
摘 要:江蘇省無錫市尚賢融創小學積極回應黨的教育方針,指向新課程標準的育人要求,依托省級教學改革實驗項目,提出培養“創智小博士”的科學教育理念,“做好科學教育加法”。在“創智小博士”目標的錨定之下,提出相關層級目標,進一步打造“創智+”格局,開辟創新路徑:多維度建設“創智+”場域,全方位打造“創智+”共育群,全覆蓋構建“創智+”課程體系。
關鍵詞:科學教育;“創智+”;校本課程
2023年5月,教育部等十八部門聯合印發《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》。各級地方、學校都在積極響應,聚焦學校發展,開展落實行動。江蘇省無錫市尚賢融創小學(以下簡稱“融創小學”)積極回應黨的教育方針,指向新課程標準的育人要求,依托省級教學改革實驗項目,提出培養“創智小博士”的科學教育理念,“做好科學教育加法”。
一、 錨定“創智小博士”,擬定層級目標
加強新時代中小學科學教育,是黨和國家作出的重大決策和部署。學校深入研究黨的十八大以來關于加強中小學校科學教育的重要論述和文件,以《關于進一步弘揚科學家精神加強作風和學風建設的意見》的文件精神為依據,以習近平總書記關于“科學家精神”的重要指示為方向,樹立科學興趣要從娃娃抓起,要帶動更多的青少年講科學、愛科學、學科學、用科學的育人總目標,主動對接國家科技創新人才的需求,探索基礎教育階段拔尖創新人才培養新路徑。
在“創智小博士”目標的錨定之下,融創小學提出相關層級目標:一是頂層設計,構建“科創+”課程體系,形成以國家課程為根基,以校本課程為輔助,以實踐研學為拓展的三級課程架構;二是轉變學習方式,以項目化學習為路徑開展科學研究;三是協同育人,形成學生、教師和“博士家長”共同卷入的“三人行”模式;四是優化科創場域,校內、校外聯動,探究學習與實踐研學相融合的科學教育模式。
二、 打造“創智+”格局,開辟創新路徑
中小學科學教育是一項長期育人工程。錨定“創智小博士”的科學教育不同于學科教育,是典型的跨學科學習、項目化學習。通過融合不同學科的知識,結合技術與工程手段,在真實情境下探索真實問題;同時,強調科學、技術、工程與社會的關系,最終實現跨學科學習帶來的強大效能,將習得的獨立思考、探究等能力應用于各門學科、社會生活之中,培養學生像科學家一樣思考的思維能力。
為更好地開展科學教育,學校既需要有高素質的專業化教師隊伍,又需要建立科學育人的有效機制;既要具備科學教育的硬件,如科學實驗室、科學長廊、人工智能場館等,還要擁有高品質一體化設計的軟件,如整體設計的科學課程、校外科技力量、相關科技培訓等,開辟一條科學教育“融”賽道,構建一系列科學教育“創”課程,打造一所科學教育“趣”校園。
(一) 建設“創智+”場域
建設學習場域是撬動育人方式變革的有效手段。學校充分利用原有的“尚學園”、科技館、人工智能基地等場館,精心設計科技長廊、“科技小館”等現代化環境,鏈接校外高校、科研院所等實踐基地,打造“雙師”互動課堂,尋求科學專家的指導,形成了內外合作、雙師互動、三人同行的優質場域。
科學教育既需要發揮學校的主陣地作用,又需要依靠區域支持。學校所在的無錫市經開區面向智能時代的新要求,提出“小館建在校園”的科學教育理念。區教育部門投資8000萬元打造了人工智能教育基地。該基地建在尚賢教育集團的另一所成員校——尚賢萬科小學,擁有超千平方米的數字化展廳,建有8個人工智能實驗室,可同時容納200名學生學習人工智能課程,是互動體驗、拓展提升、賦能培訓、展示交流、賽事活動、產學研交流的多功能開放式的“科技空間站”,成為尚賢教育集團乃至全區、全市學生的科創加油站。
此外,學校充分依托集團化辦學優勢,合力打造優質研學場域。“萬科紙文化博物館”設置了多維度、多場景、多協作的智能空間,將紙文化與科學知識融通,圍繞“紙文化”課程,開展豐富多彩的研學活動。“融創糧心長廊”以培育“‘糧’心少年”為目標,以“糧食制作師”為研學主題,結合科學技術手段,引領學生探究糧食的生長、加工等過程。我們引導學生發現學校參觀人數眾多而影響體驗感的真實問題,以“長廊改造師”為任務,通過人流檢測技術,設計控制“糧心大使”的人工智能動作,來維持參觀秩序,提高參觀者的體驗感。學校以“科技長廊”為項目主題,成立項目組,征集設計方案,讓學生最大限度地參與科技長廊的設計與建設。學生通過實地測量學校二樓的廊道,發現真問題(如廊道窄、墻面少、高度低等),依據真實數據,展開實景的真設計,在問題中尋找解決方案,在設計體驗中啟迪思維、激發想象,在實踐中感受科技魅力、推動自我創新。
(二) 打造“創智+”共育群
學校所在的無錫市經開區,是無錫新一輪城市發展“雙核”聯動新格局中的重要一核:西面毗鄰著名的江南大學,該校的食品科學與工程、生物工程等成為學校有利的課程資源;東面的“雪浪物聯網小鎮”是無錫市打造的國內首個智能物聯網產業園,成為學生重要的尋訪實踐基地;學校周圍還有中國船舶科學研究中心、江南計算機研究所等科研院所和高新技術企業,它們成為學校最好的科研“大學校”。學校約7.1%的家長在江南大學工作、2.6%的家長在科研院所做科學研究。因此,學校邀請“博士家長”進校園,探索以學生為項目主體、學科教師為項目導師、“博士家長”為項目專家的家校社共育新路徑。校內和校外直通車,家長和教師雙奔赴,學生和家長手牽手,學生和科學面對面, 讓“大博士”牽手“小博士”,共同成為心智自由的學習者、研究者和創造者。
(三) 構建“創智+”課程體系
構建高質量的中小學大科學教育體系,必須聚焦課程體系和關鍵環節,全面培養學生的科學素養和創新能力。為此,學校以“創智小博士”培養為核心,以“創智課程+”為杠桿,進行“興趣普及、項目研究、實踐研學”的三級課程整體架構(詳見圖1),撬動學校教育教學變革,讓學校成為看得見學生童年和未來的學習樂園。
1. 夯實國家課程,打通學科壁壘
我們立足國家課程主陣地,以有效落實科學、信息科技課程為主,卷入全學科課程,圍繞“科創元素”開展跨學科研究,從“衣、食、住、行”四個主題著手,梳理、提取科創類課程內容,按照不同年段分梯次設計子項目。利用“教師項目設計手冊”共同創設真實情境,探索以實踐為主的項目化學習方式。比如,三年級的研究主題是“配置菜園土”,需要科學分析學校“愛尚農場”的土質問題,測量班級菜園面積,種植合適的植物。借助“學生項目學習手冊”,鼓勵學生主動參與、積極體驗,在“做中學”“用中學”“創中學”。比如,一年級的“低碳生活——衣”、四年級的“無錫美食”研究主題等,學生在項目問題的解決中,借助學習手冊記錄研究過程,強化學科學、愛科學、用科學的興趣。
2. 打造精品社團,升級科創項目
學校社團是基礎教育培養創新人才的搖籃和基地。小學生具備天生的好奇心和對科學的探究興趣,讓他們置身真實的社會實踐情境去發現問題、解決問題,有利于他們形成求真求實的科學素養。因此,學校組織成立了多個科創類精品社團,利用課后服務時間開展豐富多彩的拓展課程。
“科大訊飛”社團,面向全體學生開展1周—2周的科普短課程。不同年級設置不同主題,每個主題根據課程標準設置單元項目、課次或者課程模塊(包括課程準備、 發明方法)、課時。如一、二年級的《太空探秘》和《遨游太空》,設置4個小項目——“類地行星漫游記”“火星探測記”“類木行星漫游記”“深空探測記”,融合人體健康、太空環境、探測技術、能源能量、前沿科技等跨學科知識,為學生提供多樣化的學習體驗,提升學生對科學探究的理解力和應用力。
“無線電”社團,面向三、四年級的學生,采用考核選拔的方式進行成員招募。該社團采用工程教育架構,設置了“獵狐行動”這一真實情境,反向提出任務目標,讓學生手持無線電測向機,搜尋電臺的方向,快速準確地逐個找出信號源,有機地將歷史文化、科技工程、體育娛樂等元素融為一體,引領學生具身參與到知識學習與實踐體驗相統一的雙平臺課堂中,培養學生對科學探究的思辨力和操作力。
“無人機”社團,面向五、六年級已經具備一定科創能力的學生,細分為無人機編隊飛行表演以及無人機自主飛行競賽兩個組別。該社團以培養學生的探究能力及團隊合作精神為出發點,讓學生學習航空知識和飛行方法,親自動手操作、了解無人機,并擇優選送學生參與各項賽事,集教學、培訓、競賽于一體,培養學生的工程思維、創新思維、協作能力、問題解決能力和人工智能素養。
3. 引進專題項目,涵育科學精神
科學精神是全面提升學生科學素養的原動力。在科學教育的專題項目中,學校有意識地培養學生探究、質疑、求真的科學精神,助其形成科學觀念,用科學家理性、嚴謹、探究、創新的思維,看待生活、認識世界、改造世界。
學校以年級為單位成立“博士課程”項目組,圍繞“衣食住行”制定“博士課程表”。如,一年級“安全與生活”主題的3個課時內容分別為“小芯片,大用途”“小學生日常急救知識”“均衡飲食伴我成長”;二年級“智能與生活”主題的3個課時內容分別為“宇宙和太空探索”“‘衣’路繁花:穿在身上的時代變遷”“智能生活中的AI初體驗”;三年級和五年級的主題都是“科技與生活”;四年級的主題為“環境與生活”,六年級的主題為“環保與生活”。同時,將“博士課程”延伸到家庭場域中,鼓勵家長利用自身資源,設立家庭小小實驗臺,帶領孩子深入開展實驗研究,了解規范研究的程序與方法,形成良好的學術研究習慣,為未來從事科學研究打下堅實基礎。
我們還依托江蘇省分析測試協會、江南大學食品科學與技術國家重點實驗室,開展 “JNU 食育游”專項活動,以“志愿者+社團教師+科普專家”的師資組合,借助線上線下融合式科普場館,開展科普研學活動。我們打造了包含7 大模塊主題的“知識分解+動手實踐”課程體系,完成了科技研糧課程體系研發工作。在科學知識的傳播與親自動手實驗中,學生樹立了“大食物觀”,激發了探索科學奧秘的熱情。
4. 推出進階評價,樹立科學榜樣
學校以“創智小博士”為培養目標,在三級課程科創群架構下,舉辦項目創新論壇、項目成果發布會等活動,圍繞科學素養的“求真、求實、敢創新”開展過程性和表現性評價,打造出一套立足各學科學習、社會實踐、個人榮譽等因素,全面呈現學生個體發展情況的綜合評價體系,設立“科創小達人”“小小科學家”和“創智小博士”等不同層次獎項,將校園打造成豐富有趣的科創樂園。
融創小學圍繞“創智”場域打造、“創智”課程建構、“創智”活動研發和“創智”評價體系建設等方面形成了科學教育的創新實踐路徑,以任務驅動的方式組織學生開展項目化學習,致力于開創跨界融合、連接未來的“創智+”育人模型,涵育具有科創能力的“創智小博士”。
(王 丹,江蘇省無錫市尚賢融創小學副校長。許黎穎,江蘇省無錫市尚賢融創小學科研中心副主任。)
*本文系2023年度江蘇省基礎教育前瞻性教學改革實驗項目“‘創智小博士’:項目化學習驅動小學生科創能力實踐研究”的階段性研究成果。