多元融合視角下科創(chuàng)課程的設(shè)計(jì)與開發(fā)

【摘 要】科創(chuàng)教育的主要目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新素養(yǎng)和探究實(shí)踐能力，很多中小學(xué)校通過開發(fā)科創(chuàng)課程積極探索科創(chuàng)教育實(shí)踐。本文提出了多元融合視角下科創(chuàng)課程的設(shè)計(jì)思路，從目標(biāo)、工具、內(nèi)容、思想、方法五個(gè)層面闡釋了多元融合的內(nèi)涵，并以“海島電波”跨學(xué)科項(xiàng)目為例進(jìn)行了具體說明。

【關(guān)鍵詞】科創(chuàng)課程；多元融合；跨學(xué)科項(xiàng)目

【中圖分類號(hào)】G434" "【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【論文編號(hào)】1671-7384（2023）010-091-02

教育、科技、人才是全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國家的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性支撐。我國實(shí)施科教興國、人才強(qiáng)國戰(zhàn)略將近三十年，2022年黨的二十大報(bào)告再次重申了這一戰(zhàn)略。為了全面推進(jìn)科技強(qiáng)國建設(shè)，為科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展提供強(qiáng)大的人才支撐，近年來我國大力推進(jìn)科學(xué)教育發(fā)展，通過多種途徑開展科技創(chuàng)新后備人才培養(yǎng)，為長(zhǎng)遠(yuǎn)解決我國創(chuàng)新人才不足問題全面發(fā)力。科創(chuàng)教育由科學(xué)知識(shí)傳授轉(zhuǎn)向科技創(chuàng)新，更加強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新素養(yǎng)和探究實(shí)踐能力。

我國中小學(xué)科創(chuàng)課程開發(fā)現(xiàn)狀

如今我國中小學(xué)各年段通過開發(fā)科創(chuàng)課程積極探索科創(chuàng)教育實(shí)踐。科創(chuàng)課程具有跨學(xué)科性、實(shí)踐性、過程性和創(chuàng)新性[1]，主要以創(chuàng)客課程、跨學(xué)科課程、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)等形式出現(xiàn)，科技制作、開源硬件、智能機(jī)器、三維建模等豐富的科創(chuàng)課程載體可以滿足學(xué)生多樣化的發(fā)展需求。

中小學(xué)科創(chuàng)課程實(shí)踐也存在一些普遍性問題，如課程零散而無系統(tǒng)設(shè)計(jì)、關(guān)注活動(dòng)而缺乏核心理念、多學(xué)科設(shè)計(jì)難以真正融合、學(xué)習(xí)過程淺表化、科創(chuàng)課程課時(shí)較少等[2][3]。以課程育人理念為引領(lǐng)，構(gòu)建目標(biāo)清晰、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、多元融合的科創(chuàng)課程體系是解決以上問題的關(guān)鍵。

科創(chuàng)課程多元融合的具體內(nèi)涵

多元智能理論認(rèn)為人的思維和認(rèn)知方式是多元的，該理論是對(duì)人的全面發(fā)展最好的闡述。個(gè)體發(fā)展和社會(huì)適應(yīng)需要具備多方面的核心素養(yǎng)，課程建設(shè)不僅要體現(xiàn)學(xué)科與跨學(xué)科知識(shí)層面的價(jià)值，還要著力培養(yǎng)學(xué)生面向未來的必備品格和關(guān)鍵能力。科創(chuàng)課程的多元融合，不同于跨學(xué)科學(xué)習(xí)的多學(xué)科融合，它具有更加廣泛的內(nèi)涵，在本文中主要體現(xiàn)為目標(biāo)層面、工具層面、內(nèi)容層面、思想層面和方法層面的多元融合。

目標(biāo)層面：科創(chuàng)課程以發(fā)展學(xué)生的科技創(chuàng)新素養(yǎng)和探究實(shí)踐精神為核心目標(biāo)，體現(xiàn)廣泛培養(yǎng)、資優(yōu)選拔于一體。科創(chuàng)課程既面向全體學(xué)生普及開設(shè)，又為具有科創(chuàng)興趣和發(fā)展?jié)摿Φ膭?chuàng)新后備人才提供進(jìn)一步發(fā)展的“接口”，項(xiàng)目延伸到更具研究深度的課題，吸引資優(yōu)學(xué)生投入?yún)⑴c，并為其提供專業(yè)指導(dǎo)。

工具層面：科創(chuàng)課程采用融入開源理念的自主可控生態(tài)，體現(xiàn)科技自主可控發(fā)展理念。科技自主創(chuàng)新能力是制約國家科技發(fā)展的核心因素，自主可控技術(shù)生態(tài)是科技獨(dú)立自主、可持續(xù)發(fā)展的重要保障。在中小學(xué)的技術(shù)學(xué)習(xí)與實(shí)踐中，要避免國外生態(tài)的“拿來主義”，要推廣使用我國開源的技術(shù)生態(tài)，讓學(xué)生樹立正確的技術(shù)應(yīng)用觀和價(jià)值觀，在使用、開發(fā)和推廣中實(shí)現(xiàn)自主可控生態(tài)的正循環(huán)。

內(nèi)容層面：科創(chuàng)課程在多學(xué)科融合中強(qiáng)化文化要義，體現(xiàn)科技驅(qū)動(dòng)下的文化自信。對(duì)國家而言，科技創(chuàng)新是實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的戰(zhàn)略支撐，文化自信是實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的精神牽引[4]；對(duì)地區(qū)而言，科技創(chuàng)新是活化本土特色文化資源、促進(jìn)文化理解與認(rèn)同的重要方式。在科創(chuàng)課程中要引入相關(guān)文化要素，在素養(yǎng)發(fā)展上實(shí)現(xiàn)科技素養(yǎng)與人文素養(yǎng)的融通。

思想層面：在科創(chuàng)課程中融入思政教育，厚植科技報(bào)國的思政育人觀念。思政教育是落實(shí)立德樹人的關(guān)鍵舉措，教材要發(fā)揮“培根鑄魂、啟智增慧”的作用[5]。思政元素包含家國情懷、社會(huì)責(zé)任、法治意識(shí)、思維品質(zhì)、科學(xué)精神、創(chuàng)新能力等內(nèi)容，在科創(chuàng)課程中融入思政元素有利于實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)和價(jià)值塑造三位一體的育人目標(biāo)。

方法層面：科創(chuàng)課程以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)為主要學(xué)習(xí)方式，體現(xiàn)真實(shí)情境中的學(xué)習(xí)實(shí)踐。科創(chuàng)項(xiàng)目圍繞真實(shí)的問題情境提出任務(wù)要求，學(xué)生以小組合作的方式，遵循項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的基本流程開展實(shí)踐，經(jīng)歷系統(tǒng)性問題解決的全過程，發(fā)展計(jì)算思維、創(chuàng)新思維、工程設(shè)計(jì)等多種能力素養(yǎng)。

項(xiàng)目實(shí)例：海島電波

“海島電波”是一個(gè)以信息科技學(xué)科為主導(dǎo)的多元融合的跨學(xué)科科創(chuàng)項(xiàng)目，其多元融合性體現(xiàn)如下：（1）目標(biāo)層面：通過“海島電波”項(xiàng)目理解通信相關(guān)核心概念，培養(yǎng)學(xué)生的信息科技核心素養(yǎng)和跨學(xué)科核心素養(yǎng)；（2）工具層面：采用由北京師范大學(xué)米思齊團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的開源米思齊圖形化編程軟件Mixly和開源硬件Mixgo CE物聯(lián)網(wǎng)主控板開展項(xiàng)目實(shí)踐；（3）內(nèi)容層面：以“通信”為線索，串聯(lián)起我國古代和近現(xiàn)代通信方式的發(fā)展變化，融入了歷史文學(xué)等相關(guān)內(nèi)容；（4）思想層面：以我國的紅色經(jīng)典電影“永不消逝的電波”為切入點(diǎn)，理解信息安全的內(nèi)涵，厚植科技報(bào)國理想；（5）方法層面：按照項(xiàng)目式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，以小組合作的方式開展探究與實(shí)踐。

本項(xiàng)目以“兩個(gè)海島隔海相望，借助不同通信方式實(shí)現(xiàn)彼此間的信息傳遞，并與海上船只、島外世界保持聯(lián)絡(luò)”為任務(wù)情境，圍繞“通信”這一主題，從宏觀感知到具體認(rèn)識(shí)，將概念學(xué)習(xí)與活動(dòng)實(shí)踐相結(jié)合，層層鋪墊，循序漸進(jìn)，設(shè)計(jì)一系列通信相關(guān)任務(wù)，核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)貫穿項(xiàng)目始終。在每個(gè)任務(wù)階段即將結(jié)束時(shí)，從技術(shù)發(fā)展史角度，提出一系列具有現(xiàn)實(shí)意義的問題引發(fā)學(xué)生的深度思考。

第1課時(shí)，通過討論、列舉、分類等教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)從古至今通信方式的發(fā)展歷程，理解“通信”這一核心概念的內(nèi)涵，理解現(xiàn)代通信方式發(fā)展的必然性，并在與通信有關(guān)的文化典故和古詩詞中感受古人智慧和文字之美。

第2課時(shí)，動(dòng)手制作“土電話”，借以理解現(xiàn)代電話的通信原理，并從電話的發(fā)展史中，感受求真求實(shí)、創(chuàng)新實(shí)踐的科學(xué)精神，以及永不言敗、勇攀高峰的科學(xué)家精神。

第3課時(shí)，認(rèn)識(shí)無線通信的基本原理和適用場(chǎng)景，利用兩塊物聯(lián)網(wǎng)主控板及其板載無線通信模塊，設(shè)計(jì)一個(gè)無線通信器，模擬調(diào)頻與信息收發(fā)，并思考誕生較早的無線電通信至今仍然被人們使用的原因。

第4課時(shí)，由“永不消逝的電波”切入，認(rèn)識(shí)摩斯密碼的應(yīng)用和信息安全的含義，通過摩斯密碼解密小游戲和密碼加密與解密的程序編寫，思考在網(wǎng)絡(luò)通信中對(duì)信息進(jìn)行加密傳輸?shù)谋匾浴?/p>

第5-6課時(shí)為綜合任務(wù)，基于前面所學(xué)的無線通信原理和信息安全的需求，為兩個(gè)海島設(shè)計(jì)一份雙方專用的密碼通信系統(tǒng)，包含信息的加密、傳輸和解密三部分內(nèi)容，基于任務(wù)要求，學(xué)生完成方案設(shè)計(jì)、原型構(gòu)建、測(cè)試優(yōu)化、交流分享的全過程。

總" 結(jié)

多元融合視角下的科創(chuàng)項(xiàng)目圍繞“培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新素養(yǎng)和探究實(shí)踐精神”的目標(biāo)，突出了開源的自主可控生態(tài)、融入文化的多學(xué)科融合、課程思政育人觀念、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的課程設(shè)計(jì)導(dǎo)向，有利于凝聚文化自信，激發(fā)科技創(chuàng)新，從而更好地踐行課程育人功能。

注：本文系佛山市教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃教育信息化應(yīng)用融合創(chuàng)新課題“信息科技融合視角下跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題設(shè)計(jì)及實(shí)踐研究”（課題編號(hào)：FSET2022X005）研究成果

參考文獻(xiàn)

楊士軍，杜程鵬，盧銳.“點(diǎn)面結(jié)合”引領(lǐng)學(xué)生——復(fù)旦附中學(xué)生科技創(chuàng)新教育課程體系探索與實(shí)踐[J]. 改革與開放，2018（4）： 120-123.

陳龍明，岳佳麗. 指向高階發(fā)展的“大科創(chuàng)”教育[J]. 中國教育學(xué)刊，2022（11）： 108.

王維令，鄔江. 構(gòu)建“科創(chuàng)+”課程，開啟創(chuàng)造新潛能[J]. 四川教育，2022（23）： 12-13.

劉小青. 科學(xué)技術(shù)視域下文化自信研究[D]. 廣州：華南理工大學(xué)，2021.

中華人民共和國教育部.義務(wù)教育課程方案（2022年版）[M]. 北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

編" "輯：徐靖程