課題引領(lǐng)的科技特色課程建設(shè)

【摘 要】北京四中科技特色課是以科技課題研究的流程為主線，綜合各學(xué)科科技教育內(nèi)容的課程群體。課程群將課程分為基礎(chǔ)課程、拓展課程、拔尖課程三個(gè)層次，以適應(yīng)不同學(xué)生、不同階段的學(xué)習(xí)需求為原則選擇和組織課程教學(xué)內(nèi)容。科技特色課程內(nèi)容具有模塊化、層次化、跨學(xué)科的特點(diǎn)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中始終占據(jù)主動(dòng)地位，教師則作為引導(dǎo)者和促進(jìn)者，為學(xué)生搭建腳手架。

【關(guān)鍵詞】科技特色課程 高中課程改革 課程建設(shè)

近年來，特色課程的建設(shè)日漸深入。2023年《關(guān)于實(shí)施新時(shí)代基礎(chǔ)教育擴(kuò)優(yōu)提質(zhì)行動(dòng)計(jì)劃的意見》提出，推動(dòng)普通高中多樣化發(fā)展。建設(shè)一批具有科技、人文、外語、體育、藝術(shù)等方面特色的普通高中，支持一批基礎(chǔ)較好的地區(qū)和學(xué)校率先開展特色辦學(xué)試點(diǎn)，適應(yīng)學(xué)生特長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)和發(fā)展需要，提供分層分類、豐富多樣的選修課程，形成體現(xiàn)學(xué)校辦學(xué)特色的課程系列[1]。各地學(xué)校紛紛探索具有自身特點(diǎn)的科技特色課程，提升學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)、促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。北京市第四中學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“北京四中”）以高中新課程改革為契機(jī)，以全面提高學(xué)生科技文化素質(zhì)為目的，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為開拓重點(diǎn)，踐行“以人育人，共同發(fā)展”的教育理念，在多年的探索中，確立并完善了“寬基礎(chǔ)、四領(lǐng)域”指向拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的三級(jí)課程體系。

一、把握課程定位，明確課程目標(biāo)

北京四中在國(guó)家課程和公共基礎(chǔ)類課程的基礎(chǔ)上，根據(jù)班型特色和學(xué)生興趣分別開設(shè)了針對(duì)特長(zhǎng)領(lǐng)域?qū)W生的特修類課程、針對(duì)理科學(xué)術(shù)領(lǐng)域?qū)W生的特修類課程、針對(duì)人文領(lǐng)域?qū)W生的人文拓展課程、針對(duì)科技領(lǐng)域?qū)W生的科技類課程，再通過自修課程，達(dá)成拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

在整體教育教學(xué)理念的引領(lǐng)下，學(xué)校科技教育團(tuán)隊(duì)大膽實(shí)踐、深度挖掘、精耕細(xì)作，以期找到更加高效的創(chuàng)新培養(yǎng)之路。北京四中科技特色課是面向?qū)萍碱I(lǐng)域感興趣學(xué)生開設(shè)的科技類課程。科技教師團(tuán)隊(duì)經(jīng)過十余年的實(shí)踐，逐漸探索出適合北京四中學(xué)情的科技特色課程模式，將科技教育從以往零散存在，以活動(dòng)、講座為主的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑D(zhuǎn)變?yōu)槎鄬W(xué)科融合的模塊化、多層次教學(xué)。以科技課題研究流程為主線，針對(duì)學(xué)生獨(dú)特的課題內(nèi)容，在課堂中帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行科技課題研究，使學(xué)生具備分析、表達(dá)、理解和應(yīng)用的能力，著重培養(yǎng)學(xué)生的自主研究與創(chuàng)新能力，以適應(yīng)未來社會(huì)對(duì)拔尖創(chuàng)新人才的要求。

北京四中科技特色課程的課程目標(biāo)有三點(diǎn)。一是激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)。研究的課題一般與學(xué)生的興趣相關(guān)，是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下積極主動(dòng)選擇的，增加了學(xué)生的參與度。在研究過程中，教師提供資源和工具，鼓勵(lì)學(xué)生自主尋找信息、設(shè)計(jì)方案、解決問題。教師提供及時(shí)的反饋，幫助學(xué)生了解自己的進(jìn)步和需要改進(jìn)的地方。學(xué)生在研究過程中將學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際情境中，通過實(shí)踐加深理解和記憶。鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不斷自我反思，思考學(xué)習(xí)過程中的收獲和挑戰(zhàn)。

二是提高學(xué)生綜合解決問題的能力。學(xué)生進(jìn)行課題研究會(huì)經(jīng)歷科研的一般過程，通過文獻(xiàn)、試驗(yàn)、數(shù)據(jù)整理等進(jìn)行科學(xué)探究，形成一定的觀察能力、分析能力，能選擇科學(xué)的方法、構(gòu)思嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆桨福l(fā)展需要的科研知識(shí)、基本技能、基本思想、基本態(tài)度和基本經(jīng)驗(yàn)，獲得綜合解決問題的能力。

三是學(xué)生養(yǎng)成批判、創(chuàng)新、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯繎B(tài)度。課題研究過程是一個(gè)探索未知的過程，需要學(xué)生保持好奇心，愿意提出問題并尋求答案，不盲目接受信息，能從不同角度分析問題，評(píng)估論據(jù)的有效性。在研究過程中，遵循科學(xué)方法和學(xué)術(shù)規(guī)范，對(duì)數(shù)據(jù)和結(jié)果進(jìn)行嚴(yán)格驗(yàn)證，確保研究的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。認(rèn)識(shí)到研究是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，面對(duì)研究過程中遇到的困難，不輕言放棄，并能夠從失敗中學(xué)習(xí)，不斷調(diào)整和優(yōu)化研究策略。鼓勵(lì)創(chuàng)新思維，能夠嘗試新的研究方法和技術(shù)。學(xué)生通過課題研究，學(xué)習(xí)如何成為一個(gè)有批判和創(chuàng)新精神的研究者。

二、構(gòu)建多學(xué)科、多層次的課程群體

北京四中科技特色課程以科技課題研究的流程為主線，綜合各學(xué)科的科技教育內(nèi)容，組成了多門課程構(gòu)建的科技特色課程群體，努力覆蓋對(duì)科技感興趣的所有學(xué)生。根據(jù)學(xué)生對(duì)科技教育的興趣程度，課程群分為三個(gè)層次，一是面向全體學(xué)生的普適性基礎(chǔ)課程；二是面向部分學(xué)生興趣導(dǎo)向的拓展課程；三是面向進(jìn)入各種科技培養(yǎng)計(jì)劃學(xué)生的拔尖課程（見表1）。

基礎(chǔ)課程面向?qū)萍几信d趣的所有學(xué)生，包含數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物學(xué)、地理、通用技術(shù)、信息技術(shù)、心理等國(guó)家課程的科技教育內(nèi)容，按照國(guó)家規(guī)定的課時(shí)要求上課。這是科技教育的基礎(chǔ)載體。學(xué)生通過基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，掌握基礎(chǔ)的科學(xué)知識(shí)和技能。

拓展課程分為兩類。一類是科技前沿講座，每月一次，請(qǐng)各領(lǐng)域的頂級(jí)專家為學(xué)生開設(shè)講座，開拓學(xué)生的科技視野，擴(kuò)大對(duì)科技前沿的興趣。另一類是各學(xué)科教師利用自己的學(xué)科背景和研究特長(zhǎng)開設(shè)的科技拓展課程，面向?qū)Ρ绢I(lǐng)域有興趣并希望進(jìn)一步研究的學(xué)生，每周固定時(shí)間，時(shí)長(zhǎng)為2課時(shí)。學(xué)生在拓展課上主要進(jìn)行基礎(chǔ)課題研究，體驗(yàn)完整的課題研究過程，完成一篇完整的科技論文。之后將自己的研究成果在校級(jí)課題答辯會(huì)中展示交流，優(yōu)秀者被推薦參加區(qū)、市級(jí)的科技競(jìng)賽。

拔尖課程面向進(jìn)入中學(xué)生創(chuàng)新人才培養(yǎng)計(jì)劃的學(xué)生，如進(jìn)入英才計(jì)劃、后備人才計(jì)劃、科技俱樂部等的少數(shù)學(xué)生。這些學(xué)生由高校導(dǎo)師和中學(xué)指導(dǎo)教師共同輔導(dǎo)。因?yàn)閰⑴c培養(yǎng)計(jì)劃的高校有多所，所以眾多導(dǎo)師也有不同的研究方向。學(xué)校作為基地校，提供優(yōu)秀中學(xué)生生源，學(xué)生和高校導(dǎo)師雙向選擇。師生相互選定后，導(dǎo)師將自身研究領(lǐng)域和學(xué)生感興趣的方向相結(jié)合，為學(xué)生提供課程，具有很強(qiáng)的針對(duì)性。課程內(nèi)容緊密結(jié)合學(xué)生的科研選題。學(xué)生每周至少學(xué)習(xí)4課時(shí)高校課程、2課時(shí)校內(nèi)科技特色課程。中學(xué)指導(dǎo)教師主要提供科技課題研究基礎(chǔ)，如文獻(xiàn)檢索、文獻(xiàn)綜述、開題報(bào)告、論文撰寫等內(nèi)容方法的指導(dǎo)。在高校導(dǎo)師和中學(xué)指導(dǎo)教師雙導(dǎo)師的指導(dǎo)下，學(xué)生進(jìn)行科技前沿高端課題研究后，需要完成一篇具有創(chuàng)新性的科技論文。

三、課程內(nèi)容特點(diǎn)

在選擇和組織科技特色課程教學(xué)內(nèi)容時(shí)，北京四中以適應(yīng)不同學(xué)生、不同階段的學(xué)習(xí)需求為原則，課程內(nèi)容具有模塊化、層次化、跨學(xué)科的特點(diǎn)。

1. 模塊化

以拓展層面的科技特色課程群為例，北京四中通過問卷，調(diào)查學(xué)生感興趣的學(xué)科及研究方向，然后以調(diào)查結(jié)果為基礎(chǔ)在全校教師中篩選具有相關(guān)研究背景的科技教師，開設(shè)相應(yīng)的科技特色課程。每門課程為一個(gè)單獨(dú)的模塊，每個(gè)模塊都有明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)和內(nèi)容。目前開設(shè)了數(shù)學(xué)建模、分子生物實(shí)驗(yàn)、信息技術(shù)算法、人工智能、心理基礎(chǔ)、3D打印設(shè)計(jì)、電子技術(shù)、激光雕刻、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等多個(gè)模塊課程。

2. 層次化

根據(jù)學(xué)生的年齡和認(rèn)知水平，將課程內(nèi)容分為基礎(chǔ)、拓展、拔尖三個(gè)層次。基礎(chǔ)層面主要是普適性的基本概念、原理等，通過各學(xué)科教師的日常教學(xué)體現(xiàn)科技教育的相關(guān)內(nèi)容。拓展層面是學(xué)生掌握了基本的基礎(chǔ)知識(shí)和技能之后，在相應(yīng)感興趣的領(lǐng)域增加學(xué)習(xí)內(nèi)容的復(fù)雜性和深度，目的在于幫助學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決具體問題。拔尖層面為極少數(shù)學(xué)生提供更深入學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，涉及一些高級(jí)問題、復(fù)雜問題的解決和拔尖創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3. 跨學(xué)科

從課程整體看，科技特色課程不是傳統(tǒng)的單一課程，需要建立由不同學(xué)科背景教師組成的跨學(xué)科師資團(tuán)隊(duì)，共同設(shè)計(jì)和教授課程。從對(duì)學(xué)生的調(diào)查顯示，他們感興趣的領(lǐng)域包含工程技術(shù)、物理與天文、化學(xué)、數(shù)學(xué)與建模、心理與社科、生物醫(yī)藥與環(huán)境、信息與通信等多個(gè)領(lǐng)域。在教學(xué)過程中，我們鼓勵(lì)教師和學(xué)生之間開展跨學(xué)科的交流與合作。

四、多維度課程評(píng)價(jià)融合

課程建設(shè)需要評(píng)價(jià)的參與，評(píng)價(jià)能夠幫助課程建設(shè)者擺正觀念、拓寬建設(shè)思路，促進(jìn)課程更好地發(fā)展。對(duì)正在形成的課程計(jì)劃，通過評(píng)價(jià)找出優(yōu)缺點(diǎn)及成因，為修訂提供建議，這樣反復(fù)迭代能夠使課程不斷完善。

1. 定量評(píng)價(jià)與定性評(píng)價(jià)相結(jié)合

（1）學(xué)分量化評(píng)價(jià)

科技特色課程是進(jìn)入學(xué)校課表的課程，按照選修課的形式，以學(xué)分量化。學(xué)生修完全部課程后，需要完成一項(xiàng)完整的課題研究并撰寫一篇完整的科技論文，方能獲得學(xué)分。

（2）參與式定性評(píng)價(jià)

院士面對(duì)面、科技大講堂、野外科學(xué)考察等多種活動(dòng)類課程的主要評(píng)價(jià)方式是參與式評(píng)價(jià)，如每次講座都為學(xué)生準(zhǔn)備講座記錄單，學(xué)生需要在記錄單上記錄講座筆記和自己的思考。

2. 過程性評(píng)價(jià)和終結(jié)性相結(jié)合

（1）過程性評(píng)價(jià)

學(xué)生在參與科技特色課程期間會(huì)進(jìn)行階段性評(píng)價(jià)，包括選題確定、研究計(jì)劃制訂、論文撰寫、課題交流展示等環(huán)節(jié)，確保課題在有限的時(shí)間內(nèi)有效推進(jìn)。同時(shí)，研究過程中學(xué)生也要隨時(shí)記錄，并以研究日志的形式呈現(xiàn)。評(píng)價(jià)貫穿整個(gè)特色課程教學(xué)過程，用一個(gè)階段的過程性評(píng)價(jià)，引出下一個(gè)階段的特色教學(xué)內(nèi)容，完成教學(xué)任務(wù)后，再進(jìn)行過程性評(píng)價(jià)，形成良性周期性教學(xué)與評(píng)價(jià)的循環(huán)。

（2）終結(jié)性評(píng)價(jià)

終結(jié)性評(píng)價(jià)的目標(biāo)為研究論文。學(xué)校組織不同學(xué)科的高校專家和校內(nèi)科技教師組成答辯指導(dǎo)小組，請(qǐng)學(xué)生將論文做成PPT和展板的形式并進(jìn)行介紹，答辯指導(dǎo)小組分學(xué)科為學(xué)生的論文評(píng)分。

3.自評(píng)與互評(píng)相結(jié)合

（1）自評(píng)

研究過程中有研究過程記錄單，方便學(xué)生及時(shí)記錄研究中遇到的問題或者突發(fā)的靈感。一個(gè)完整的課題不僅有論文，還需要提交一系列覆蓋整個(gè)研究過程的材料，包括研究日志、研究方案、研究試驗(yàn)記錄、遇到的困難及解決方法記錄、研究論文、研究照片等，學(xué)生首先對(duì)自己的資料進(jìn)行自查。

（2）互評(píng)

互評(píng)不僅包括生生互評(píng)，也包括師生互評(píng)。在研究過程中，組織學(xué)生對(duì)自己研究的課題進(jìn)行演講，教師和其他學(xué)生負(fù)責(zé)提問或者提出建議，推動(dòng)課題研究螺旋前進(jìn)。每學(xué)期結(jié)束，向?qū)W生發(fā)放問卷，調(diào)查他們對(duì)科技特色課的滿意度以及建議。

課程實(shí)施過程中多維度的評(píng)價(jià)，幫助學(xué)生全方位認(rèn)識(shí)自己的學(xué)習(xí)狀態(tài)和成果，實(shí)事求是地反思矯正不足，發(fā)揚(yáng)優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)下一步學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)

[1] 教育部 國(guó)家發(fā)展改革委 財(cái)政部關(guān)于實(shí)施新時(shí)代基礎(chǔ)教育擴(kuò)優(yōu)提質(zhì)行動(dòng)計(jì)劃的意見[EB/OL].（2023-08-16）[2024-09-10].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A06/s3321/202308/t20230830_1076888.html.

本文系北京市教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2022年度一般課題“北京四中科技特色課程實(shí)踐研究”（課題編號(hào)：CDDB22278）研究成果。

（作者單位：北京市第四中學(xué)）

責(zé)任編輯：胡玉敏