馮丹沁
在江蘇省天一中學,有著許多興趣趨同、學習意愿強烈的科技愛好者,學校將他們按學術領域的不同組建成13個科技社團,統稱“天一科學院”。學校參照蘭祖利豐富教育模式的三類活動,因地制宜地規劃了“三類豐富教學課程”,為這些科技社團的組建、相關學術領域的基礎培訓、基于真實問題的各類挑戰性項目研究搭建平臺、創造條件。
一、激發興趣,組建科技社團群
讓學生直面各類新概念、新課題,內容包括各類參觀、實地走訪、書籍閱讀、網絡活動、專家講座、成果展示等活動,激發學生對某個或幾個科技領域的興趣,為組建科技社團群服務。其中最具特色的有:
一年一度的科技節。科技節在我校成功舉辦了21屆,已成為各學科組、各科技社團展示成果、凝聚學術團隊的大舞臺。科技活動項目數超90個,參與師生人數超4000人次,獲獎人次超800人。活動還邀請高校教授、企業工程師來開設科技名人課堂,邀請大學生科技社團來校技術交流。每次科技節一般能收到200份創新方案,其中有價值的獲獎方案均會落實后期項目孵化。
一年一度的科技夏令營。夏令營舉辦了兩屆,已成為各科技社團優秀會員學術成果展示與評定、表彰與獎勵、會員招募的盛宴。一月一次的指導、優秀科技社團獲獎證書、社團自主活動公共獎金的頒發、精彩的科學素養培訓講座、自主研究活動項目的選擇、天一院士與天一工程師的評選、優秀會員代表的發言、13個科技社團的學術榮譽獎證書與紀念金銀獎牌的頒發、還有喜氣洋洋的閉營儀式、國際一流高新企業的走訪考察與聆聽體驗,學生們盡情享受著全新的科技人文大餐。
二、培育基礎力,為學生發展奠基
著力培養學生五個方面的技能與素質:一是認知和情感技能,二是意志力,三是學習技能,四是使用高層次的資料查找、引用方法與開展研究的技能,最后是書面、口頭和直觀形式的溝通技能等。其中最具校本性的有:
學術基礎培訓課程。“天一科學院”包含工程研究院、信息研究院、模型研究院、物理研究院、生物研究院、化學實驗研究院、智能研究院、3W網絡工作室、視頻研究院、電子研究院、天文社、礦石愛好者協會、魔方社等13個分院。每一個分院(即科技社團)均配有一個創新實驗室作為活動基地,每一個科技社團活動基地就是一個學術研究領域,既可以面向全體學生定時或預約開放,也可以開展相應科技社團的系列活動、專業性校本選修課、學術性課題研究活動等。每個進入創新實驗室活動的學生必須通過基本的社團基礎培訓(校本選修課),領取自主活動合格證書后才能自選項目學習。
技術整合課程。學校在高一高二試點進行每周2節課連排的“通用技術+信息技術+研究性學習”一體化課程整合。試點的核心內容,就是通過對原有教學內容適當的壓縮、重構、重組,梳理出“設計圖樣與模型制作”“信息獲取與加工”“設計一般過程”“信息集成與網站開發”“結構與設計”“系統、流程與控制”六大核心內容進行更新與拓展,并滲透部分研究性學習課程內容,構建重基礎、多樣化、綜合性、選擇性的技術課程結構,倡導分組式學習的課堂組織形式和項目式任務驅動的教學方法。
具體做法就是以現有教材為基礎,積極探索和創新開發基于“6+5+N項目”的任務驅動教學方式。這里的“6”是指每個學生必須參加的,為六大核心內容配套的研究活動項目;“5”是指五個新技術選學項目,學生可根據自身興趣及職業取向選定;“N”是指學生自主發現問題、自行申報的許多個性化研究項目。基于必修課堂的新技術選修課程,讓學生粗略了解新技術領域的項目研究,培養學生學術研究的興趣,為后續個性化的挑戰性項目研究打基礎。目前成功開設的有趣味電子技術(電子類工程作品)、智能機器人技術、CAD數控技術、圖形圖像設計技術、微電影技術,均是基于生活中工程類真實問題的研究與解決。
三、提升創造力,為學生展翅搭臺
學生要像真正的專業人員那樣去實實在在地解決生活中存在的問題,主要面向部分優秀會員。其中最具挑戰性的有兩大項目。
E學習自主研究項目。在E學習自主研究平臺上,有三類不同層級的、基于真實問題研究的挑戰性項目,前兩類均由各科技社團老師聯合社會力量共同開發。第一類是數百個已解決問題的項目庫,含盡可能多的解決問題參考資料,供學生選擇模仿并進行革新創新。如東南大學大學生挑戰杯得獎項目籃球運動娛樂器,內容涉及電子、機械、編程、單片機技術等。第二類是近百個老師有能力指導但未提供解決方案的項目題庫,只有研究方向,需要學生從零開始,收集資料→明確科學問題→明確項目研究課題→建立和使用模型→設計和實施調查研究→分析和解釋數據→利用數學和計算思維→建構科學的解釋→設計項目解決方案→基于事實的討論→獲取、評估和交流信息→最終不斷優化并實施解決方案。如校園微風力發電系統、校園科技景點、校園太陽能洗手池等。第三類則完全由學生自主發現問題,并通過E項目管理平臺實施,內容含項目征集、項目申報(通過能力測試幫助建立學生檔案、幫助學生選擇最佳研究項目)、項目審批(可行性論證)、項目研究過程提交(通過豐富個性化數據庫、幫助學生根據模板來設計項目、形成學生全方位才能檔案)、項目成果評比與獎勵、資源支撐系統等板塊。
中外科技合作交流項目。《低成本垂直軸風力發電機研制》項目,是我校與英國斯伯丁文法學校、康明斯公司聯合完成的。兩年中雙方同步組建電子、機械、商業三個學生研究小組,通過專題網站合作研究,成果共享,共同經歷了一個科技項目從零起點、資料收集、項目分析論證、項目設計到項目開發、零部件采購及創作、半產品集中于天一中學聯合組裝、調試的系列研究過程。“月球隕石坑研究”、“隕石坑模擬實驗與形制研究”、多國天文合作“月地測距”三個項目,是我校與英國瑞德克里夫中學聯合開發的,兩校師生三度互訪進行項目研究和交流活動,在特殊的學科領域,學生通過跨國交流和跨學科研究提升了國際視野、綜合研究能力,并合作撰寫了學術論文發表在國際教育期刊上。
(作者單位:江蘇省天一中學)