一、成果檔案
成果名稱:天一科學(xué)院:學(xué)生自主學(xué)習(xí)模式探索
主持人及主要成員:沈茂德、朱卓君、馮丹沁、鄧一波、沈新榮、鄧慶民
研究起止時間:2008年4月至今
二、成果簡介
針對學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力薄弱的問題,遵循兼顧基礎(chǔ)與特長、全體與個體、人文與科學(xué)的原則,江蘇省天一中學(xué)創(chuàng)建了“天一科學(xué)院”。
“天一科學(xué)院”,既是一個學(xué)生科技社團(tuán)自主管理的組織中心,更是一個學(xué)生自主學(xué)習(xí)的研究中心。在這里,學(xué)生以興趣為導(dǎo)向,自主組織科技社團(tuán),借助豐富的課程資源,開展真實(shí)問題的“項(xiàng)目研究”,在深度學(xué)習(xí)、非認(rèn)知學(xué)習(xí)過程中提升自主學(xué)習(xí)能力,為升入高校、終身學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。
經(jīng)過五年的研究與實(shí)踐,天一科學(xué)院形成了具有校本特色和創(chuàng)新意義的學(xué)生自主學(xué)習(xí)模式,進(jìn)行了以下幾個方面的探索:
形成了自主管理的運(yùn)行機(jī)制?!疤煲豢茖W(xué)院”以學(xué)生科技社團(tuán)為組織形式,通過“聯(lián)席會議”“社團(tuán)章程”等實(shí)現(xiàn)自主管理。
開發(fā)了自主選擇的豐富課程資源。開發(fā)了“面向全體、興趣導(dǎo)向、分層提升”的“三類豐富課程”,建立了“國內(nèi)協(xié)作、國際合作”的開放性課程資源。
優(yōu)化了自主研究的學(xué)習(xí)方式。以“項(xiàng)目研究”為載體,以“創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”為主要研究場所,采用“做中學(xué)、研中學(xué)”的方式,借助“e學(xué)習(xí)”平臺,展開對真實(shí)問題的自主研究。
構(gòu)建了自主多元的評價體系。構(gòu)建了以學(xué)生自主評價為主,結(jié)合社會權(quán)威機(jī)構(gòu)評價的多元評價體系。
“天一科學(xué)院”的六年研究實(shí)踐,提出了一種新的自主學(xué)習(xí)模式,學(xué)生呈現(xiàn)了積極學(xué)習(xí)的良好狀態(tài),形成了學(xué)校自主學(xué)習(xí)文化,產(chǎn)生了地區(qū)輻射、國際合作的積極影響。學(xué)校2011年被評為江蘇省創(chuàng)新人才試點(diǎn)學(xué)校,2013年被評為江蘇省課程基地優(yōu)秀學(xué)校,本研究成果也獲得了江蘇省人民政府教學(xué)成果特等獎。
三、歷程回眸
為解決學(xué)生“自主學(xué)習(xí)能力薄弱”成為阻礙學(xué)生創(chuàng)新能力發(fā)展的突出問題,我校從2008年開始,立足學(xué)生終身發(fā)展的需要,開始探索一種提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的組織形式與學(xué)習(xí)方式,力圖在提升學(xué)生學(xué)習(xí)情感動機(jī)、自主學(xué)習(xí)能力、改變學(xué)生學(xué)習(xí)方式過分單一等方面,探索一些有效的解決方法。
(一)探索起步階段(2000年-2008年):以“興趣、志向”為導(dǎo)向,成立科技社團(tuán)
早在上個世紀(jì)80年代初期,學(xué)校就開始了科技教育探索,成立“學(xué)習(xí)興趣小組”,為學(xué)有余力并且對理科課程感興趣的學(xué)生提供學(xué)習(xí)資源。當(dāng)時周秉鈞(電器維修)、孫德忠(無線電、航模)、朱敏生(植物栽培)等一批科技老師自編教材,自制教具與學(xué)具,勞技教育及課外興趣小組活動搞得轟轟烈烈,學(xué)校因此被評為江蘇省勞技教育先進(jìn)集體。1985年畢業(yè)、現(xiàn)已成為“長江學(xué)者”“國家杰出青年科學(xué)基金獲得者”和“973計(jì)劃”項(xiàng)目首席科學(xué)家的杜江峰,談及在天一母校學(xué)習(xí)的時候,印象最深刻的就是“有自主學(xué)習(xí)內(nèi)容與空間的興趣小組活動”,這對他投身科學(xué)研究產(chǎn)生了巨大影響。
從2000年起,我校就在高一、高二年級中開發(fā)和實(shí)施了研究性學(xué)習(xí)課程,主題為環(huán)境污染及治理、無錫旅游資料的開發(fā)利用、社會熱點(diǎn)透析、高新技術(shù)對社會發(fā)展的影響、生活中的科學(xué)與研究、中學(xué)生學(xué)習(xí)方法的研究等6個方面。研究性學(xué)習(xí)課程為天一中學(xué)必修課程,列入課表。另外,學(xué)生還可以利用周六、周日的假日新視野時間、暑寒假時間組織活動。研究性學(xué)習(xí)以及假日新視野活動涵蓋了全校所有的學(xué)生,彌補(bǔ)了“學(xué)習(xí)興趣小組”只面向少數(shù)學(xué)生的問題,但也存在學(xué)生研究不夠深入的難題。
2003年,我校成為首批中國科協(xié)青少年科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)學(xué)校。此后5年,學(xué)校陸續(xù)選派40多位骨干老師,參加了工程學(xué)、動物學(xué)、地球與空間科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、植物學(xué)、化學(xué)、計(jì)算機(jī)等8個學(xué)科領(lǐng)域的創(chuàng)新人才培養(yǎng)系列培訓(xùn)活動,其中馮丹沁、鄧一波老師成長為全國優(yōu)秀科學(xué)教師,沈新榮、張雪峰、馬暢、華激文、王宏娟等成長為科技社團(tuán)首席指導(dǎo)老師。學(xué)校還組建了以校長為組長的課題組,制訂課題研究計(jì)劃,在科技社團(tuán)建設(shè)、科技節(jié)活動、假日新視野科技活動、跨學(xué)科項(xiàng)目研究等方面進(jìn)行了許多有益的探索。
同年,第一批科技社團(tuán)成立,有著許多興趣趨同、學(xué)習(xí)意愿強(qiáng)烈的科技愛好者,他們按學(xué)術(shù)領(lǐng)域的不同,組建了科技社團(tuán),共同參與,自主運(yùn)作,民主管理,在社團(tuán)老師指導(dǎo)下親歷現(xiàn)實(shí)生活中實(shí)際問題的發(fā)現(xiàn)與解決。
科技社團(tuán)除了日常的學(xué)術(shù)活動之外,每年還組織“科技節(jié)”“科技夏令營”??萍忌鐖F(tuán)活動激發(fā)了學(xué)生的科學(xué)研究的興趣與志向,拓展了學(xué)生的學(xué)科視野,提供了科技特長發(fā)展的初級平臺,養(yǎng)成了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),提升了學(xué)生基本的合作探究的能力。學(xué)校還制訂了《天一中學(xué)研究性學(xué)習(xí)、科技創(chuàng)新活動獎勵條例》及《天一中學(xué)“科技教育專項(xiàng)基金”管理辦法》,以合理的獎勵機(jī)制激發(fā)大家的研究熱情。
學(xué)校依托科技節(jié),確保了科技創(chuàng)新活動的普及度;依托各類課程,確保了學(xué)生創(chuàng)造性能力和技能的培訓(xùn);依托假日新視野科技活動,開展了學(xué)生研究項(xiàng)目的孵化工作。一批學(xué)生的科技創(chuàng)新項(xiàng)目,通過孵化不斷深入,在省級、全國創(chuàng)新大賽紛紛獲獎。學(xué)校先后被評為“全國科學(xué)教育實(shí)驗(yàn)基地”“中國科協(xié)青少年科學(xué)創(chuàng)新人才培養(yǎng)優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)學(xué)?!薄敖K省青少年科技教育特色學(xué)?!?。
(二)整合發(fā)展階段(2008年-2012年):頂層設(shè)計(jì),整合資源,成立天一科學(xué)院
第一批科技社團(tuán)運(yùn)行下來,最具成就的是沈新榮老師帶的“天一天文社”。天文社以項(xiàng)目研究為載體,涉及天文學(xué)、地理學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)等學(xué)科。經(jīng)過校本選修課與研究性系列培訓(xùn)學(xué)習(xí),通過社團(tuán)活動課項(xiàng)目研究的深度學(xué)習(xí),社員的學(xué)術(shù)水平普遍得到提升,并逐步具備了角逐國內(nèi)外學(xué)術(shù)競賽的實(shí)力,成果豐碩,被評為無錫市十佳優(yōu)秀社團(tuán)。
為了讓更多學(xué)生受益,同時呼應(yīng)“錢學(xué)森之問”,我校借鑒“人大附中少年科學(xué)院”“上海少年科學(xué)院”“北京青少年科技創(chuàng)新學(xué)院”“美國創(chuàng)新人才培養(yǎng)的三環(huán)理論”等研究成果,創(chuàng)造性地立足本校、基于科技社團(tuán)群,進(jìn)行創(chuàng)新人才早期培養(yǎng)模式的頂層設(shè)計(jì),重點(diǎn)解決“學(xué)生缺乏積極學(xué)習(xí)的興趣驅(qū)動,學(xué)校缺乏有選擇性的課程內(nèi)容,學(xué)生自主學(xué)習(xí)缺乏自由、開放、互動的學(xué)習(xí)平臺,學(xué)校缺乏鼓勵自主學(xué)習(xí)及特長發(fā)展的評價方式”等問題。
為此,學(xué)校從技術(shù)組、實(shí)驗(yàn)室、地理組、歷史組,精選了30多位既有專業(yè)研究學(xué)科背景、又能勝任學(xué)生管理的老師,每2-3人組成一個科技社團(tuán)指導(dǎo)老師組,牽頭組建了工程研究院、信息研究院、模型研究院、物理研究院、生物研究院、化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究院、智能研究院、3W網(wǎng)絡(luò)工作室、視頻研究院、電子研究院、天文社、礦石愛好者協(xié)會、魔方社等13個分院。每年從高一新生中吸收300多名核心會員,第一屆會員由指導(dǎo)老師們利用高一軍訓(xùn)期間完成招募,第二屆會員開始由各科技社團(tuán)院長自主組織招募。
“天一科學(xué)院”有統(tǒng)一的章程、會旗、會員證,每個分院均設(shè)計(jì)了自己的社團(tuán)章程、會旗、宣傳展板、活動教程等等。天一科學(xué)院以“科技社團(tuán)”為主要組織形式,面向全體學(xué)生,以“校本選修課”為科技知識與技能學(xué)習(xí)基礎(chǔ),以“研究性學(xué)習(xí)”為主要學(xué)習(xí)方式,以“科技項(xiàng)目研究”為活動載體,通過“創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”與校外科技實(shí)踐基地平臺的搭建,充分利用“高中、高校、高新企業(yè)”學(xué)習(xí)資源,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新興趣和意識,提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,為將來成為科技創(chuàng)新人才打下基礎(chǔ)。
通過“整合社團(tuán)”“整合課程”“整合資源”等成立的“天一科學(xué)院”,為培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,提供了更好的物質(zhì)、環(huán)境以及管理等保障條件,也基本解決了原來各類科技社團(tuán)管理較分散、各類學(xué)科與學(xué)生項(xiàng)目研究不能很好銜接、課程資源不夠豐富等問題。實(shí)踐證明,“天一科學(xué)院”的組織形式、學(xué)習(xí)方式,突破了學(xué)科之間的壁壘,學(xué)生的思維方式更為靈活,視野更為開闊,自主學(xué)習(xí)能力得到很大的提高,形成了“真實(shí)問題、三高對接、項(xiàng)目孵化”的運(yùn)行模式,“科技普及、高峰對決、以賽促學(xué)”的活動組織范式等運(yùn)行機(jī)制。
2010年起,我校文學(xué)院、體育院、藝術(shù)院開始組建,借鑒并采用天一科學(xué)院自主學(xué)習(xí)的組織方式,根據(jù)自身特點(diǎn)和需要,調(diào)整豐富課程及研究項(xiàng)目,突出學(xué)生的主體地位,強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐能力,也取得了良好的效果。
(三)借助江蘇省課程基地、e學(xué)習(xí)試點(diǎn)項(xiàng)目,探索形成學(xué)生自主學(xué)習(xí)新模式
2012年,借助江蘇省STS綜合創(chuàng)新課程基地項(xiàng)目,我校建成了12個科技社團(tuán)活動根據(jù)地——“創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”,成立了相應(yīng)的科研團(tuán)隊(duì)(名師工作室),形成了一批主題性的“研究項(xiàng)目”,深入開展了“天一科學(xué)院:學(xué)生自主學(xué)習(xí)模式探索”的研究。
1.完善組織形式,確立以科技社團(tuán)群為核心的自主管理體系
“天一科學(xué)院”是學(xué)生自主學(xué)習(xí)的中心,它針對學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力薄弱的問題,立足于滿足不同潛質(zhì)學(xué)生的需要,旨在培養(yǎng)善于自主學(xué)習(xí)的終身學(xué)習(xí)者。
天一科學(xué)院設(shè)立導(dǎo)師團(tuán)項(xiàng)目孵化制度:導(dǎo)師團(tuán)由高校專家、高新企業(yè)工程師、科技社團(tuán)指導(dǎo)老師、項(xiàng)目研究指導(dǎo)老師、已換屆的優(yōu)秀會員等組成,為學(xué)生項(xiàng)目研究提供自主規(guī)劃、自主選擇、自主研究、自主調(diào)控、自主評價等方面的幫助。
天一科學(xué)院設(shè)立總院聯(lián)席會議制度,自主管理科學(xué)院:每月開一次院長、首席指導(dǎo)老師聯(lián)席會議,進(jìn)行日常工作布置及研討;每學(xué)期評選優(yōu)秀科技社團(tuán),發(fā)放活動經(jīng)費(fèi);每學(xué)年組織一次優(yōu)秀會員科技夏令營,考評個人學(xué)術(shù)能力,評選出100名左右研究水平高(授予“院士”或“研究員”學(xué)術(shù)稱號)、實(shí)踐動手能力強(qiáng)(授予“工程師”或“技師”學(xué)術(shù)稱號)的優(yōu)秀會員。
天一科學(xué)院專門設(shè)立公益性耗材超市,滿足學(xué)生個性化制作與研究的需要,成立天一科學(xué)院科技項(xiàng)目研究資助基金會,為貧困學(xué)生項(xiàng)目研究提供經(jīng)費(fèi)支撐。
2.開發(fā)了“三類豐富課程”和“三高合作社會資源”
為培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,借鑒美國教育心理學(xué)家蘭祖利(Joseph S. Renzulli)“豐富活動三元模式”,天一科學(xué)院以“面向全體、興趣導(dǎo)向、分層提升”為原則,開發(fā)了支持“豐富課程、豐富活動、豐富經(jīng)歷”的“三類豐富課程”。
第一類豐富課程,面向全體學(xué)生。主要是創(chuàng)造各種機(jī)會,讓所有的學(xué)生都能接觸到更多的學(xué)科領(lǐng)域,從而激發(fā)學(xué)生的興趣,拓寬學(xué)生的視野,解決特長發(fā)展方向選擇的問題。這類課程包括:科技節(jié)藝術(shù)節(jié)、名人課堂、科技社團(tuán)成果展示、趣味科技比賽活動、會員招募活動、科技發(fā)明專題講座等等。
如我校每年一次的校園科技節(jié),至今已經(jīng)開展了22屆。天一科學(xué)院承辦的最近幾屆科技節(jié),均有超過95個活動項(xiàng)目,參加師生超過4000人次,學(xué)生獲獎人數(shù)超1200人。開設(shè)了20場科技名人課堂,其中12場為高校專家學(xué)術(shù)報告,8場為本校科技社團(tuán)指導(dǎo)老師的專題科技講座,包含天文、研究性學(xué)習(xí)、卡通、人工智能、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、礦物研究,參與學(xué)生踴躍。還邀請了中國科技大學(xué)天文協(xié)會、南京航空航天大學(xué)模型協(xié)會、南京理工大學(xué)、東南大學(xué)、江南大學(xué)的大學(xué)生科技社團(tuán)來校進(jìn)行技術(shù)交流,收到200份創(chuàng)新方案,評出20多個很有價值的研究方案,并落實(shí)科技孵化指導(dǎo)老師跟蹤制度。
“師傅領(lǐng)進(jìn)門”,不僅僅是培養(yǎng)興趣,還需提供適切的基礎(chǔ)性培訓(xùn)課程,讓徒弟真正入門,這就是第二類豐富課程。第二類豐富課程,面向全體學(xué)生,主要是培育學(xué)生基本的科學(xué)素養(yǎng)、研究問題的基礎(chǔ)能力,解決自主發(fā)展能力的問題。這類課程包括:基于e學(xué)習(xí)的信息、通用、研究性學(xué)習(xí)技術(shù)整合課程,各類科技類校本選修課課程,各類社團(tuán)活動培訓(xùn)課程,研究性學(xué)習(xí)、社區(qū)服務(wù)及社會實(shí)踐課程中的科技活動項(xiàng)目,生長課堂觀下的科學(xué)教育課程等等。
如我校在高一和高二年級固定有80多門校本選修課,其中15門為針對科技社團(tuán)學(xué)生的科技創(chuàng)新人才早期培養(yǎng)課程,如模型制作、物理實(shí)驗(yàn)探究、電子控制技術(shù)、房屋模型設(shè)計(jì)、智能機(jī)器人基礎(chǔ)、礦物與巖石初學(xué)、微電影制作、網(wǎng)站開發(fā)等等,《多彩的化學(xué)實(shí)驗(yàn)天地》《斗轉(zhuǎn)星移天文學(xué)入門》校本選修教材已經(jīng)印刷出版。
第三類豐富課程,面向個體或小組學(xué)生,主要是培育學(xué)生自主發(fā)展、綜合運(yùn)用等科學(xué)素養(yǎng),增強(qiáng)學(xué)生研究和創(chuàng)新的能力。這類課程包括:各科技社團(tuán)自主研究項(xiàng)目、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室深度研究課程、大學(xué)企業(yè)合作項(xiàng)目、國際合作項(xiàng)目、挑戰(zhàn)性比賽項(xiàng)目等等。
如“低成本垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)研制”項(xiàng)目,由我校與英國斯伯丁文法學(xué)校、康明斯公司聯(lián)合完成。兩年中雙方同步組建電子、機(jī)械、商業(yè)三個學(xué)生研究小組,通過專題網(wǎng)站合作研究,成果共享,共同經(jīng)歷了一個科技項(xiàng)目從零起點(diǎn)、資料收集、項(xiàng)目分析論證、項(xiàng)目設(shè)計(jì)到項(xiàng)目開發(fā)、零部件采購及創(chuàng)作、半產(chǎn)品集中于天一中學(xué)聯(lián)合組裝、調(diào)試的一系列研究過程。
為解決學(xué)生自主研究時間不足、指導(dǎo)老師參與力度有限的問題,學(xué)校還開發(fā)了第二類、第三類豐富銜接課程。從2012年9月開設(shè)實(shí)施兩年一貫制每周兩課時的、基于e學(xué)習(xí)平臺的、通用技術(shù)與信息技術(shù)必修課程深度融合整合研究的省級e學(xué)習(xí)試點(diǎn)項(xiàng)目。該技術(shù)整合課程,不但能使學(xué)生擁有技術(shù)課程課標(biāo)所要求的基本學(xué)習(xí)經(jīng)歷和具有基本的技術(shù)素養(yǎng),而且還能通過選修模塊的開設(shè),在生活取向、興趣取向、職業(yè)取向方面滿足各類科技社團(tuán)會員個性化和多樣化的課程需求。通過基于課堂一個學(xué)期的挑戰(zhàn)性研究項(xiàng)目的學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的欲望,使學(xué)生把興趣、知識、創(chuàng)造思想和執(zhí)著精神,運(yùn)用到自己選擇的問題解決或研究領(lǐng)域中,保證他們有像一個真正的專業(yè)人員那樣去實(shí)實(shí)在在地解決問題的時間與空間。
三類豐富課程均面向全體學(xué)生,每一個學(xué)生都可以享受到一體化的課程服務(wù)。有的學(xué)生通過第一類豐富課程的學(xué)習(xí),對某一學(xué)科領(lǐng)域產(chǎn)生濃厚興趣,進(jìn)入“天一科學(xué)院”相應(yīng)的科技社團(tuán),參加一個與社團(tuán)研究領(lǐng)域有關(guān)的校本選修課、科技類研究性學(xué)習(xí)課題,繼續(xù)進(jìn)行第二類、第三類豐富課程的學(xué)習(xí)。也有的學(xué)生不完全按照這個軌跡,直接進(jìn)入某一類課程學(xué)習(xí),學(xué)校根據(jù)學(xué)生需要提供相應(yīng)的課程資源。三類豐富課程,不僅讓學(xué)生獲得更多的信息,還喚起了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的激情。
天一中學(xué)“三類豐富課程”實(shí)施5年來,培養(yǎng)了一批自主學(xué)習(xí)、自主研究及合作等方面能力超強(qiáng)的學(xué)生。比較突出的如徐奕凡,天一科學(xué)院電子研究分院會員。在校期間,他參加了學(xué)校的科技節(jié)活動,聆聽了多場學(xué)校的名人課堂講座(第一類豐富課程),對新能源產(chǎn)生了濃厚的興趣,加入天一科學(xué)院的電子科技社團(tuán),通過社團(tuán)課程的學(xué)習(xí),掌握了科學(xué)研究的基本方法、電子技術(shù)的基本技能(第二類豐富課程)。這期間,他還與其他同學(xué)一起參加了“中英合作垂直軸風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目”研究(自主探究項(xiàng)目),在導(dǎo)師的引領(lǐng)下親歷了真實(shí)問題研究的全過程。出于對能源方面的濃厚興趣和對相關(guān)領(lǐng)域的了解,他自主申報了“樹木生物電研究及其應(yīng)用”(自主創(chuàng)新項(xiàng)目)的高一研究性學(xué)習(xí)課題,借助學(xué)校的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究,研究論文在第四屆亞太動力與能源工程會議上發(fā)表。他在學(xué)習(xí)與研究的過程中,確立了投身新能源研究的志向,高三畢業(yè),考取美國賓夕法尼亞大學(xué)能源研究班繼續(xù)深造,新能源研究很有可能成為他一生的追求。
天一科學(xué)院的三類豐富課程開設(shè)需要大量的課程資源支撐,為此學(xué)校堅(jiān)持“國內(nèi)協(xié)作、國際合作”的方式,整合可利用的各類社會資源,廣泛開展“三高合作”活動。
第一是“高中—高中”合作。一是資源共建共享,學(xué)校加入教育部基礎(chǔ)教育資源共享聯(lián)盟,成為其共建單位,合作開發(fā)校本課程,實(shí)現(xiàn)了與全國100多所學(xué)校資源的完全共享。二是項(xiàng)目合作研究,已與美國哈佛大學(xué)-史密松天體物理中心、英國瑞德克里芙中學(xué)等32所國內(nèi)外友好學(xué)校合作開展“月坑研究”“風(fēng)能研究”等多項(xiàng)主題性研究。
第二是“高中—高校”合作。一是與北京大學(xué)、清華大學(xué)、中國科技大學(xué)、南京大學(xué)等18所高校合作,學(xué)生利用節(jié)假日走進(jìn)高校實(shí)驗(yàn)室。二是開設(shè)“名人課堂”,邀請近60名科學(xué)家、文化學(xué)者、教授博導(dǎo)、優(yōu)秀工程師等為學(xué)生作人文和科技專題講座。三是與高校合作建設(shè)了12個創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,如南京大學(xué)計(jì)算思維實(shí)驗(yàn)室、東南大學(xué)電子創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室等,這些創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室都是按照某一學(xué)術(shù)領(lǐng)域的科技社團(tuán)開展基礎(chǔ)性培訓(xùn)、項(xiàng)目研究活動而聯(lián)合建設(shè)的。
第三是“高中—高新企業(yè)”合作。一是建設(shè)“校外考察與實(shí)踐基地”,充分利用社會資源,形成了“遠(yuǎn)望號”基地、卡特彼勒技術(shù)研發(fā)中心、村田電子、松下電器、康明斯等19個社會性考察、實(shí)踐研究基地。二是與高新企業(yè)合作建設(shè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,如康明斯工程實(shí)驗(yàn)室。
3.形成了以“研究項(xiàng)目”為載體的“做中學(xué)、研中學(xué)”的新型學(xué)習(xí)方式
天一科學(xué)院學(xué)生的自主學(xué)習(xí)采用“做中學(xué)、研中學(xué)”的方式,即以“項(xiàng)目研究”為載體,以“創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”為主要研究場所,借助“e學(xué)習(xí)”平臺,展開基于真實(shí)問題的自主研究。
天一科學(xué)院建立了多學(xué)科支撐、跨學(xué)科的“項(xiàng)目研究”學(xué)習(xí)模型,初步形成了物理探究、化學(xué)趣味實(shí)驗(yàn)、實(shí)用生物、工程、技術(shù)整合、地理天文等6類主題性學(xué)習(xí)領(lǐng)域,每個領(lǐng)域都開發(fā)了相應(yīng)的校本選修課以及系列的“研究項(xiàng)目”。
“研究項(xiàng)目”根據(jù)項(xiàng)目的教學(xué)目標(biāo)不同分為必修項(xiàng)目和選擇性項(xiàng)目?!氨匦揄?xiàng)目”面向必修課的全體學(xué)生,結(jié)合國家課程,在課堂上實(shí)施,如結(jié)合技術(shù)課程的“設(shè)計(jì)的一般過程”單元,學(xué)生人人完成“LED節(jié)能小臺燈的創(chuàng)作項(xiàng)目”,這類項(xiàng)目重點(diǎn)培育學(xué)生的基礎(chǔ)研究能力。“選擇性項(xiàng)目”面向選修課、科技社團(tuán)及對某一方面有濃厚興趣的學(xué)生,包括必選項(xiàng)目和任選項(xiàng)目兩類。必選項(xiàng)目面向全體選修課學(xué)生,如選擇智能機(jī)器人技術(shù)選修課的學(xué)生,開展“避障機(jī)器人創(chuàng)作”項(xiàng)目研究;任選項(xiàng)目,面向個體或小組學(xué)生,在技術(shù)整合課程、研究性課程、科技社團(tuán)活動課程上,依托e學(xué)習(xí)互動平臺實(shí)施,這類項(xiàng)目重點(diǎn)培育學(xué)生的專業(yè)研究、深度自主學(xué)習(xí)能力(起到師傅領(lǐng)進(jìn)門的作用)。
其中,“任選項(xiàng)目”按照挑戰(zhàn)性難度分為三類:模仿探究項(xiàng)目、自主探究項(xiàng)目、自主創(chuàng)新項(xiàng)目(起到修行靠自己的作用)。
第一類是模仿探究項(xiàng)目,由教師提供近百個已解決問題的項(xiàng)目庫,包含盡可能多地解決問題的參考資料,供學(xué)生模仿比較并進(jìn)行探究創(chuàng)新,如“趣味光立方制作研究”“磁懸浮地球儀制作研究”等等;
第二類是自主探究項(xiàng)目,由教師提供沒有解決方案的項(xiàng)目題庫,學(xué)生在教師的指導(dǎo)下自主探究,讓學(xué)生親歷研究的全過程,如“垂直軸風(fēng)力發(fā)電研究”項(xiàng)目、“月球隕石坑研究”項(xiàng)目、“微引力透鏡和宇宙發(fā)現(xiàn)”項(xiàng)目等等;
第三類是自主創(chuàng)新項(xiàng)目,完全由學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題、研究問題和解決問題,如“河面船載油污收集器”研究等等。
“做中學(xué)、研中學(xué)”是以“研究項(xiàng)目”為載體的一種學(xué)習(xí)方式,“研究項(xiàng)目”的問題性、復(fù)雜性、過程性,使得這種學(xué)習(xí)方式具有自主、合作、探究的特點(diǎn);“研究項(xiàng)目”來自于生活中的真實(shí)問題,對問題的解決體現(xiàn)了對社會的責(zé)任意識,體現(xiàn)了“科技以人為本”的理念。
4.建設(shè)了“創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”和“自主學(xué)習(xí)e平臺”
課程基地項(xiàng)目實(shí)施以來,學(xué)校陸續(xù)新建或改建了12個不同領(lǐng)域的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,在引導(dǎo)學(xué)生動手實(shí)踐的過程中,最大程度地提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、研究問題、解決問題的能力。
“創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”包括中國科技大學(xué)普物實(shí)驗(yàn)室、南京航空航天大學(xué)飛機(jī)模型實(shí)驗(yàn)室、南京大學(xué)計(jì)算思維實(shí)驗(yàn)室、中國藥科大學(xué)中草藥基地實(shí)驗(yàn)室、東南大學(xué)電子控制實(shí)驗(yàn)室、南京理工大學(xué)智能機(jī)器人室、西安交通大學(xué)工程坊、康明斯工程實(shí)驗(yàn)室、地理天文實(shí)驗(yàn)室等等,創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室讓學(xué)生有機(jī)會在科研院所知名教授、專家的指導(dǎo)下,獨(dú)立地或與大學(xué)生合作開展科研項(xiàng)目模擬研究和創(chuàng)新實(shí)踐,以“項(xiàng)目實(shí)踐”“項(xiàng)目研究”“導(dǎo)師制”的方式培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。
借助于省e學(xué)習(xí)試點(diǎn)學(xué)校項(xiàng)目,天一科學(xué)院還開發(fā)了e學(xué)習(xí)平臺,包含新聞公告、科技社團(tuán)、三類豐富課程、三高合作社會資源、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、導(dǎo)師推介、培養(yǎng)機(jī)制、特色內(nèi)容、特色活動等欄目,突出豐富性、探究性、互動性、開放性。下轄四個子平臺:科技社團(tuán)互動平臺、校本選修課互動平臺、項(xiàng)目教學(xué)互動平臺、項(xiàng)目研究互動平臺。
科技社團(tuán)互動平臺,為天一科學(xué)院總院與13個分院的交流提供服務(wù)。其中包含各類自主招募活動、課程開設(shè)成果展示、組織機(jī)構(gòu)名單、項(xiàng)目研究活動、學(xué)術(shù)榮譽(yù)考評等板塊,是優(yōu)秀科技社團(tuán)考評的主要依據(jù)。
校本選修課互動平臺,為學(xué)生自主選擇課程提供服務(wù)。含教師申報、教務(wù)處管理、歷史記錄、選課結(jié)果與開課情況查詢、考評記錄等板塊。
項(xiàng)目教學(xué)互動平臺,為必修項(xiàng)目教學(xué)提供服務(wù)。含單元教學(xué)、項(xiàng)目介紹、項(xiàng)目背景材料、優(yōu)秀學(xué)生作品展評、師生與生生互動交流等板塊,著力培育學(xué)生基礎(chǔ)研究能力。
研究項(xiàng)目互動平臺,為學(xué)生自主開展必選項(xiàng)目、任選項(xiàng)目的研究提供服務(wù)。含項(xiàng)目征集、項(xiàng)目申報、項(xiàng)目審批、項(xiàng)目研究、資源配套、成果評比、激勵資助等板塊,引導(dǎo)學(xué)生自主探究與實(shí)踐創(chuàng)新。
5.完善了以學(xué)生自主評價為主、社會權(quán)威機(jī)構(gòu)評價為輔的評價體系
天一科學(xué)院突破傳統(tǒng)的學(xué)校考試評價模式,通過社團(tuán)內(nèi)特長考級認(rèn)定,科學(xué)院內(nèi)學(xué)術(shù)榮譽(yù)晉升,向高校自主招生推薦優(yōu)秀學(xué)員,社會科學(xué)權(quán)威機(jī)構(gòu)的學(xué)術(shù)評估、成果認(rèn)證、專利認(rèn)證、科技比賽等評價方式,構(gòu)建激勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)的評價體系。
社團(tuán)內(nèi)特長認(rèn)定。參加校本選修課、研究性學(xué)習(xí)課題、科技社團(tuán)自主研究活動的學(xué)生,滿一定學(xué)時、考核合格均可獲得相應(yīng)學(xué)分;參加優(yōu)秀課題展示、評比的學(xué)生還可以獲得相應(yīng)的等級證書;依據(jù)相關(guān)研究經(jīng)歷、研究成果及獲獎情況,各科技社團(tuán)可自行認(rèn)定特長等級。
科學(xué)院內(nèi)學(xué)術(shù)榮譽(yù)晉升。在科學(xué)研究方面有成果的優(yōu)秀會員還可以參評學(xué)校“院士”“研究員”等學(xué)術(shù)榮譽(yù),在科技創(chuàng)作方面有成果的優(yōu)秀會員則可以參評學(xué)校“工程師”“技師”等學(xué)術(shù)榮譽(yù),并獲得獲獎證書及金、銀獎?wù)隆?/p>
社會科學(xué)權(quán)威機(jī)構(gòu)學(xué)術(shù)鑒定。包括專利申請、權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)定、科技比賽等等。近年來,天一科學(xué)院每年有10多項(xiàng)發(fā)明專利申報成功,證實(shí)了學(xué)生研究成果的原創(chuàng)性與含金量;權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)定,如天一天文社社員發(fā)現(xiàn)主帶小行星20顆,認(rèn)證近地天體3個,獲國際天文學(xué)聯(lián)合會小行星中心確認(rèn),有關(guān)論文在國際天文雜志英國的《School Science Review》《Physics Education》發(fā)表。有10多名學(xué)生因科技研究經(jīng)歷豐富、成果優(yōu)秀被國內(nèi)外名校自主招生優(yōu)惠錄取。
“天一科學(xué)院”自主學(xué)習(xí)模式的探索,增強(qiáng)了教師進(jìn)行跨學(xué)科教學(xué)的綜合開發(fā)能力,相關(guān)研究成果在2014年的中國科協(xié)“普通高中拔尖學(xué)生培養(yǎng)項(xiàng)目”中期推進(jìn)會議上作了展示。學(xué)校成為教育部“中小學(xué)科學(xué)探究學(xué)習(xí)與創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制實(shí)驗(yàn)研究”項(xiàng)目示范學(xué)校,有4個研究性學(xué)習(xí)、項(xiàng)目研究載體開發(fā)、物理探究、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面的國家級子課題相繼結(jié)題。
自主學(xué)習(xí)模式的應(yīng)用,形成了以學(xué)生為中心的教學(xué)方式,在省內(nèi)外產(chǎn)生較大影響。近兩年來,國內(nèi)外近百所學(xué)校到訪,其中有32所學(xué)校建立研究合作聯(lián)盟,學(xué)習(xí)并借鑒“天一科學(xué)院”的運(yùn)作模式。
四、反思與展望
(一)天一科學(xué)院的組織形式,突破了班級授課制的限制
天一科學(xué)院以“科技社團(tuán)”為主要組織形式,搭建了“e學(xué)習(xí)”互動平臺,突出自主學(xué)習(xí)與合作探究,學(xué)習(xí)的時空已超越了課堂的范疇,學(xué)生在必修與選修課內(nèi)、社團(tuán)活動與社會實(shí)踐課外,隨時隨地均能開展相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)。由于大部分高一新生在初中已經(jīng)習(xí)慣于被動式學(xué)習(xí)方式,一下子很難適應(yīng),故初始階段指導(dǎo)老師的介入性輔導(dǎo)非常重要,而目前能勝任社團(tuán)團(tuán)隊(duì)管理、學(xué)生項(xiàng)目專業(yè)研究指導(dǎo)的學(xué)科老師非常匱乏,急需師范高校盡快增加這些教學(xué)內(nèi)容。另外學(xué)校自己也應(yīng)創(chuàng)新教師培訓(xùn)的培訓(xùn)方式與評價機(jī)制,適應(yīng)創(chuàng)新人才早期培養(yǎng)的教學(xué)需要。
(二)天一科學(xué)院課程形態(tài),體現(xiàn)了“跨學(xué)科、項(xiàng)目化、開放式”特征
學(xué)校開發(fā)了“三類豐富課程”“三高合作社會資源”,創(chuàng)建了12個創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容不再局限于教材,體現(xiàn)出“跨學(xué)科、項(xiàng)目化、開放式”的特征,學(xué)習(xí)領(lǐng)域科技與人文并重,突出“科技以人為本”的理念。但目前苦于學(xué)生項(xiàng)目研究用器材購買機(jī)制、購買經(jīng)費(fèi)來源的限制,遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際教學(xué)之需。建議有關(guān)部門能設(shè)立科技活動專項(xiàng)耗材經(jīng)費(fèi),并放權(quán)指導(dǎo)老師自行采購。
(三)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為,更多的是對真實(shí)問題積極主動地研究
天一科學(xué)院采用“做中學(xué)、研中學(xué)”的學(xué)習(xí)方式,形成了六類主題性學(xué)習(xí)領(lǐng)域,開發(fā)了系列的“研究項(xiàng)目”。“研究項(xiàng)目”來自于生活中的真實(shí)問題,在問題解決的過程中,既發(fā)展了學(xué)生的研究能力,又激發(fā)了學(xué)生的社會責(zé)任意識。但國內(nèi)尚缺少主題性學(xué)習(xí)、項(xiàng)目性研究的資源共享與學(xué)習(xí)平臺,急需相關(guān)高校、企業(yè)、教育研究機(jī)構(gòu)共同進(jìn)行相關(guān)資源開發(fā),為中學(xué)師資培訓(xùn)、學(xué)生研究項(xiàng)目學(xué)習(xí)提供技術(shù)支撐。
(四)天一科學(xué)院評價體系,突破了傳統(tǒng)的學(xué)校考試評價模式
通過社團(tuán)特長考級認(rèn)定,科學(xué)院學(xué)術(shù)榮譽(yù)晉升,教育行政部門科技比賽,社會權(quán)威機(jī)構(gòu)學(xué)術(shù)評估、國家專利論證等形式,構(gòu)建了自主、多元的評價體系,更有利于學(xué)生的志向激發(fā)與特長發(fā)展。但由于創(chuàng)新人才早期培養(yǎng)是一個系統(tǒng)工程,高中僅是其中的重要一環(huán),天一科學(xué)院培養(yǎng)出來的學(xué)生,科學(xué)研究素養(yǎng)顯著提高,而目前的高校自主招生,對學(xué)生這部分能力的考評還不夠重視,希望今后有所改觀。
(馮丹沁,江蘇省天一中學(xué),214101)
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