。
四、专业成长与发展
科创STEM“创·慧”课程的实践研究,促进了教师的专业成长和跨学科知识融合能力的培养,增强了学生们项目意识、创新思维和创新能力,有效培养了科技特长生,规划了学生的职业生涯意识。
在“创·慧”课程的构建与实践研究过程中,教师们深入开发与整理科创STEM课程资源案例,拓展了教师们的技能领域,提高了教师们的课程研究能力和教学能力,增强了创新意识、大局意识和执行力,大大提高了教师们的合作精神,促进了教师们关系的融洽发展。师生们在社团活动中,因共同的目标追求也容易建立起亲密的师生关系,促进了师生们关系的融洽发展。
参考文献:
[1]周少明.综合实践活动基地课程资源开发的策略与实践研究[J].教学与管理,2015.
[2]郁旭峰.学校主题性综合实践活动的设计与实施[EB/OL].https://www.doc88.com/p-215753163293.html?r=1.
责任编辑 陈 洋



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