在青岛广泛开展的中小学科学教育激发起学生的想象力、探求欲和科学精神
“科创种子”在科教课上生根发芽
点着香薰蜡烛时,有彩色光影亮起,轻轻吹一下烛芯,随着燃烧的温度不同,光影自动变幻;蜡烛外壳上,海尔学校的教学楼图案伴着烛光明暗变化,跳跃又生动……这是青岛海尔学校2023级学生汤乐欣、赵昱琦、张馨霓等6名同学原创制作的蜡烛香薰产品。学生们做市场调研、调试感光感温装置、测试感应材料耐火性、制作产品包装,并在学校创意节集市上将产品售出了5000元。这个集合了物理、化学等学科知识的创意,是学校科学教育成果的一个缩影。像这样的科学教育,正在青岛的中小学蓬勃开展。
海尔学校学生在测试自创的感温变色蜡烛。
科技与创新,是今年全国两会的热词。加快推动高水平科技自立自强,实现拔尖创新人才自主培养,是新时代的重大战略任务。中小学科学教育肩负着为国家培养拔尖创新人才的重要历史使命。教育部等十八部门《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》印发后,各级各部门围绕科学教育开展了一系列工作。激发中小学生的好奇心、想象力和探求欲,培养学生的科学精神,青岛正从课程设置、拓展实践活动、加强师资队伍建设等方面发力。
课程支撑 项目式跨界融合
科学教育是以学生主动探索为中心的课程活动,旨在激发学生对科学的兴趣,培养他们勇于接受挑战、主动学习、综合运用知识解决问题的能力。各学科的跨界课程设置成为科学教育的关键,青岛市域中小学校纷纷在科学类课程教学中借助科学实验、探究实践活动等,提升学生科学素养。
在海尔学校,一个实践类游戏的现实场景正在展开。学校鼓励学生做学校创意超市的店长,从申请开店到选取商品、制作财务报表、法务税务申报,整个流程交给学生主导。这是学校在全国领先开设的商业创新课程,该课程“倚靠”的就是海尔集团旗下众多企业的支持,比如上周二的课程,就是海尔集团(青岛)金融控股有限公司的专家来学校指导的。和商业创新课程同时设立的还有科技创新、艺术创新课程,学生还可以参加丰富的社团活动、参加创新白名单比赛、参与社会实践等。海尔学校政治学科老师刘靖雯在讲到《必修第二册》市场经济章节时,插入了“人人都是CEO”的项目式学习课程,几个女生查阅了国内、国外的香薰产品市场,提出“感温变色蜡烛”的想法。“创业”过程中,学生们找物理、化学老师请教,找美术老师设计外包装,甚至联系到了生产厂家,最终将创意变成实实在在的产品。
针对当下学生心理问题多发的现象,海尔学校学生郭威所在的小组调研发现,市面上的心理健康评估产品要么收费,要么权威性存疑,而且多数产品不适宜未成年人。学生便在心理老师陆宗智等人的带领下,研发了一款关注当代高中生心理健康状况的检测App“We are together”,为同学们提供免费测评。为了不给大家贴标签,陆宗智建议将普通的“轻度”“中度”“重度”测评结果改成“当前心理状态佳”“不如找老师或同学聊聊”“情绪状况有些糟糕,请及时联系心理老师”等指导性更强的表述,并在三级预警时触发通知系统,让心理老师及时关注。学生还在App里添加了“情绪树洞”板块,匿名的吐槽让“同病”的人知道自己并不孤单,帮助同学们在倾诉中实现自我疗愈。这个项目聚合了多个学科的参与,团队中的李家齐同学有信息技术专长,负责技术保障;还有的同学从艺术角度编辑了能带来好心情的音乐。过去,学生每学期只能接受一次心理健康评估,而这款App则实现了随时检测和预防的功能。
青岛实验高中新人文特色“STEAM(Science 科学、Technology 技术、Engineering工程、Art艺术、Maths 数学)理科融合课程”获评山东省优秀跨学科案例、青岛市精品校本课程。在讲到生物课本《必修一》第五章呼吸作用实验时,有学生提出:传统的重铬酸钾法检测酒精费时又污染环境,有没有更灵敏的定量检测法?看似钻牛角尖的想法却得到了实验高中创新实验室负责人宁磊博士的支持,“学生能想到这一点,说明他们具备了自主发散实验性思维,这是高校强基计划与综合评价招生录取时看重的素质。”午休时分,宁磊与提出问题的学生一起设计实验,分析数据,利用pasco乙醇传感器等设备把课本上的实验做深做透。创新实验室里,有学生在研究净化空气的工程类装置,还有学生在努力看参考书为参加生物联赛做准备。实验高中以STEAM创新实验为代表的特色课程体系,支撑起了学生的个性化发展需求。
精神培育 激发学生科学热情
无论是科普教育还是科学教育,都是为了培育更多具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年。“培养科学家精神”的主旨理应贯穿科学教育活动始终。
培养孩子像科学家一样思考问题,必须用科学的三要素来培养孩子的科学思维和科学观:科学的目的,引导孩子去发现各种规律;科学的精神,鼓励孩子保持质疑、独立的思维;科学的方法,要有逻辑化、定量化、实证化的训练。从生活中的问题入手,去发现、获取、验证科学知识,是科学教育的必要环节。在日喀则市桑珠孜区,来自青岛市综合实践教育中心的援藏干部周杰参与了科学课程的研发。日喀则有充足的太阳能资源,光伏产业发达,当地学生常常看到光伏板,但其中的原理却少有课程涉及。为了给学生找到进入科学世界的“切口”,周杰选择了《设计一个太阳能城市》的STEM课程。课程从跨学科视角出发,整合科学、技术、工程、数学、语文、音乐、美术、信息科技等多个学科,采用项目化学习和合作学习的模式,主要面向3-6年级学生开展,内容包括太阳能城市调研、简易小屋的搭建、太阳能供电系统的设计与安装等。课程要求学生自行设计并建造一个由太阳能驱动的城市模型,了解太阳能的特点和运用前景,以及建筑工程师如何将光伏板集成到建筑物的设计中。
青岛第六十五中学的科技节上,“智能机甲挑战”展台吸引了许多师生。这是机器人社团的作品,社团成员宁鸿博和刘梓清指导着同学们体验机甲战车机器人的威力。学生们热烈讨论,从作品的创意说到制作原理,从搭建创作遇到的困难说到如何解决编程调试中遇到的问题,交流中科学精神悄然生根。学校还利用研学机会,带学生到西北工业大学青岛研究院参观学习,了解登月车、大飞机、深海探测器等前沿科技,体验科学的魅力。
科学家精神是科技工作者在长期科学实践中积累的宝贵精神财富,对于青少年的科学教育有着重要的导向作用和激励作用。市南区教体局启动“百名科学家进校园”活动,邀请科学家为学生讲述科研故事,一系列的讲座让学生了解科学家的奋斗历程,展现科学家为祖国科学事业做出的卓越贡献,激发孩子们的民族自豪感和爱国情感。
师资培养 全科老师齐上阵
科学教育需要调动所有学科知识,需要专职老师,也要动员所有学科老师的参与。
2016年,青岛大学附属中学成立了科技创新指导中心,除了有专业、专职的科技教师,还打造了由信息技术、综合实践、美术、音乐及各学科组骨干教师组成的科技教师团队。依托学校“山鹰科学院”社团,青岛大学附属中学还聘请了来自中国科学院、清华大学、复旦大学、国防科技大学等高校院所的30多位科学家作为社团导师,亲临学校为学生授课。
王兴是青岛超银学校镇江路校区的科学教师,担任校名师工作室主持人。在他的工作室里,各科老师都会参与其中,一起组织社团活动,培养学生参加白名单赛事的选拔。王兴还会给其他学科的老师们授课,分享科学思维养成等专业知识。
在全市范围内,教育部门积极配齐专职科学教研员,组织全市小学科学教师及区市教研员全员培训,深入理解和落实新课标理念,进一步指导课堂教学。加强与高校的专业培养对接,同步探索依托网络平台建立自主选学机制,组织“菜单式”培训,满足科学教师共性化和个性化需求。努力创造条件,通过教师考录逐步实现全市科学教师的专业化和专职化,同时强化科学教师培训,组织科学课公开课、“一师一优课”和优质课评比,组织科学教学优秀案例展示与研讨活动,引领教师加强课堂教学研究,促进科学课程教学水平的提高。选拔培养一批具有相应学科背景、能负责有担当的骨干教师担任学科教研组长,引领和参与教研组开展立足新课标的集体备课活动,以赛促研,以研促教,推动了全市科学教育教师队伍专业化。
下一步,市教育局将指导学校由校级领导或聘任专家学者担任科学副校长,组织开展科普讲座、科学论坛、科学探索实践等丰富多彩的科普实践活动,至少结对1所具有一定科普功能的机构(馆所、基地、园区、企业等),双向互动开展实践活动,通过设立“科普周”“科普日”,将资源“请进来”,开展“科学家(精神)进校园”等活动,带学生“走出去”,组织中小学生前往科学教育场所,进行场景式、体验式科学实践活动。联合大学及科研院所开展联合育人,积极聘请高校科研院所专家学者进课堂或指导课题研究。
中小学科学教育处于重要的启蒙阶段,一端连着提升全民科学素养的大众化科学普及需求,另一端承担着培养科技创新人才的重要使命。如今,教育埋下的科创种子已然在生根发芽。期待更多的“小科学家”“小工程师”涌现,成为未来在科技自立自强中“挑大梁”的科学家。(青岛日报/观海新闻记者 赵黎)
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