【摘 要】本文探討了初中階段科創(chuàng)教育面臨的挑戰(zhàn)，提出了“普惠、開源、常態(tài)化”的教育理念?；葜?、中山、湛江三地經(jīng)過十年的實踐，開發(fā)開源教學(xué)資源，改革教學(xué)模式，促進了教育資源均衡和學(xué)生創(chuàng)新能力的提升。實踐成果表明，該理念有效提升了學(xué)校業(yè)績、教師專業(yè)發(fā)展和學(xué)生綜合素質(zhì)。

【關(guān)鍵詞】普惠；開源；常態(tài)化；科創(chuàng)教育；TPBL

【中圖分類號】G434 【文獻標志碼】A

【論文編號】1671-7384（2024）010-052-03

當前科創(chuàng)教育雖然日益受到重視，但仍存在諸多亟待解決的問題。一是教育資源分布不均。這種不均衡導(dǎo)致了許多學(xué)生無法接觸到高質(zhì)量的科創(chuàng)教育，限制了他們的創(chuàng)新能力和科學(xué)素養(yǎng)的提升。二是教學(xué)材料和課程缺乏開源性和時效性。傳統(tǒng)的科創(chuàng)資源和課程往往缺乏開源性，難以適應(yīng)快速發(fā)展的科技變革。同時，教學(xué)資源和課程內(nèi)容的更新速度也較慢，無法及時反映最新的科技成果和創(chuàng)新理念，從而影響了科創(chuàng)教育的效果。三是教學(xué)模式僵化，缺乏實踐性。這導(dǎo)致科創(chuàng)教育流于形式，無法真正培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。四是科創(chuàng)教育與學(xué)科融合不足?？苿?chuàng)教育往往被視為一個獨立的領(lǐng)域，與其他學(xué)科的融合度不高。這種孤立的教育模式限制了科創(chuàng)教育的深度和廣度，也影響了學(xué)生綜合素養(yǎng)的提升。五是社會對科創(chuàng)教育的認識和重視程度不夠。許多家長和學(xué)校更注重傳統(tǒng)學(xué)科的成績和升學(xué)率，而忽視了科創(chuàng)教育對于學(xué)生未來發(fā)展的重要性[1]。

普惠、開源、常態(tài)化的科創(chuàng)教育理念的提出

在科創(chuàng)教育實踐中，普惠、開源、常態(tài)化的核心理念不僅貫穿于我們的教育實踐，也深刻影響著我們的教學(xué)方式和內(nèi)容。普惠性是科創(chuàng)教育實踐的基石。每個孩子都應(yīng)享有平等接受科創(chuàng)教育的權(quán)利。開源性是科創(chuàng)教育的靈魂。通過開源的方式，優(yōu)質(zhì)的科創(chuàng)教育內(nèi)容和教學(xué)策略得以廣泛傳播。常態(tài)化是科創(chuàng)教育的目標。我們努力將科創(chuàng)教育納入常規(guī)教學(xué)體系，使其成為學(xué)生學(xué)習(xí)生活中不可或缺的一部分。在這一理念的指引下，我們的科創(chuàng)教育實踐不斷煥發(fā)新的活力，為培養(yǎng)更多具有創(chuàng)新精神和實踐能力的優(yōu)秀人才貢獻力量。

惠州-中山-湛江科創(chuàng)教育十年實踐與探索

1.科創(chuàng)教育共同體：構(gòu)建教師專業(yè)發(fā)展新路徑

惠州、中山、湛江三地積極響應(yīng)教育創(chuàng)新的號召，攜手構(gòu)建科創(chuàng)教育共同體，旨在通過共享資源、互通有無，共同提升科創(chuàng)教育水平。我們依托三地的省市信息科技名教師工作室，建立了定期教研機制，為教師們搭建了一個交流學(xué)習(xí)的平臺。在這一機制下，三地教師定期聚集，共同探討科創(chuàng)教育的理念、方法和實踐。通過分享各自的教學(xué)經(jīng)驗，教師們不僅增進了對科創(chuàng)教育的理解，還激發(fā)了新的教學(xué)靈感。同時，這也為三地教師提供了一個難得的專業(yè)成長機會，他們在實際教學(xué)中遇到的問題，可以在這個平臺上得到同行的建議和幫助。此外，科創(chuàng)教育共同體的建立，還促進了三地教育資源的均衡分配和優(yōu)化配置。教師們通過互相學(xué)習(xí)，不斷提升自己的專業(yè)素養(yǎng)，進而推動科創(chuàng)教育在更廣泛的區(qū)域內(nèi)得到普及和提高。這一教研機制的實施，不僅有助于教師的專業(yè)發(fā)展，更為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的學(xué)生奠定了堅實基礎(chǔ)。

2.開發(fā)開源課程：讓教師和學(xué)生能夠自由獲取和使用

設(shè)計初中科創(chuàng)課程，需考慮學(xué)生的認知發(fā)展、興趣、學(xué)習(xí)目標、跨學(xué)科整合、技術(shù)資源、教學(xué)策略、地域文化特色、可持續(xù)發(fā)展理念、創(chuàng)新能力培養(yǎng)等因素。根據(jù)皮亞杰的認知發(fā)展理論、經(jīng)驗學(xué)習(xí)理論等，歷經(jīng)多年的實踐，同時參考信息科技、綜合實踐、藝術(shù)等課程標準不斷對現(xiàn)有課程進行優(yōu)化，最終形成普惠、開源的智創(chuàng)科技課程群。歷經(jīng)多年的實踐與優(yōu)化，目前三地已形成基礎(chǔ)類課程、拓展類課程、特色類課程。其中，基礎(chǔ)類課程包含python程序設(shè)計基礎(chǔ)、掌控板基礎(chǔ)與入門、Mixio物聯(lián)網(wǎng)探索與實踐、人工智能基礎(chǔ)與入門；拓展類課程包含激光切割與創(chuàng)意設(shè)計、App開發(fā)、AIOT設(shè)計與實踐；特色課程包含湛江智慧種植與海洋牧場課程、惠州客家文化課程、中山美食文化課程等。這些課程具有如下特點。一是興趣為主，基于“做中學(xué)”“用中學(xué)”“創(chuàng)中學(xué)”的理念，課程能夠有效地激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在動機。二是內(nèi)容多樣化，學(xué)生有更多的選擇性和自主性，能夠滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)速度和風(fēng)格。三是課程重視學(xué)科原理講解，體現(xiàn)“科”“技”并重。所有課程的設(shè)計體現(xiàn)教—學(xué)—評一致性，重視基于學(xué)生認知水平的真實情境創(chuàng)設(shè)，以能引起學(xué)生深度思考的驅(qū)動問題導(dǎo)入，在形式上重視對問題的抽象、分解、建模等過程。四是指向高階思維能力的培養(yǎng)。在課程設(shè)計中，深度融入安德森的知識分類框架和布魯姆的教育目標分類模型，將學(xué)科核心素養(yǎng)的要求與之匹配，通過課程聚焦學(xué)生分析、評價、創(chuàng)造等能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生的綜合能力和解決復(fù)雜問題的能力，從而促進學(xué)生核心素養(yǎng)的形成，為學(xué)生的全面發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。

3.以學(xué)為中心，以TPBL撬動教學(xué)模式改革

由于信息科技的課時特殊性，為更好地促進教學(xué)模式改革，我們在總結(jié)PBL模式的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于技術(shù)的項目化學(xué)習(xí)教學(xué)模式，即TPBL[2]。TPBL是“Technology-based Project-Based Learning”的縮寫，即基于技術(shù)的項目式學(xué)習(xí)。這是一種將技術(shù)貫穿于項目設(shè)計前期、項目實施和總結(jié)的教育方法，通過使用技術(shù)工具和資源來支持項目為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)活動。

（1）TPBL模式的核心目標。TPBL模式的核心目標是將教育從傳統(tǒng)的知識技能傳授轉(zhuǎn)向素養(yǎng)教育，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。這一轉(zhuǎn)變強調(diào)學(xué)生不僅要掌握知識，更要發(fā)展批判性思維、創(chuàng)新能力和溝通協(xié)作技能。該模式通過技術(shù)支持的項目化學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的主動性和問題意識，鼓勵他們提出問題、分析問題并主動尋找問題的解決方案。在這一過程中，學(xué)生的創(chuàng)新能力得到加強，他們被鼓勵在項目實踐中探索新知識和技能，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。此外，TPBL模式通過團隊合作的方式，強化了協(xié)作學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，使學(xué)生在團隊中學(xué)會相互支持、共同解決問題，從而提升團隊精神和協(xié)作效率?？傮w而言，TPBL模式致力于通過項目化學(xué)習(xí)，促進學(xué)生的全面發(fā)展，為他們未來的學(xué)術(shù)和職業(yè)生涯奠定堅實的基礎(chǔ)。

（2）TPBL模式的實踐思路。新型課堂必須以學(xué)生為中心，TPBL模式通過數(shù)字化工具實現(xiàn)教學(xué)活動的數(shù)據(jù)化。

以八年級物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用中“制作在線投票器”一課為例。項目前期，教師首先利用UMU平臺發(fā)布調(diào)查問卷，以評估學(xué)生的經(jīng)驗知識和技能水平，從而確定教學(xué)的起點。結(jié)合課程標準、教學(xué)指南以及學(xué)生的實際學(xué)情，教師明確了本項目的學(xué)習(xí)目標和評價標準。

在項目實施階段，教師設(shè)計了一個實際情境：設(shè)計一款能夠?qū)崿F(xiàn)無記名投票的系統(tǒng)，讓學(xué)生參與選擇班級內(nèi)最適宜種植的植物。課程以“如何確保投票過程的公正性、透明度和高效率”作為核心驅(qū)動問題，引導(dǎo)學(xué)生深入探究。在教學(xué)過程中，教師采用小組合作學(xué)習(xí)的方式，根據(jù)既定的學(xué)習(xí)目標和評價標準，精心設(shè)計了一系列學(xué)習(xí)任務(wù)。這些任務(wù)旨在促進學(xué)生高階認知思維的發(fā)展，如批判性思維、問題解決和創(chuàng)新能力。為了支持學(xué)生的學(xué)習(xí)，教師提供了與課程內(nèi)容緊密相關(guān)的微課視頻等輔助材料，作為學(xué)習(xí)過程中的“腳手架”。同時，教師實施伴隨式評價，實時監(jiān)控和跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)進展，確保學(xué)習(xí)目標的實現(xiàn)。

在項目結(jié)束時，學(xué)生進行成果展示和答辯，展示他們設(shè)計的在線投票器系統(tǒng)。師生共同參與項目評價。教師利用問卷調(diào)查、投票等工具，將學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和成果進行數(shù)據(jù)化和可視化分析，以便于更客觀地評估教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)成就。

類似這樣的項目，我們通過數(shù)字技術(shù)實現(xiàn)教學(xué)活動的數(shù)字化和個性化。學(xué)生在課前通過數(shù)字化平臺進行自學(xué)，教師通過導(dǎo)學(xué)入項激發(fā)學(xué)生興趣，為課堂學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。課堂上，學(xué)生主動提出問題，并通過小組合作探究解決方案，培養(yǎng)批判性思維和團隊協(xié)作能力。學(xué)生展示預(yù)習(xí)成果并進行答辯，檢驗學(xué)習(xí)效果，促進自我反思和知識內(nèi)化。教師轉(zhuǎn)變?yōu)榻M織者、指導(dǎo)者和評價者，通過提問和答疑解惑，引導(dǎo)學(xué)生深入學(xué)習(xí)。UMU平臺的測評工具幫助教師及時了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，實現(xiàn)教學(xué)的個性化和精準化。技術(shù)平臺的支持為學(xué)生提供學(xué)習(xí)支架，開展個別化指導(dǎo)，并通過數(shù)據(jù)采集與呈現(xiàn)，幫助教師優(yōu)化教學(xué)策略。TPBL模式通過這些操作步驟，推動教學(xué)模式的改革，使學(xué)生從被動接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訁⑴c學(xué)習(xí)，有效促進了學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展，為學(xué)生的全面發(fā)展提供了有力支持。

4.選擇低成本的開源軟、硬件，建設(shè)科創(chuàng)實驗室

建設(shè)低成本的開源軟、硬件科創(chuàng)實驗室是一項綜合性的教育工程。建設(shè)這樣的實驗室需要綜合考慮硬件選擇、工具配備、空間布局、知識普及和教學(xué)模式，以創(chuàng)造一個開放、協(xié)作、創(chuàng)新的學(xué)習(xí)環(huán)境，促進學(xué)生的創(chuàng)造力和實踐能力的發(fā)展。實驗室應(yīng)以開源硬件為核心，如Arduino、掌控板、Raspberry Pi等開源硬件，這些設(shè)備不僅成本低廉，還擁有強大的社區(qū)支持，適合學(xué)生從基礎(chǔ)到高級的學(xué)習(xí)和實驗；配備基礎(chǔ)電子電路和結(jié)構(gòu)加工工具，如焊臺、3D打印機和激光切割機，這些工具有助于學(xué)生理解電子和機械原理，同時培養(yǎng)動手能力。實驗室空間布局應(yīng)包含體驗區(qū)、創(chuàng)作區(qū)、交流區(qū)和展示區(qū)，以提供豐富的學(xué)習(xí)體驗。體驗區(qū)讓學(xué)生接觸和嘗試各種技術(shù)；創(chuàng)作區(qū)配備工具和材料，鼓勵學(xué)生實踐和創(chuàng)新；交流區(qū)促進學(xué)生和教師之間的討論與分享；展示區(qū)則展示學(xué)生成果，增強學(xué)生成就感。

5.科創(chuàng)教育的實施路徑：基于課標，以信息科技為主陣地，以學(xué)科融合為補充

科創(chuàng)教育的實施路徑旨在構(gòu)建一個多元化、互動性強的教育環(huán)境。首先，以信息科技、物理、化學(xué)、生物等基礎(chǔ)學(xué)科為教學(xué)主陣地，通過跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)，促進學(xué)生對知識的綜合運用和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。其次，鼓勵家庭和社會力量的參與，形成家校社共育的良好氛圍，這不僅增強了教育的社會支持，也為學(xué)生提供了更廣闊的學(xué)習(xí)和實踐平臺。此外，通過與高校、科研機構(gòu)、企業(yè)的合作，整合校內(nèi)外資源，為學(xué)生提供更豐富的學(xué)習(xí)機會和實踐場景，拓寬他們的視野。最后，通過組織科技競賽和創(chuàng)新展覽，為學(xué)生提供展示自己作品和創(chuàng)意的平臺，這不僅增強了學(xué)生的成就感和動力，也激發(fā)了他們對科學(xué)探索的熱情。這些實施路徑共同促進了學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升和創(chuàng)新能力的發(fā)展[3]。

惠州-中山-湛江科創(chuàng)教育共同體取得的成效與反思

惠州-中山-湛江科創(chuàng)教育融合實踐，在培養(yǎng)創(chuàng)新思維、提升社會認知上具有良好的成效。三地科創(chuàng)教育共同體深刻理解到科創(chuàng)教育不僅是技術(shù)的學(xué)習(xí)，更是思維方式的訓(xùn)練，并致力于將科創(chuàng)精神融入學(xué)生的日常學(xué)習(xí)中。通過組織豐富多樣的科創(chuàng)實踐活動，三地學(xué)校鼓勵學(xué)生動手實踐，讓他們在解決問題的過程中鍛煉邏輯思維能力、創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作能力。這種將科創(chuàng)教育與學(xué)業(yè)教育相融合的做法，有效地解決了科創(chuàng)與學(xué)業(yè)“兩張皮”的問題，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時，也培養(yǎng)了實踐能力和創(chuàng)新思維。同時，三地科創(chuàng)教育共同體的這一創(chuàng)新實踐，也提高了社會對科創(chuàng)教育的認識。越來越多的家長和教育工作者開始認識到，科創(chuàng)教育不是簡單的技能培訓(xùn)，而是對學(xué)生全面發(fā)展的重要補充，它能夠提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，為未來社會的多元化需求做好準備。

通過惠州-中山-湛江科創(chuàng)教育共同體十年來的探索和實踐，我們認識到下以幾個方面。首先，盡管教育資源的普惠性和開源性得到了加強，但在一些偏遠地區(qū)，科創(chuàng)教育資源的分配仍然不均衡，需要進一步優(yōu)化資源配置，確保每位學(xué)生都能享受到高質(zhì)量的科創(chuàng)教育。其次，雖然教學(xué)模式改革取得了進展，但TPBL模式的深入推廣和實施仍面臨挑戰(zhàn)，包括教師專業(yè)能力的進一步提升、教學(xué)資源的整合以及評價體系的多元化，我們需要加強對教師的培訓(xùn)，提高他們對新型教學(xué)模式的理解和應(yīng)用能力，同時探索更多元化的評價方式，以便更全面地評估學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐技能。最后，科創(chuàng)教育與學(xué)科融合的深度和廣度還有待加強，如何將科創(chuàng)教育更自然地融入各個學(xué)科中，使之成為學(xué)生學(xué)習(xí)的一部分，仍需進一步探索和實踐，持續(xù)加強宣傳和教育，提高公眾對科創(chuàng)教育價值的認識，以形成更廣泛的社會支持[4]。

參考文獻

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