





寒冬臘月,銀裝素裹,一片白雪皚皚的景象,煞是美麗。但是大雪過后的高壓電纜卻積冰嚴重,不僅會導致輸電效率降低,甚至存在線纜坍塌的風險。了解到這一情況后,高中生李偉豪和張皓萌生了一個想法:“能不能設計一個裝置來高效解決這個問題?”
東莞松山湖未來學校教師余思溶知道這個想法后,鼓勵學生繼續深入研究。在他的幫助下,李偉豪和張皓逐項理清要解決的具體問題,搭建了初步模型,并用專業建模軟件確定材料的類型、尺寸及大體結構,最終形成作品“高壓電纜自動清檢裝置”,獲得實用新型專利和發明專利。
這是學校做好科學教育加法的特色成效,也是東莞推進全國中小學科學教育實驗區建設的生動縮影。
“納入大思政體系,探索大貫通模式,構建大協同格局?!睎|莞市教育局局長葉淦奎說,東莞科學教育要指向立德樹人,指向全面發展,在學生心中播下科學種子的同時,也播下擔當民族復興大任的種子。播下種子后,要有陽光雨露,提供生長環境,種子才能生根發芽,長成參天大樹,長出一片森林。
厚植科學土壤,夯實創新之基
2023年3月,東莞市教育局聯合市科技局、市科協發布《東莞市推進中小學科學教育實施方案》,啟動中小學科學教育“點亮”行動。一年多以來,通過全市33個鎮街深入實施科學教育“點亮”行動、構建學??茖W教育體系、深化教師科學素質提升工程、推進拔尖創新人才培養行動、加強科學教育品牌建設五大任務,東莞基本形成全市協同、統籌推進的科學教育工作體系。
地處東莞東北部的石排鎮,近幾年大力開展科學教育活動,如“青少年科學調查體驗”“課后驛站”“非遺進課堂”等在全市乃至全省都具有一定的影響力。“科學教育已融入我鎮各中小學辦學理念,滲透各學科課堂教學。”石排鎮教育管理中心黨支部委員張偉雄介紹,為了促進回歸科學課堂主體,石排探索建立“一建二會三卷四研五統六聽”駐點教研模式。
具體而言,就是建構合適的教學模式,通過前期準備會和總結會,家長、學生和教師的調查問卷結果,教研骨干定出調研報告模板、教研員撰寫初稿、科組長根據實際情況修正、校領導檢查,形成一篇契合校情的調研報告;在聽課前統一進度、統一作業、統一教學設計模板、課件模板、上課模式,聽課結束后對各種統一的模板進行修訂;最少六類教師參與聽評課,包括教研員、分管校長、教導主任、科組長、同年段本校教師和其他學校的骨干教師,所有聽課教師和上課教師均提出專業的評課意見,并形成書面材料。
石排鎮還積極推進區域科學抽測,制定實驗操作評分標準,從口述實驗材料、實驗過程、實驗現象(實驗記錄)、實驗結論以及材料整理和操作程度五個方面考察學生的科學素養,分別考察學生識別實驗器材能力、動手操作能力、觀察能力和記錄能力。
為了打破學段壁壘,探索科學教育一體化貫通模式,2023年6月,東莞市東城實驗中學聯合西藏林芝巴宜區中學、東莞師范學校附屬小學、東城第三小學、東城第五小學、東城第六小學組建東城“和·創教育”集團。東城實驗中學校長楊穎峰介紹:“我們是聯盟型教育集團,各校都有自己的特色,在此基礎上積極探索小初銜接人才連貫培養機制。”
作為龍頭學校,東城實驗中學派出教師到集團各校開展專題講座、指導學生比賽、培訓科技輔導員等,同時,面向教育集團成員校的小學生,開設了“小初銜接編程公益課”“編程常態課”“編程特長課”。
“小學生到了五、六年級,思維會有突飛猛進的發展。他們很熱愛編程課,也很樂意鉆研。編程隊很多學生到了大學還會聯系我,說中小學時學習編程對自己的專業發展影響很大。”東城實驗中學信息技術教師賴冬梅有15年帶領初中生和小學生學習編程的經驗,她認為面向小學生開設編程課很有益。
供給生長養分,種子破土萌發
一次,東莞中學松山湖學校(以下簡稱“松湖莞中”)校長柴松方到初三巡堂,學生許澤軒突然攔住了他,遞來一本作業本,上面密密麻麻寫了十幾個問題。仔細一看,柴松方感到很驚訝,沒想到他會思考“自私就是罪過嗎?”“什么是生命?”“一加一就等于二嗎?”等問題?!拔矣肋h是你最忠實的聽眾。”在后續的多次交談中,柴松方鼓勵學生堅持去研究、去閱讀、去思考。
自2005年建校以來,松湖莞中就開始探索和實踐科學教育。如今,學校構建了八大科學教育特色課程群,包括人工智能課程、研究性學習課程、STEAM教育課程、創新創客課程、天文觀測課程、信息生物學奧賽課程、未來科學家課程。其中,有全體學生參與的普及課程,有學生根據興趣選修的拓展課程,還有對標競賽與高校自主招生的拔尖課程,滿足所有學生對科學教育的需要。
在學校的支持下,數十名學生因競賽成績優異保送、加分或自主招生進入理想院校,還有不少學生成了“小小發明家”。目前,學校已幫助學生申請了65項專利,其中有13項發明專利。
“在未來學校,人人有創新,個個有創造。”東莞松山湖未來學校教育集團總校長萬飛以學生研發高壓電纜自動清檢裝置為例指出,“問題解決過程就是科學素養培育的過程。學生主動學習,主動尋求外界支持,打開了學校教育的邊界。”
學校專門打造了創意孵化基地,設計了創意記錄單,所有學生都可以記錄自己發現或觀察到的問題,通過圖文方式寫下想法或解決方案,然后投入創意收集箱。教師會積極幫助學生從創意走向創作,甚至創業。
學校還開設了一個科創班,設置創新創業、工程與設計、電子電路、人工智能、軟件設計、機器人競賽等課程。通過聘請校外導師,開設科技大講壇,邀請科學家、工程師進校授課、與學生互動交流。還開展角色互換活動,讓學生擔任“講師”,鼓勵和促進學生開展科學探究。
而在東莞市無痕集團石排鎮實驗小學,有一個創建于2018年的天文臺,內部安裝了16英寸口徑專業級天文望遠鏡,專門用于學校天文科普教育。副校長王禮華說:“學校每年都會舉辦星空Party活動,讓學生可以近距離使用這臺望遠鏡?!?/p>
2023年12月,學校舉辦了以“尋覓星河 逐夢蒼穹”為主題的跨學科課程節,歷經“課程·發布會”“融合·課程周”“交流·復盤會”三個階段。短短十天的跨學科課程節,學生們盡情遨游在知識的海洋中,通過趣味十足的天文活動與浩瀚宇宙來了一場親密接觸,也讓他們在仰望星空的過程中感受到天文科學的無窮魅力。
此外,學校還構建了“天文·科技”跨學科課程體系,完成了配套教學手冊的分級研發。12冊內容覆蓋了“地”“月”“日”“宇宙環境”四大板塊,在每個板塊的主題學習中運用PBL項目式學習方式,在3-4個課時的學習中,融合了科學、語文、藝術、勞動、歷史、信息技術等多學科內容。
盤活科技資源,促進協同育人
從2001年松山湖科技產業園起步,到升級為國家級高新區,躋身珠三角國家自主創新示范區,再到2020年正式納入粵港澳大灣區綜合性國家科學中心先行啟動區,松山湖實現從“園”到“城”的華麗蝶變。
松山湖教育管理中心科研室主任徐潔介紹,目前園區內有23家省級新型研發機構、6所高等院校及20家全國、省、市級科普教育基地。松山湖大力構建學校、公園、場館、院所、產業集群,打開科學教育的場域邊界,構建全域協同育人大格局。
“在學校,我們接觸了理論知識,缺乏實際操作,因此這種體驗讓我們感到意外和興奮?!睎|莞第一中學的尹同學參加松山湖材料實驗室公眾開放日后表示,活動不僅帶來了新奇的體驗,還讓他意識到學校教育與實際生活之間的聯系,對未來的學習和職業規劃有積極的影響。
松山湖材料實驗室是廣東省建立的第一批省級實驗室之一,自2018年正式啟動以來,明確了金屬材料、陶瓷材料、能源材料等10個科研方向。近兩年來,實驗室獲批全國首個英才計劃協同培養基地、香港未來科技英才成長計劃內地首個協同培養基地、廣東省科普教育基地、廣東省兒童友好基地、東莞市科普教育基地等,已迅速成長為材料科學普及的前沿陣地。
與松山湖材料實驗室毗鄰的中國散裂中子源,是我國首臺、世界第四臺脈沖型散裂中子源,為國際前沿基礎科學研究和國家發展戰略諸多領域提供先進的中子散射研究和應用,被譽為探測物質微觀結構的“超級顯微鏡”。
5月18日,散裂中子源第七屆公眾科學日活動舉行,面向公眾開展一系列科普講座,開放科普展廳、科學家工作的加速器中央控制室和做實驗的靶站譜儀大廳,帶領大家深入大科學裝置探索微觀世界的奧秘。
“今天看到了中國高新尖端技術,確實很震撼。由此可以看出國家對高新技術產業的重視程度,我們作為國家的新生力量要腳踏實地、認真學習,努力為中國科技事業做出貢獻?!眮碜詵|莞市大朗第一中學的周同學參觀后有感而發。
放眼全市,東莞不斷整合優化科普教育資源,挖掘本土潛力,利用頂尖科技資源,深入貫徹推進科教融匯,形成學校、家庭、社會三位一體的科學教育生態,激發青少年好奇心、想象力、探求欲,培養具備科學家潛質、愿意獻身科學研究事業的青少年群體。