關于線上科技類課程體系構建及課程實施的幾點思考

辛昕 楊超

摘 要：本文闡述了線上科普課程的開設原則，構建了線上科普課程體系，給出了實施流程和注意事項。

關鍵詞：線上;科技類課程;體系構建;課程實施

疫情期間，全國啟動線上教學，豐富青少年的居家學習活動。科技類也不甘落后，推出了大量的科普公益課程。科技類線上課程與其他學科相比，有什么特點？針對這些特點我們如何應對？如何提升青少年的學習效果呢？

針對青少年年齡特點，以及人才培養目標和教育教學規律，為了保證教學效果，在推出課程時主要遵循如下幾條原則。

一、線上科普課程的開設原則

（一）教學內容

1.課程內容不拘泥于課本知識，應涉及生活、學習和活動等各個方面，豐富和拓展學生的學習經歷。

2.引導青少年積極關注當下新冠肺炎的發展情況，搜集整理疫情相關材料，綜合運用各學科知識，積極參與抗擊疫情宣傳活動。

3.知識點選擇大約為線下課程的一半左右，結構緊湊、邏輯嚴密，利于青少年總結歸納，提高學習效果。

（二）教學時間

鼓勵學生主動學習，提高自主學習意識和能力。根據各青少年年齡，控制教學時間。科技類課程考慮到學生需要動手，聽課與動手各占一半時間。所以建議科技類線上課程以微課形式為主，每次課不超過10分鐘，1-2個知識點，中間配合動手操作。每節課控制在半小時左右結束。

（三）教學形式

積極創新教學形式，開展項目式實踐活動。拓展學習內容，豐富學習方式，提高學習興趣，發展學生學以致用的實踐能力。建議科技類線上微課，每次課獨立的實踐內容，課程結束后留有動手實踐作業，讓學生親自體驗，獲取收獲。

二、線上科普公益課程體系的理論基礎

線上科普公益課程圍繞被世界多個國家廣泛認可的stem教育進行構建。

STEM是科學（science）、技術（technology）、工程（engineering）、數學（mathematics）四門學科英文首字母的縮寫，所以stem教育就是結合科學、技術、工程、數學的跨領域綜合素質教育。

我國在2017年重新定義了Stem教育：是一種以項目學習和問題解決為導向的課程組織方式，有利于學生創新能力培養。按照這個定義，Stem教育雖然多以動手創作為主，但動手的目的不是單純教會學生如何做，而是注重過程中的思考和探索，強調運用跨學科思想，讓孩子找到解決問題的方法。

STEM代表四個單詞，這四個單詞之間的邏輯關系應按照如下排列：

1.科學是起點，要有一定的知識和技術儲備，在低年齡段，比如4-7歲，要開設科學實驗課程，引發學生興趣，引導學生多觀察、多思考、多動手;

2.數學和技術是手段，要培養學生的基于數據、模型、訓練和應用的思維，在中高年齡段，比如8-14歲（這個年齡階段是學生抽象思維發展的黃金時期）開設圖形化編程課程和代碼編程;

3.工程是主線和目標，所有STEM課程在課程設計時要貫穿工程思維和流程，立足提高學生的創新能力、探索能力、動手能力、邏輯思維能力和解決問題能力。14歲以上年齡，以stem課程最終以硬件編程課程作為歸口課程。

三、線上科普公益課程體系構建

圍繞stem教育，特構建四條課程主線（以小學階段為例）：科學課、軟件編程、機器人課程、硬件編程課程。

（一）科學課

每節課都會做一個有趣的科學實驗，通過實驗揭示、證明某些物理或化學的科學原理，對于孩子之后物理化學的學科學習很有幫助，同時提升科技素養、進行理論夯實。每個主題2學時，共計四個學期30個主題，60學時課程。

開設科學課的目的：通過生活中的科學現象引導學生仔細觀察和深入思考;建立現象和理論的聯系，夯實理論基礎，提高學生科學素養;引發學生學習STEM課程的興趣。

（二）scratch軟件編程課程

scratch編程課，面向無編程基礎的學生。圖形化模塊化編程，項目式學習，每次課完成一個游戲或是一個動畫等。每個主題2學時，四個學期共計30個主題，60學時課程。

開設scratch軟件編程課程的目的：提高學生的邏輯思維能力;項目式學習，初步培養學生的工程思維;參加軟件編程與智能設計大賽，收獲成績和榮譽。

（三）機器人課程

機器人課程面向4-18歲。一級課程以搭建為主。二級課程采用平板編程，以執行器模塊為主，核心結構件由老師帶領搭建。三級課程過渡到電腦編程，建立傳感器、執行器、控制器之間的邏輯關系，核心結構件由老師帶領搭建，但老師會讓學生改錯或改良。四級課程加入更為豐富的傳感器，核心結構件由學生自己完成搭建。五級課程完全由需求決定，由學生自主設計完成，為后面參加機器人競賽課程奠定基礎。機器人課程是年齡跨度最大的一門課程，因為機器人競賽有著廣泛的出口。

開設機器人課程的目的：熟悉機器人器材，進行知識技能儲備;進一步提高學生綜合分析問題、解決問題能力，團結協作能力，語言表達能力，應變能力，實踐能力，提升科技素養;搭建相互學習的平臺，養成探究式學習習慣，進一步培養學生的工程思維;階梯式培養，選拔參賽人員，參加機器人賽事，收獲成績和榮譽。

（四）硬件編程課程

面向有機器人或編程基礎的學生。不同于機器人課程，硬件編程課程是在電路板上搭建和編程，相較于機器人課程，硬件編程課程更加抽象，所以適合高年級，有一定機器人基礎的學生。

每門課程面向不同年齡，在知識點層面都會融入一些主科學科知識，但又不是單一學科，而是強調多學科融合，符合stem課程理念。在能力層面，各門課程都是立足提高學生的科技創新能力，但各有側重點。

科學課側重提高科學素養理論基礎;軟件編程側重提高邏輯思維能力;機器人課程側重提高綜合分析能力;硬件編程側重提高跨學科實踐應用能力。

四、線上科普公益課程實施流程

（一）第一階段：廣泛科普階段（半個月左右）

考慮到疫情期間授課器材的獲取問題，也考慮到學生的能力水平參差不齊，第一期線上課程，以科普入門為主，讓學生了解課程內容和自己的興趣點。選擇科學課、scratch軟件編程和硬件編程入門課程三門課，每門課選取4-6次課程，每次課程10-30分鐘。

科學課，每次以家中可以找到的材料，完成1-2個簡單的科學實驗。每次時間10分鐘左右，共計6次課。目的是興趣引導，引導學生多觀察、多思考、多動手，從小愛科學、學科學、用科學。也為下一步第二階段有耗材的科學課打下基礎。

scratch軟件編程，以新型冠狀病毒為主題，設置1次入門介紹課程和6次主題編程課程，每次完成課程后，學生可以制作一個抗擊疫情的宣傳視頻。同時為下一步課程深入學習打下理論基礎。

硬件編程基礎，以硬件編程課程入門需要的電路內容為主，以理論介紹為主，讓學生熟悉電路知識，為后期硬件編程實操課程打下基礎。

（一）第二階段：有選擇的進階學習階段（一個月左右）

在第一階段課程后，學生了解各課程內容和自己的興趣，可有選擇的學習，進入進階階段。第二階段，繼續開設科學課、軟件編程、硬件編程，但同時采取結合硬件方式，加大實操內容。同時在此基礎上，加開機器人課程。

（三）第三階段：線上線下相結合，充分發揮各自優勢（一個半月后）

一個半月后，疫情基本得到控制，可結合校內社團素拓課進行人員選拔招募，開展各項素拓課和賽事準備。這時，前段時間的課程驗收可以作為選拔標準，和線下課程同時展開，并發揮各自優勢。為各學校進行科技類綜合實踐活動提供助力。

五、線上科普公益課程實施需要注意的問題

1.開課之前建家長群，把每門課的家長或學生拉近一個群內。提前發布題目、內容、需提前準備的材料清單;提醒家長查看上課環境，選擇安靜、不易被打擾的環境，桌面收拾整齊;網絡暢通，以免發生卡頓的現象。

2.提前十分鐘進入線上教室，進行點名，建議老師開啟攝像頭與學生問好，增加交流的溫度。并通過游戲等讓學生注意力集中到課堂。

3.授課過程中注意互動，科技類線上課程宜采取小班授課，每班不超過10人，選取的直播平臺應可以雙向開啟攝像頭，便于互動開展。互動盡量讓所有學生參與，提高其參與度。

4.課程結束后注意群內答疑，提交作業，及時反饋，讓學生有認同感。

六、結束語

今年疫情突然，很多學校和老師是被動轉為線上教學的。但同時也是提供了契機，作為科技教育工作者應該借此機會，思考如何將線上和線下優勢相結合，構建合理的科技類課程體系和模式。本文只是進行了初步思考，下一步還需通過實踐進一步修訂和完善。

作者簡介：

辛昕（1977.08）女，天津，碩士，副教授，青少年科技教育，天津市河東區智德培訓學校校長.