關(guān)鍵詞:科技創(chuàng)新;課程體系;普通高中教育;“循·創(chuàng)”課程
如今,科技創(chuàng)新已成為國(guó)家發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵要素。培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的科技人才,是提升國(guó)家創(chuàng)新能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的戰(zhàn)略需求。高中階段作為學(xué)生知識(shí)積累、能力培養(yǎng)和人格塑造的關(guān)鍵時(shí)期,在科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)中扮演著至關(guān)重要的角色。然而,傳統(tǒng)的教育模式往往側(cè)重于知識(shí)傳授,難以滿足培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的需求。面對(duì)人工智能、大數(shù)據(jù)、量子計(jì)算等新興技術(shù)的迅猛發(fā)展,我國(guó)教育體系亟須變革,以適應(yīng)未來(lái)社會(huì)對(duì)創(chuàng)新型人才的迫切需求。在此背景下,構(gòu)建系統(tǒng)、有效的高中科技創(chuàng)新教育課程體系成為當(dāng)務(wù)之急。本文以成都七中的實(shí)踐為例,探討如何在高中階段構(gòu)建和實(shí)施科技創(chuàng)新教育課程體系。
一、“循·創(chuàng)”科技創(chuàng)新教育課程體系的整體設(shè)計(jì)
構(gòu)建系統(tǒng)的科技創(chuàng)新教育課程體系,可以實(shí)現(xiàn)學(xué)校傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)與未來(lái)發(fā)展需求的有機(jī)結(jié)合。一方面,它能夠充分利用學(xué)校已有的科技教育資源和經(jīng)驗(yàn),將過(guò)去在科技競(jìng)賽和人才培養(yǎng)中積累的優(yōu)秀做法系統(tǒng)化、課程化;另一方面,通過(guò)引入新的教育理念和方法,如跨學(xué)科教學(xué)、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、創(chuàng)客教育等,可以進(jìn)一步拓展和深化學(xué)校的科技創(chuàng)新教育。這種結(jié)合不僅能夠保持學(xué)校在科技教育領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)地位,還能夠更好地適應(yīng)新時(shí)代對(duì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求,實(shí)現(xiàn)學(xué)校教育質(zhì)量的整體提升。
(一)融合創(chuàng)新的實(shí)踐導(dǎo)向課程理念
學(xué)校在構(gòu)建科技創(chuàng)新教育課程體系時(shí),秉持“多元融合、循序創(chuàng)新、實(shí)踐引領(lǐng)”的理念,旨在創(chuàng)造一個(gè)全面、系統(tǒng)、富有活力的科技創(chuàng)新教育生態(tài)系統(tǒng)。這一理念反映了學(xué)校對(duì)當(dāng)代教育改革趨勢(shì)的深刻理解,以及對(duì)未來(lái)人才培養(yǎng)的前瞻性思考。
多元融合是課程體系的核心特征之一,體現(xiàn)在學(xué)科間的融合、理論與實(shí)踐的融合、校內(nèi)外資源的融合,以及顯性與隱性課程的融合等多個(gè)層面。通過(guò)打破傳統(tǒng)學(xué)科界限,促進(jìn)不同學(xué)科知識(shí)的有機(jī)結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維能力。將課堂學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)、項(xiàng)目、競(jìng)賽等實(shí)踐活動(dòng)緊密結(jié)合,讓學(xué)生在“做中學(xué)、學(xué)中做”中深化認(rèn)知,提高應(yīng)用能力。整合學(xué)校、高校、科研院所、企業(yè)等多方資源,為學(xué)生提供多元化的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì),拓寬其視野,增強(qiáng)其對(duì)科技前沿和社會(huì)需求的認(rèn)識(shí)。這種多元融合的方法為學(xué)生創(chuàng)造了一個(gè)開(kāi)放、靈活、富有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)環(huán)境,有利于培養(yǎng)其創(chuàng)新思維和綜合能力。
循序創(chuàng)新是課程體系的實(shí)施策略,這也是“循·創(chuàng)”名稱(chēng)的由來(lái),主要強(qiáng)調(diào)課程設(shè)置的層次性和連貫性,以適應(yīng)不同學(xué)生的需求,促進(jìn)學(xué)生能力的持續(xù)發(fā)展。課程體系采用分層遞進(jìn)的設(shè)計(jì),從基礎(chǔ)課程到進(jìn)階課程,再到高階研究課程,實(shí)現(xiàn)因材施教。課程內(nèi)容采用螺旋上升的方式,在不同階段循環(huán)深化核心概念和能力,促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知的持續(xù)發(fā)展。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)遵循由淺人深的原則,從科學(xué)興趣培養(yǎng),到創(chuàng)新思維訓(xùn)練,再到科研能力提升,逐步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。這種循序漸進(jìn)的方法不僅符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律,也有助于培養(yǎng)學(xué)生的持續(xù)學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新精神。
實(shí)踐引領(lǐng)是課程體系的重要特色,強(qiáng)調(diào)通過(guò)各種形式的實(shí)踐活動(dòng),讓學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題,培養(yǎng)其創(chuàng)新能力和實(shí)踐技能。學(xué)科實(shí)踐是人類(lèi)的實(shí)踐、專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐、育人的實(shí)踐,強(qiáng)調(diào)超越知識(shí)點(diǎn)的素養(yǎng)目標(biāo)、學(xué)科專(zhuān)家思考與行動(dòng)的慣例、過(guò)程技能與操控技能的整合和真實(shí)情境中的問(wèn)題解決。課程設(shè)計(jì)采用問(wèn)題導(dǎo)向的方法,以真實(shí)世界的問(wèn)題為導(dǎo)向,設(shè)計(jì)課程和項(xiàng)目,培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方式,開(kāi)展長(zhǎng)期性、跨學(xué)科的研究項(xiàng)目,培養(yǎng)學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力。強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué),從驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)到探究性實(shí)驗(yàn),再到創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和創(chuàng)新精神。將各類(lèi)科技競(jìng)賽有機(jī)融人課程體系,以賽促學(xué),以賽促教,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新動(dòng)力。
(二)多維立體的課程結(jié)構(gòu)
學(xué)校的科技創(chuàng)新教育課程體系采用了多維度立體化的設(shè)計(jì),旨在全方位培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新素養(yǎng)。這種設(shè)計(jì)不僅考慮了學(xué)生的不同需求和發(fā)展階段,還充分整合了各種教育資源,形成了一個(gè)系統(tǒng)完整、層次分明的課程結(jié)構(gòu)。
在縱向結(jié)構(gòu)上,課程體系采用了三層遞進(jìn)的設(shè)計(jì),以滿足不同發(fā)展階段學(xué)生的需求。根基課程面向全體學(xué)生,旨在夯實(shí)科學(xué)基礎(chǔ),培養(yǎng)科學(xué)興趣;支點(diǎn)課程面向?qū)萍紕?chuàng)新有特別興趣的學(xué)生,提供更深入的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì);躍遷課程是最高層次的課程,面向科技特長(zhǎng)生,提供高水平的科研訓(xùn)練。這種分層設(shè)計(jì)既保證了全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng),又為有特殊才能的學(xué)生提供了充分的發(fā)展空間。
在橫向結(jié)構(gòu)上,課程體系強(qiáng)調(diào)多學(xué)科的融合,打破傳統(tǒng)學(xué)科界限,培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維能力。通過(guò)STEAM課程、主題式課程和跨學(xué)科研究項(xiàng)目等形式,學(xué)生能夠綜合運(yùn)用多領(lǐng)域知識(shí),提升解決復(fù)雜問(wèn)題的能力。同時(shí),課程結(jié)構(gòu)還注重課內(nèi)學(xué)習(xí)與課外活動(dòng)的有機(jī)結(jié)合,創(chuàng)造全方位的學(xué)習(xí)環(huán)境。從常規(guī)課堂教學(xué)到實(shí)驗(yàn)實(shí)踐,從科技社團(tuán)到科技競(jìng)賽,再到科技節(jié)活動(dòng),學(xué)生有機(jī)會(huì)在多樣化的場(chǎng)景中學(xué)習(xí)和應(yīng)用科技創(chuàng)新知識(shí)。
(三)深廣結(jié)合的課程內(nèi)容
在課程內(nèi)容方面,“循·創(chuàng)”課程體系包括普及課程、特色課程和定制課程三大類(lèi)型。
普及課程深挖學(xué)科主題,改革學(xué)習(xí)方式,通過(guò)單元教學(xué)、項(xiàng)目式教學(xué)、論證式教學(xué)等方式,立足課堂提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。在單元教學(xué)中,教師將相關(guān)知識(shí)點(diǎn)有機(jī)整合,幫助學(xué)生建立知識(shí)體系;項(xiàng)目式教學(xué)則讓學(xué)生在實(shí)際問(wèn)題解決中應(yīng)用所學(xué)知識(shí),培養(yǎng)實(shí)踐能力。特別值得一提的是論證式教學(xué),這種方法強(qiáng)調(diào)通過(guò)理性論證來(lái)探討科學(xué)問(wèn)題。教師設(shè)計(jì)開(kāi)放性的科學(xué)命題,引導(dǎo)學(xué)生提出假設(shè)、收集證據(jù)、進(jìn)行推理,最后得出結(jié)論。這個(gè)過(guò)程不僅加深了學(xué)生對(duì)科學(xué)概念的理解,還培養(yǎng)了他們的批判性思維和論證能力。教師還指導(dǎo)學(xué)生從書(shū)本學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)興趣點(diǎn)、困惑點(diǎn)和探究點(diǎn),借助研究性學(xué)習(xí)平臺(tái),在科學(xué)探究中提高深度學(xué)習(xí)能力。通過(guò)查閱資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)等過(guò)程,學(xué)生不僅掌握了知識(shí),還培養(yǎng)了獨(dú)立鉆研、務(wù)求甚解的科學(xué)精神。這種方法使學(xué)習(xí)超越了簡(jiǎn)單的知識(shí)傳授,成了一種主動(dòng)的、富有創(chuàng)造性的過(guò)程。
特色課程依托校本課程,孵化賽事成果,主要包括校本選修課程、STEAM課程、精品實(shí)驗(yàn)課程和科技月活動(dòng)。校本選修課程如生物學(xué)科的急救措施、地方特色動(dòng)植物研究等,為培養(yǎng)教師科學(xué)素養(yǎng)、提升課程研發(fā)能力開(kāi)拓途徑。STEAM課程提倡跨學(xué)科融合創(chuàng)新,如果酒果醋的發(fā)酵及發(fā)酵裝置制作等課程,將各學(xué)科知識(shí)綜合運(yùn)用,進(jìn)行深度學(xué)習(xí),同時(shí)作為科創(chuàng)賽事的孵化器。為支持這些課程的開(kāi)展,學(xué)校建設(shè)了數(shù)理化生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、信息科學(xué)中心、工程創(chuàng)新實(shí)踐中心、創(chuàng)客空間、機(jī)器人創(chuàng)新中心等現(xiàn)代化場(chǎng)館,為學(xué)生個(gè)性研究創(chuàng)造物質(zhì)基礎(chǔ)。這些設(shè)施最大限度滿足合作探究、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、項(xiàng)目研究、創(chuàng)作實(shí)踐、創(chuàng)意設(shè)計(jì)、交流互動(dòng)等多樣化的學(xué)習(xí)需要。基于這些先進(jìn)的實(shí)踐平臺(tái),學(xué)校開(kāi)設(shè)了如“敲開(kāi)科學(xué)的堅(jiān)果”“化學(xué)趣味實(shí)驗(yàn)”等精品實(shí)驗(yàn)課程,以激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí),滿足創(chuàng)新需求,培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)踐能力??萍荚禄顒?dòng)是特色課程的重要組成部分,包括科學(xué)家講座、優(yōu)秀學(xué)長(zhǎng)分享會(huì)、教育游戲發(fā)布會(huì)、編程競(jìng)賽、知識(shí)競(jìng)答、科普講解大賽、地理實(shí)地考察、科幻作文征集、研究性學(xué)習(xí)成果展等多樣化內(nèi)容,為學(xué)生提供全方位的科技創(chuàng)新體驗(yàn)。這些活動(dòng)充分利用學(xué)校的實(shí)踐平臺(tái),讓學(xué)生在豐富多彩的科技活動(dòng)中深化對(duì)科學(xué)的理解和興趣。
定制課程如數(shù)學(xué)領(lǐng)軍、英才計(jì)劃、物理卓越與攀登計(jì)劃等,以學(xué)科競(jìng)賽為引領(lǐng),旨在早期培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才。這些課程針對(duì)特定學(xué)生群體,提供高水平、個(gè)性化的科技創(chuàng)新教育,為未來(lái)科技領(lǐng)軍人才的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。在這些課程中,學(xué)生可以充分利用學(xué)校的先進(jìn)實(shí)踐平臺(tái),進(jìn)行深入的科學(xué)探究和創(chuàng)新實(shí)踐。
二、“循·創(chuàng)”科技創(chuàng)新教育課程體系的全方位實(shí)施
(一)分層分類(lèi)的個(gè)性化培養(yǎng)
學(xué)校在科技創(chuàng)新教育課程的實(shí)施過(guò)程中,踐行“因材施教”的理念,創(chuàng)建了三類(lèi)并行的培養(yǎng)模式。這種模式的設(shè)計(jì)充分考慮了學(xué)生的個(gè)體差異和發(fā)展需求,旨在為每一位學(xué)生提供最適合的學(xué)習(xí)路徑。首先,面向全體學(xué)生的普及課程確保了科技創(chuàng)新教育的廣泛覆蓋。這類(lèi)課程注重基礎(chǔ)知識(shí)的傳授和科學(xué)興趣的培養(yǎng),通過(guò)優(yōu)化現(xiàn)有課程內(nèi)容,將科技創(chuàng)新元素融人日常教學(xué)中。其次,面向興趣學(xué)生的校本課程為那些對(duì)科技創(chuàng)新有濃厚興趣的學(xué)生提供了深入學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。這類(lèi)課程多采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、問(wèn)題導(dǎo)向?qū)W習(xí)等方法,鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)探究。最后,面向?qū)iL(zhǎng)學(xué)生的特色課程為具有特殊才能的學(xué)生提供高水平的科研訓(xùn)練。這類(lèi)課程常與高校、科研院所合作開(kāi)展,讓學(xué)生參與真實(shí)的科研項(xiàng)目。這種分層分類(lèi)的培養(yǎng)模式不僅保證了教育的普及性,也滿足了學(xué)生個(gè)性化發(fā)展的需求,為培養(yǎng)不同層次的科技創(chuàng)新人才奠定了基礎(chǔ)。
(二)多元融合的實(shí)施策略
學(xué)校在科技創(chuàng)新教育課程的實(shí)施過(guò)程中,采用了多元化的教學(xué)策略,旨在全面提升學(xué)生的科技創(chuàng)新素養(yǎng)。這些策略涵蓋了探究式教學(xué)、前沿科技引入、理想信念教育、隱性課程利用以及學(xué)生主體性發(fā)揮等多個(gè)方面。
學(xué)校特別重視探究和動(dòng)手實(shí)踐在科技創(chuàng)新教育中的作用。教師們精心設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)和開(kāi)放性問(wèn)題,鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考、大膽假設(shè)、認(rèn)真求證。這種教學(xué)方式不僅加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解,還培養(yǎng)了他們的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力。例如,在物理課上,學(xué)生可能會(huì)被要求設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證某個(gè)科學(xué)原理,而不是簡(jiǎn)單地按照既定步驟進(jìn)行操作。
課程整合是實(shí)施策略中的另一個(gè)重要方面,以整體的教育培養(yǎng)整體的人。這種方法打破了傳統(tǒng)學(xué)科之間的界限,強(qiáng)調(diào)知識(shí)的聯(lián)系和應(yīng)用,旨在培養(yǎng)學(xué)生全面的素質(zhì)和能力。通過(guò)將不同學(xué)科的內(nèi)容有機(jī)結(jié)合,學(xué)生能夠獲得更加綜合和深入的學(xué)習(xí)體驗(yàn),從而更好地理解和應(yīng)對(duì)復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)世界問(wèn)題。學(xué)校通過(guò)跨學(xué)科項(xiàng)目和主題式教學(xué),將不同學(xué)科的知識(shí)和技能有機(jī)結(jié)合。例如,在STEAM課程中,學(xué)生可能需要同時(shí)運(yùn)用物理、化學(xué)、生物和信息技術(shù)的知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。這種整合不僅加深了學(xué)生對(duì)各學(xué)科知識(shí)的理解,還培養(yǎng)了他們的綜合思維能力和創(chuàng)新意識(shí)。
為了開(kāi)闊學(xué)生視野,引領(lǐng)師生關(guān)注科技前沿,學(xué)校采取了多種措施。學(xué)校鼓勵(lì)教師及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容,將最新的科技發(fā)展融入課堂。這不僅讓學(xué)生了解科技發(fā)展的最新動(dòng)向,也激發(fā)了他們對(duì)未來(lái)科技的思考和探索欲望。例如,在生物課上可能會(huì)討論最新的基因編輯技術(shù),在信息技術(shù)課上可能會(huì)探討人工智能的最新應(yīng)用。
在課程實(shí)施過(guò)程中,學(xué)校注重將理想信念教育融入其中,用科學(xué)家精神培根鑄魂。通過(guò)介紹科學(xué)家的故事、組織科學(xué)家精神主題班會(huì)等活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和家國(guó)情懷。例如,組織學(xué)生學(xué)習(xí)錢(qián)學(xué)森、鄧稼先等科學(xué)家的事跡,讓學(xué)生理解科學(xué)研究的意義和科學(xué)家的社會(huì)責(zé)任。
學(xué)校的科技創(chuàng)新教育不僅限于正式的課堂教學(xué),還充分利用了隱性課程的教育價(jià)值。學(xué)校組織了豐富多彩的科技活動(dòng),如年度科技節(jié)、創(chuàng)新大賽等,為學(xué)生提供展示才能的舞臺(tái)。特別值得一提的是學(xué)生自主編輯的《未來(lái)夢(mèng)》科技雜志。這本雜志自2001年創(chuàng)刊以來(lái),已經(jīng)出版了37期,成為展示學(xué)生科技創(chuàng)新成果的重要平臺(tái)。2023年10月,《未來(lái)夢(mèng)》還走入了成都世界科幻大會(huì)的現(xiàn)場(chǎng),受到各大科幻作者及國(guó)內(nèi)各大高校科幻雜志編輯部的廣泛好評(píng)。此外,學(xué)校還組織戶外研學(xué)活動(dòng),讓學(xué)生在實(shí)地考察中學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí),感受科技與自然的聯(lián)系。例如,組織學(xué)生參觀科技館、天文臺(tái)或生態(tài)保護(hù)區(qū),讓學(xué)生親身體驗(yàn)科技的應(yīng)用和影響。這些活動(dòng)極大地豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn),使科技創(chuàng)新教育更加生動(dòng)有趣。
三、結(jié)語(yǔ)
學(xué)?!把?chuàng)”科技創(chuàng)新教育課程體系成功實(shí)施,不僅提升了學(xué)生的科技創(chuàng)新素養(yǎng),也促進(jìn)了學(xué)校特色的發(fā)展,推動(dòng)了教師團(tuán)隊(duì)的專(zhuān)業(yè)化成長(zhǎng)。然而,科技創(chuàng)新教育需要持續(xù)優(yōu)化以適應(yīng)快速變化的科技環(huán)境。未來(lái)的課程優(yōu)化可從以下幾個(gè)方面著手:加大前沿科技內(nèi)容的比重,使學(xué)生能夠及時(shí)了解人工智能、量子計(jì)算等領(lǐng)域的最新進(jìn)展;引人數(shù)字化資源和工具,如VR/AR技術(shù)和在線學(xué)習(xí)平臺(tái),創(chuàng)造更豐富的學(xué)習(xí)體驗(yàn);強(qiáng)化跨學(xué)科整合,設(shè)計(jì)更多綜合性項(xiàng)目,培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)思維能力;深化產(chǎn)學(xué)研合作,為學(xué)生提供更多實(shí)踐機(jī)會(huì),使課程內(nèi)容與實(shí)際科研和產(chǎn)業(yè)需求更緊密結(jié)合。