中学生科技创新实践活动校本化实践探究

    汤磊 鲁先法

    

    

    

    摘 ?要 中学生科技创新实践活动的校本化，是科技教育普及的重要途径。合肥一中从学生的科技素养、实践能力和创新意识等角度着眼，开发机器人设计与制作、航模课程、单片机、无线电、创客等校本课程，实施选班制教学，讓传统的精英科技竞赛和社团活动走向课程和课堂，让科技创新实践活动更加普及，让更多的学生从中收益，得到成长。

    关键词 校本课程;科技创新实践活动;机器人;实验室;校本教材;创客

    中图分类号：G632.3 ? ?文献标识码：B

    文章编号：1671-489X（2019）13-00126-04

    1 研究背景

    科技创新实践活动是培养学生热爱科技、学习科技、探索科技，提升学生动手实践能力和创新能力的良好载体。一些发达国家如美国、日本等很早就提出科技教育，并作为国家课程在学校中普遍开展。

    近年来，国内中学生科技创新实践活动在教育部、中国科协等部门的大力推动下如火如荼地开展起来，但由于受到传统教育观念、功利化思想等影响，学校在开展中往往缺乏科学性和系统性。国内很多中学开展的科技创新实践活动绝大多数是通过课外活动的方式进行，很多学校是以兴趣小组、社团等方式实施的，无课程体系，尤其缺少教学上的深入研究，中学生的科技创新和实践能力等素养普遍比较低。

    经过十几年的发展，合肥一中在科技创新实践活动领域积累了丰富的经验并取得卓越的成果。目前，合肥一中正在大力打造“七彩课程”，其中重要的一“彩”就是科技类课程，并将其纳入学校正式课表，每周两个课时，固定时间、专门教室、专任教师开展教学。学校依托科技创新实践基地，积极开展各类科技创新实践活动教学，如机器人教学、航模教学、无线电测向教学、单片机教学、科技创新教学等，并已形成具有鲜明特色的科技创新实践活动的校本课程资源。合肥一中科技创新实践活动的校本化对同类学校推进科技创新实践教学有一定的参考和借鉴意义。

    2 合肥一中科技创新实践活动校本化

    课程目标 ?合肥一中以“全面施教、广育英才”为办学宗旨，以“怀天下抱负、做未来主人”为校训。科技创新实践活动的校本化主要是以科技创新实践活动的校本化实施目标为“纲”，以各个创新实践活动的校本教材研究为“本”，通过课程的实施，充分挖掘学生的潜能，为学生的终身发展奠定基础。课程的目标是激发学生对于科技的兴趣，掌握相应的科技知识和技能，培养学生科学思维的能力和科学方法运用，树立正确的世界观和价值观等。学生能够对科技现象和科技问题进行感知和体悟，科技意识得到提升;有计划、有组织地进行科技创新实践活动，融理论、实践、创新制作、交流、展示和表达于一体，培养学生探究和创新精神、实践能力、分析和解决问题的能力、团队合作的精神、严谨的学习态度、良好的科学素养和科学品质。

    课程体系 ?合肥一中校领导高度重视科技创新实践活动，专门成立校科创中心。学校对科技创新实践活动进行整体规划，建立了科技创新实验基地，分批投入几百万元资金，配备相应的教学设备和仪器。目前，学校共有八个实验室，分别为VEX机器人实验室、FLL机器人实验室、单片机实验室、航空与航天实验室、无线电测向实验室、创客实验室、科技创新实验室、地球空间实验室。每个项目科技活动负责人负责相应教室的使用、管理和维护，如表1所示。合肥一中科技创新教育如图1所示。分为校内课程平台和校内外活动平台。校内课程平台主要由通用技术课程、信息技术课程、科技创新实践类选修课程、学术课程和研究性学习构成。校内外活动平台主要由中学生英才计划、安徽省科学探索夏令营、科技社团和科技竞赛、科普讲座、校园科技节、巢湖地质学实践等组成。中学生科技创新实践活动的校本化主要研究的是科技创新实践类选修课程。

    合肥一中在机器人、科技创新、航模、无线电、创客等项目上均取得骄人的成绩，许多学生在活动中得到很好的锻炼和提升。历经多年实践，虽然社团和科技竞赛活动满足了合肥一中部分学生的需要，融入了合肥一中的学校文化，逐渐形成合肥一中科技创新实践活动的特色和品牌。但是，开发出来的校本资源还是很少，这和学校科技教师更注重技术研究而忽视对教学的研究有很大关系。对原有的资源进行进一步梳理、整合和优化，在原有的科技活动的基础上，进一步打造合肥一中校本化的科技创新实践活动，使得科技活动和课程相得益彰，如图2所示。

    合肥一中科技创新实践活动课程主要由VEX机器人设计与制作、FLL机器人设计与制作、航空航天模型课程、单片机课程、发明家课程、无线电测向课程、科技创新课程、创客课程等组成。

    课程开发与实施 ?科技创新实践活动类校本课程的开发要基于设定的课程目标，科技教师可以利用原有科技社团活动的相应资源，依据校情、学情进行开发。校本教材开发过程中应注重学生创新能力、动手实践能力的培养，选择稍微简单点儿、具有一定可操作性的项目，让学生去体悟所学的知识和技能，注重学生科技精神和品质的养成。如机器人校本课程融合了机械、电子、程序设计、自动化和人工智能等知识，实践性强，深受学生喜爱。通过机器人课程的学习，学生能够掌握机器人的相关知识，小组合作设计并制作机器人，编写、调试程序，完成相应的任务。

    合肥一中在校本教材《机器人设计与制作》（如图3所示）编写过程中就充分考虑学生原有的知识储备，基础知识和挑战性知识相结合、理论与实践结合，注重学生创新精神和团队意识的培养。目前，适合开设机器人的校本课程资源相对匮乏。合肥一中借助原有的机器人社团活动室，利用机器人竞赛活动的设备和器材并适当加配课程项目需要的设备和器材，由经验丰富、业务能力强的机器人竞赛金牌教练担任任课教师，机器人竞赛团队的学生兼当助教，开展教学，保证机器人校本课程的顺利进行。除机器人课程外，其他的科技实践活动课程也借助学校现有资源开发相应的校本课程资源，如图4所示。

    合肥一中以“学生终身发展”为教育目标，在高一、高二阶段开设科技创新实践活动校本课程。高一阶段以普及型的课程为主，学生根据自己的兴趣和爱好，按照合肥一中选课指南在网上选择相应的课程，如表2所示。为帮助学生科学有效地选课，学校技术组开发了选课系统，每门校本课程都有相关介绍，避免学生盲目选课。周三下午三、四节课两节连堂，进行校本教学，共计九周时间。对于学有余力的学生，还可以在科技教师的带领下，利用课外活动时间和假期进行更深入的学习和实践。

    高二的学生是在高一学习基础上选拔的核心骨干成员，这些学生经过一年的学习，已经掌握了基础知识并具有浓厚的兴趣，在校外专家和校内教师的引领下更深入、更有针对性地学习相应的知识，并将知识创造性地运用到问题的解决中。同时，将相应的实践与研究和科技竞赛活动相结合，鼓励和组织优秀学生参加科技创新大赛、机器人竞赛、航模比赛、无线电比赛和创客比赛等科技竞赛。通过比赛来锻炼和提升学生，利用比赛来推动学生的学习和研究。

    课程的评价 ?科技创新实践活动课程的有效实施离不开科学合理的评价。科技创新实践活动课程虽然没有高考指挥棒的指挥，但是学生是基于兴趣和爱好的选择，实践性较强，他们兴趣浓厚。目前，全国、省内和市里都没有统一的评价标准，学生的评价由教师自行组织，所以教师需要设定评价标准。合肥一中的经验是，建立在学生认知特点和学生需求的基础上，注重传统评价的同时更注重过程性评价，强调学生的学习过程和学习过程中的体验，如表3所示。

    3 合肥一中科技创新实践活动校本化的成效

    合肥一中科技创新实践活动校本化初见成效，经过几年的课程开发和教学，取得丰硕成果。

    促进了校本课程的生成，整合现有资源，建立校本课程体系 ?科技创新实践活动立足校内，借助学校现有的资源，对学校原有的科技创新实践活动课程进行系统化梳理和整合，构建课程体系，完善、丰富、拓展相应的课程，逐步开发出具有学校特色的科技创新课程，并进行教学实践研究。合肥一中开发的科技创新实践活动校本教材因质量高、效果好，在合肥市优秀校本教材评比中多次获奖，开设的相关课程多次被媒体报道。

    提高学生的科学素养和技术素养 ?学生高质量地参与科技创新实践活动是实施素质教育的途径之一，也能很好地促进学生发展。通过科技教育，学生积极思考、动手实践、创新设计，培养创新精神和实践能力，提高科技素养，实现学校“全面施教、广育英才”的人才培养目标。合肥一中通过开展机器人、科技创新、无线电测向、航模等各类科技创新实践活动，培养了一大批学业优异、能力突出、在国内外各类科技竞赛中屡摘桂冠的优秀学生。很多学生因综合素质较高而被清华、北大、中科大、北航、同济等国内名校及美国康奈尔大学、杜克大学、加利福尼亚大学伯克利分校等世界著名高校录取。

    促进学校特色发展 ?很多学校都将科技实践活动作为素质教育和特色教育的主阵地之一，这对学生的成长很有帮助，将科技实践活动打造为学校的亮点，既是学生成长的需要，也是学校发展的需要。扎实开展科技创新实践活动，并将其纳入学校的课程体系，可以促进学校的特色发展。合肥一中因科技创新实践活动的扎实开展，连續多年被评为科协系统“优秀单位”“特色学校”等，科技活动成为学校的一大亮点。

    促进科技教师专业发展 ?科技创新实践活动校本化的实践和研究可以使科技创新实践活动在学校的开展逐渐系统化、规范化、高效化。科技教师通过不断学习和实践，构建课程体系，研究教学方法，开发教学资源，不断提高自己的教学水平。通过这种方式，合肥一中科技教师的专业水平得到极大提升，参与省、市科技教学竞赛获得过多项大奖，多人次被评为合肥市优秀科技辅导教师，并受到省市的嘉奖。

    4 结语

    合肥一中开展科技创新实践活动，提倡“为学生的人生加分”。学校不断加大各方面的投入，充分发挥利用这个舞台，培养学生的创新意识、创新精神、实践能力等，形成不断进取、勇于探索、开拓创新的个性品质，让学生终身受益，为国家输送大批综合素质较高的创新型人才。

    参考文献

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