15年大科学教育:我们如何以完整的课程生态培养创新人才?

蒲公英智库 2024-07-11 11:44:04

作者丨陆颖

杭州绿城育华亲亲学校校长

学校一切教育行动的出发点和归宿都是人,促进人的发展是教育最根本的意义和价值。而一个人真正的成长,除了身体在长大,心智的发展更是关键。

中小学科学教育的核心目标是启迪心智,以“大科学观”让学生学会观察生活,认知世界,独立思考和解决问题;并将科学的精神和思想、科学的态度和方法,作为解决问题、创造实践的共同遵循和底层逻辑。

十五年的“创”“造”之旅

点亮创新之火

绿城育华亲亲学校将“创”“造”作为科学教育的重要内涵和实践方向,系统建构大科学教育校本实施体系,培养学生的批判力、审美力、想象力和创造力。2009年,为了回应钱学森之问,解决学生动手能力普遍偏弱的问题,学校启动了科学教育的校本规划与实践。

在这15年的迭代发展中,第一阶段设计和实施校本延展课程,主要开发了PBL-STEAM课程,以项目学习的方式,实现跨学科综合实践的普及。

第二阶段完善了“普及+选修,基础+提高”的国家科学课程实施方案,建立了空间技术、基地建设等支持系统。

第三阶段指向创造力培养,开展了设计思维与工程思维的探索实验,以心智发展为目标,对“创”、“造”的学习路径进行研究。

第四阶段建构了校本的科学素养升级系统。以评价引领项目开展,关注学生科学实践过程中的高阶思维和科学探究能力。

学校管理团队

需要闯过最具挑战的三关

这些年,在“创”和“造”的实践中,我们遇到了很多难题。总的来说,学校管理团队需要深入研究最具挑战的三个方面,并带领师生共同突破。

1 “鱼和熊掌”,二者如何兼得?

绿城育华亲亲学校作为一所九年一贯制学校,小学有学科质量评估的压力,初中有中考升学的压力。素养发展和应试能力一定是二元对立的吗?

经过多年实践,我们逐步有了头绪。学校有位吴同学,她在低年级的时候,学习认真,但是性格内向,缺乏自信,在数学和科学方面的表现并不突出。初二时,她和同学组队参加全国STEM项目挑战赛,荣获初中组第一名,被授予明星团队称号。他们设计解决了一个关于火星资源甲烷运输的问题,这也是科学家们遇到的一个真实问题。在项目成果展示和答辩的时候,中国教科院专家评委称之为“教科书般的展示”。

到了初三毕业的时候,吴同学既长于应试,又善于表达和交流,是一个能创造性解决问题的人。中考时,她的科学和数学两门都取得了非常棒的成绩。

通过总结我们发现:吴同学善于抓住真实生活的线索,终其想象之能,让创意驰骋,发展“创”能力;也懂得成果转化,用工程思维筹划,让理性与想象相伴相生,提升自己问题解决和产品落地的“造”能力。学习中,她不断挑战自我,迎难而上,这正是科学精神在萌芽。

这样的例子还有很多。实践证明,只要找对方法,鱼与熊掌是可以兼得的。

2 给足选择,让孩子都能找到兴奋点。

科学素养和创新能力的培养应该普及每个孩子,这就需要满足不同孩子多样化的学习需求。我们的策略是给足选择。

以科学学习中一个综合实践为例,首先,学习内容可选择。项目任务可以自定义,项目伙伴可以选择,组队的时候大家会考虑“兴趣、个性、能力、资源”等因素。

解决方案可选择。考试有标准答案,但是一个真实的“劣构问题”是没有标准答案的,可以殊途同归,可以通过不同的解决路径达到最终结果。

学习资源可选择。学校有约课制,学生可以根据项目学习的需求,预约不同专业的老师上课。

技术可选择。包括软件,学校平台上有很多APP可选,比如一些生成式人工智能。

空间可选择。学校有各种专用教室和学习场地供使用。

成果展示方式可选择。学生可以选择展览发布会或者是答辩会等,展示自己的学习研究成果。

最后,为了支持这种多样化的学习方式,学校设计了多元且包容的评估政策。

给足选择,让每一个孩子都能找到兴奋点,走上个性化学习之路。

3 优化路径,做好科学教育的加法。

科学教育涉及内容很多,需要培养的能力也很多。怎么做好加法呢?我们设计了四条路径。

单学科渗透。扎实落实国家基础科学课程,充分发挥其主阵地作用,不断丰富科学学科实践,鼓励探究学习、项目学习、自适应学习等多元学习,夯实学科基础。同时,也在数学、信息科技、劳动、美术等单学科中渗透科学教育。

超学科融合。真实问题的解决,必然涉及学科融合问题。学校通过两种以超学科形态呈现的人人必修的校本课程:UOI大单元主题探究课程和PBL-STEAM课程,助力学生的科学学习。

UOI主题探究课程围绕六大超学科主题,打破传统学科界限,以概念为驱动,把以科学为主,语文、数学、社会学等为辅的核心知识,融合在一个整体大单元中进行主题探究。PBL-STEAM课程是基于真实问题,以项目学习的方式,引导学生综合应用各学科技能,以数字建模、工程建模等多样化方法解决开放性的劣构问题,以发展学生的创造力,培育学生的科学精神。

补给类支持。学生在科学探究、项目实践中往往会发现未知的科学问题和自己未掌握的技能。立足学生学习需求,学校开出丰富的自选课程菜单,以“加油站式”补给的方式,在学习过程中满足学生专项或定制的个性化学习需求。

菜单上有科普类、技术类、科技类、智创类等56门课程供选择,如发动机的“前世今生”、素描设计、电子百拼、木匠工艺体验、创意雕刻、编程智多星、头脑奥林匹克、彩色玻璃等多种补给类支持课程。

自适应实践。学校设置了丰富的科学实践课程,除了日常学科实践、项目实践,还包括每年5月历时一周的科学实践体验周、暑寒假的科学研学课程等。

同时,学校还拓展了包括高校、博物馆、企业在内的25个实践基地,以及3个国外科学研学基地,让学生领略前沿科学,完成项目挑战,与科学家对话,为学生提供自适应学习的机会。

建构一个“四度”大课堂

学习终将走向真实世界,需要鼓励学生学以致用,进行更多元、更深度的学习。与此同时,学校紧紧抓住课堂学习的主阵地,为科学学习,建构一个“有温度、有宽度、有深度、有效度”的爱思科学大课堂。

强调人文与价值,将立德树人的根本任务落实到课堂上,鼓励孩子们做正确的、符合伦理道德、对社会有益的事情,激发孩子们的责任感和正能量。

强调学习与心智,重视课堂中的高阶学习,以思维培养和心智发展为核心目标。

强调组织与协同,采用丰富灵动的协同机制。比如,采用“循环问诊”、“鱼缸会议”、“画廊漫步”、“公交车站”等课堂组织形式,创设更多观点交流和碰撞的机会。

强调空间与技术,丰富功能区域,提供重要的物理环境和云上环境,打造一个智慧而自由的学习社区。

课程和课堂交织形成学校系统型的大科学教育实施体系。科学教育不仅仅是学习已知,知其所以然,更要探索未知,创造未来。科学教育不能局限在狭义的科学学科,需要进行跨学科融合。科学教育不仅仅发生在学校里,更要联结大社会,让天地自然成为孩子们的课堂。

用美好的教育温暖每一个孩子,唤醒其自主意识、生命活力,让每一个孩子不拘一格,自在欢快地成长。

来源丨第八届中国教育微创新理事年会

责编丨郝军志

美编丨张天禹

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