杜春燕

[摘 ? 要]課程是培養學生核心素養的重要載體，其中科技創新課程是培養學生科學素養、創新精神和實踐能力的重要路徑。通過開發與實施“納米防曬化妝品創新課程”，對基于科技創新項目的校本課程開發與教學模式開展行動研究，歸納出包括科學性、可行性、實踐性在內的科技創新課程開發原則和任務驅動型的科技創新課程實施模式，為更多學校開發與實施科技創新課程提供參考。

[關鍵詞]科學素養;科技創新項目;校本課程

人才培養是教育的本質要求和根本使命，衡量中小學教育質量的第一標準就是人才培養水平，培養什么人和怎么培養人是其核心問題。推進青少年科技創新人才的早期培養，開展科技創新教育，培養青少年的科技素養和創新能力是落實立德樹人根本任務，促進青少年全面而有個性發展的內在要求[1]。

一、中小學科技創新校本課程

的開發與實施背景

課程是培養學生核心素養的重要載體，構建適合學生科技創新素養發展的課程體系，是培養學生科技創新思維，提升學生科技創新能力的關鍵[2-3]。

目前，中小學校本課程尤其是科技創新課程的開發與教學呈現兩種趨勢。一是單純依靠高校、科研院所或者各類教育機構，課程內容涵蓋最新的熱門科技話題如物聯網、人工智能等。但深入分析發現，這些課程缺乏真正動手實踐和探究的內容。二是完全依靠學校教師，有些學校更是將校本課程開發與授課的任務安排給教學工作相對輕松的非高考科目教師或其他行政人員。受教育背景所限，以這種方式開發的校本課程通常圍繞個人專業或特長，難以實現培養青少年科技素養、創新精神和實踐能力的目的。當然，越來越多的教育專家、學者以及中小學校長和教師認識到了科技創新課程在培養學生創新能力方面的重要性，開始實行科學教育改革，將科學教育課堂移至科技館、博物館等各類專業場所或者專業實驗室，通過各類實踐活動讓青少年理解科學，感受科技創新[4-5]。但是這些更多還是停留在實踐活動層面上，學校應該在科技創新課程開發方面投入更多的人力、物力和財力，確保科技創新課程的數量、質量和實施效果。

二、源于科技創新項目的

校本課程開發思路與原則

科技創新項目，在此是指青少年個人或者小組在專業導師指導下完成的科學探究小課題。近年來，國家對培養青少年科技創新能力高度重視。教育部出臺的《普通高中課程方案》將研究性學習納入國家必修課程計劃，越來越多的青少年參與到科技創新活動中。以北京市第三十五中學為例，每年有近300名學生參加科技創新課程，分小組完成科技創新項目，平均每年完成一百多項科技小論文或報告。這些成果涉及多個科技領域，且很多與現實生活密切相關，非常適合用作開展科技探究項目的基礎課程素材。

研究表明，通過源于科技創新項目的課程開發與實施，能夠豐富校本課程資源，充分調動學生的參與熱情，更好地提升學生的自主探究意識和創新能力。然而需要注意的是，科技創新項目與科技創新課程具有較大的不同。科技創新項目是由學生個人或小組完成，注重創新性，通常涉及較多的高于高中學業水平的理論知識和實驗操作內容。而科技創新課程作為一門課程，要面向更多的學生，要有相對明確的教學目標和內容。而且考慮到學生知識水平的差異，需要進行學科基礎知識的普及。因此，科技創新課程在內容設置上需要遵循科學性、可行性、實踐性的原則，以保障學生的參與度。

1.科學性。基于科技創新項目的課程開發要充分提煉項目中的科學知識和原理，并將其與中學學科知識進行整合，搭設學生學習的臺階，避免跨度太大給學生造成過重負擔。如筆者在“納米防曬化妝品創新課程”開發中，將納米材料與學生在高中化學課程中學到的“分散系”“膠體”的概念聯系起來，讓學生認識到納米材料其實已經學習過，消除學生的陌生感和恐懼感。

2.可行性。科技創新項目中的實驗內容相對較多，且有些實驗耗時較長。為了符合課時安排，需要對實驗內容進行模塊化，讓學生在每次課上都能夠完成一部分相對完整的實驗內容。另外，如果實驗涉及精密儀器的使用，教師還需要提前對學生進行儀器原理和操作的培訓，以確保學生能夠合理利用精密儀器。

3.實踐性。為實現培養青少年科學素養、創新精神和實踐能力的目標，必須保障課程的實踐性。為此，在將科技創新項目中的研究內容進行單元化分割時，一定要保留學生動手實踐的內容，切忌為了課程實施方便而使這些內容縮水。值得注意的是，課程的實踐性并不僅僅體現在讓學生動手操作，“照方抓藥”式的實驗操作對學生科學素養的培養并無益處。因此，教師在科技創新課程開發中要深刻理解項目的精粹在于其“創新性”，要給學生留足獨立思考的空間。如筆者在“納米防曬化妝品創新課程”開發中，就將測試裝置設計、納米防曬品制作及測試等重點內容以任務的形式安排給學生，讓學生分組思考并提出方案。然后，由筆者點評學生小組的方案，并讓各組按方案進行實驗。在實驗過程中，筆者引導學生及時總結實驗方案的優缺點，并不斷改進。

三、任務驅動型的課程實施模式

有效開展項目課程的關鍵在于明確項目課程的目標，規劃開展流程[6]，而項目課程目標的完成和凸顯則取決于實施過程中各教學環節的驅動性任務設計和教學組織。為此，在“納米防曬化妝品創新課程”中，筆者圍繞核心問題“防曬品的原理和制作”設計了5個課程單元及其對應的驅動任務。

單元1的主題是“防曬品背景知識”，對應的驅動任務是選擇合適的防曬品。該環節以真實生活情景引入，激發學生的興趣，引發學生對防曬品的思考與探究。

單元2的主題是“防曬品的防曬能力測試方案”，對應的驅動任務是設計并完善防曬品防曬能力測試裝置的方案。在該環節，教師引導學生設計測試裝置，并畫出草圖，之后分組進行交流。本環節考查學生利用所學知識進行實驗設計的能力，并通過生生間的討論交流，達到不斷完善測試裝置設計方案的目的。

單元3的主題是“防曬品的防曬能力測試實驗”，對應的驅動任務是利用設計裝置測試防曬品的防曬能力。在該環節，教師引導學生根據單元2完善的測試裝置設計方案搭建防曬能力測試裝置，并引導學生測試市場上幾種防曬霜的防曬能力，記下測試結果。測試結束后，要求學生對測試數據進行統計分析，并采用合適的方式展示實驗結果。在該環節，筆者發現學生的信息技術水平不同，使用的展示手段也各不相同。部分學生采用了列表形式，也有學生采用了柱狀圖形式，還有學生利用畫圖軟件合并多組數據以方便對比分析。這說明本環節開放型的任務設計，能夠鍛煉學生利用跨學科知識解決問題的能力。

單元4的主題是“納米材料在防曬品中的應用”，對應的驅動任務是自制納米防曬品并進行防曬能力測試。在該環節，教師通過不斷提問和與學生的交流，指導學生設計并完成實驗，培養了學生的實驗設計和探究能力。問題示例：“納米防曬劑的選取原則是什么？”“國際上對納米防曬劑的用量作了哪些規定？”“在規定用量內如何設置實驗組的用量？”

單元5的主題是“展示探究成果”，對應的驅動任務是制作實驗探究項目的展示稿。通過本環節的實施發現，盡管教師事先就如何進行科技成果展示做了培訓，但是學生在制作展示文稿的過程中仍然做不到活學活用。比如標題的選擇，如表1所示，不同學生的關注點不同，在標題選取中沒有遵循“盡量涵蓋自變量、因變量及其相互關系”的原則[7]。因此，本環節實施過程經歷了“預展示—修改完善—終展示”三個階段。

需要指出的是，在科技創新課程實施中發現，提升教師的專業廣度非常重要。一般一個科技創新項目會涉及多個學科，因此教師需要了解多學科的背景知識，這樣才能高效地完成從項目到課程的轉化。

四、結語

“納米防曬化妝品創新課程”的實施，激發了學生的科學興趣，有效提升了學生的科學素養和創新能力，促使學生主動運用科學方法解決遇到的實際問題。更重要的是，參加了該課程學習的學生，在課程學習完成后又提出了新的研究問題，從而分小組開展新的探究。學生們在學習該課程基礎上完成的新的科技創新項目還參加了各級青少年科技比賽。因此，可以說，學校實現了從科技創新項目到科技創新課程再到新探究項目的良性循環，這一良性循環能夠極大地豐富學校課程資源，拓展學生自主發展的空間，并激發學生的創新欲望和創新動力，進而全面提高學生的創新實踐能力和綜合素養。

參考文獻

[1]劉宏森.想象力：創新能力培養的“切入口”——青少年創新能力培養途徑分析[J].山東省青年管理干部學院學報，2007（1）：33-36.

[2]李嘯瑜.建設創新實踐平臺，促進學生創新發展[J].上海教育，2015（Z2）：26-27.

[3]高琢，房彬.高中化學實驗校本選修課程的設計與實施[J].基礎教育參考，2018（10）：50-51.

[4]蔡賽超.浙江省溫州市龍灣區以創客教育“三駕馬車”助推教育現代化[J].基礎教育參考，2017（12）：80.

[5]徐向東.大學附中培養創新人才的研究[D].上海：華東師范大學，2016.

[6]胡紅杏.項目式學習：培養學生核心素養的課堂教學活動[J].蘭州大學學報（社會科學版），2017，45（6）：165-172.

[7][美]達西·哈蘭德.STEM項目學生研究手冊[M].上海：科學普及出版社，2013.

（責任編輯 ? 張慧籽）