杜春燕

[摘 ? 要]課程是培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的重要載體，其中科技創(chuàng)新課程是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和實踐能力的重要路徑。通過開發(fā)與實施“納米防曬化妝品創(chuàng)新課程”，對基于科技創(chuàng)新項目的校本課程開發(fā)與教學模式開展行動研究，歸納出包括科學性、可行性、實踐性在內(nèi)的科技創(chuàng)新課程開發(fā)原則和任務驅(qū)動型的科技創(chuàng)新課程實施模式，為更多學校開發(fā)與實施科技創(chuàng)新課程提供參考。

[關(guān)鍵詞]科學素養(yǎng);科技創(chuàng)新項目;校本課程

人才培養(yǎng)是教育的本質(zhì)要求和根本使命，衡量中小學教育質(zhì)量的第一標準就是人才培養(yǎng)水平，培養(yǎng)什么人和怎么培養(yǎng)人是其核心問題。推進青少年科技創(chuàng)新人才的早期培養(yǎng)，開展科技創(chuàng)新教育，培養(yǎng)青少年的科技素養(yǎng)和創(chuàng)新能力是落實立德樹人根本任務，促進青少年全面而有個性發(fā)展的內(nèi)在要求[1]。

一、中小學科技創(chuàng)新校本課程

的開發(fā)與實施背景

課程是培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的重要載體，構(gòu)建適合學生科技創(chuàng)新素養(yǎng)發(fā)展的課程體系，是培養(yǎng)學生科技創(chuàng)新思維，提升學生科技創(chuàng)新能力的關(guān)鍵[2-3]。

目前，中小學校本課程尤其是科技創(chuàng)新課程的開發(fā)與教學呈現(xiàn)兩種趨勢。一是單純依靠高校、科研院所或者各類教育機構(gòu)，課程內(nèi)容涵蓋最新的熱門科技話題如物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等。但深入分析發(fā)現(xiàn)，這些課程缺乏真正動手實踐和探究的內(nèi)容。二是完全依靠學校教師，有些學校更是將校本課程開發(fā)與授課的任務安排給教學工作相對輕松的非高考科目教師或其他行政人員。受教育背景所限，以這種方式開發(fā)的校本課程通常圍繞個人專業(yè)或特長，難以實現(xiàn)培養(yǎng)青少年科技素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和實踐能力的目的。當然，越來越多的教育專家、學者以及中小學校長和教師認識到了科技創(chuàng)新課程在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力方面的重要性，開始實行科學教育改革，將科學教育課堂移至科技館、博物館等各類專業(yè)場所或者專業(yè)實驗室，通過各類實踐活動讓青少年理解科學，感受科技創(chuàng)新[4-5]。但是這些更多還是停留在實踐活動層面上，學校應該在科技創(chuàng)新課程開發(fā)方面投入更多的人力、物力和財力，確?？萍紕?chuàng)新課程的數(shù)量、質(zhì)量和實施效果。

二、源于科技創(chuàng)新項目的

校本課程開發(fā)思路與原則

科技創(chuàng)新項目，在此是指青少年個人或者小組在專業(yè)導師指導下完成的科學探究小課題。近年來，國家對培養(yǎng)青少年科技創(chuàng)新能力高度重視。教育部出臺的《普通高中課程方案》將研究性學習納入國家必修課程計劃，越來越多的青少年參與到科技創(chuàng)新活動中。以北京市第三十五中學為例，每年有近300名學生參加科技創(chuàng)新課程，分小組完成科技創(chuàng)新項目，平均每年完成一百多項科技小論文或報告。這些成果涉及多個科技領(lǐng)域，且很多與現(xiàn)實生活密切相關(guān)，非常適合用作開展科技探究項目的基礎(chǔ)課程素材。

研究表明，通過源于科技創(chuàng)新項目的課程開發(fā)與實施，能夠豐富校本課程資源，充分調(diào)動學生的參與熱情，更好地提升學生的自主探究意識和創(chuàng)新能力。然而需要注意的是，科技創(chuàng)新項目與科技創(chuàng)新課程具有較大的不同?？萍紕?chuàng)新項目是由學生個人或小組完成，注重創(chuàng)新性，通常涉及較多的高于高中學業(yè)水平的理論知識和實驗操作內(nèi)容。而科技創(chuàng)新課程作為一門課程，要面向更多的學生，要有相對明確的教學目標和內(nèi)容。而且考慮到學生知識水平的差異，需要進行學科基礎(chǔ)知識的普及。因此，科技創(chuàng)新課程在內(nèi)容設(shè)置上需要遵循科學性、可行性、實踐性的原則，以保障學生的參與度。

1.科學性?；诳萍紕?chuàng)新項目的課程開發(fā)要充分提煉項目中的科學知識和原理，并將其與中學學科知識進行整合，搭設(shè)學生學習的臺階，避免跨度太大給學生造成過重負擔。如筆者在“納米防曬化妝品創(chuàng)新課程”開發(fā)中，將納米材料與學生在高中化學課程中學到的“分散系”“膠體”的概念聯(lián)系起來，讓學生認識到納米材料其實已經(jīng)學習過，消除學生的陌生感和恐懼感。

2.可行性?？萍紕?chuàng)新項目中的實驗內(nèi)容相對較多，且有些實驗耗時較長。為了符合課時安排，需要對實驗內(nèi)容進行模塊化，讓學生在每次課上都能夠完成一部分相對完整的實驗內(nèi)容。另外，如果實驗涉及精密儀器的使用，教師還需要提前對學生進行儀器原理和操作的培訓，以確保學生能夠合理利用精密儀器。

3.實踐性。為實現(xiàn)培養(yǎng)青少年科學素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和實踐能力的目標，必須保障課程的實踐性。為此，在將科技創(chuàng)新項目中的研究內(nèi)容進行單元化分割時，一定要保留學生動手實踐的內(nèi)容，切忌為了課程實施方便而使這些內(nèi)容縮水。值得注意的是，課程的實踐性并不僅僅體現(xiàn)在讓學生動手操作，“照方抓藥”式的實驗操作對學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)并無益處。因此，教師在科技創(chuàng)新課程開發(fā)中要深刻理解項目的精粹在于其“創(chuàng)新性”，要給學生留足獨立思考的空間。如筆者在“納米防曬化妝品創(chuàng)新課程”開發(fā)中，就將測試裝置設(shè)計、納米防曬品制作及測試等重點內(nèi)容以任務的形式安排給學生，讓學生分組思考并提出方案。然后，由筆者點評學生小組的方案，并讓各組按方案進行實驗。在實驗過程中，筆者引導學生及時總結(jié)實驗方案的優(yōu)缺點，并不斷改進。

三、任務驅(qū)動型的課程實施模式

有效開展項目課程的關(guān)鍵在于明確項目課程的目標，規(guī)劃開展流程[6]，而項目課程目標的完成和凸顯則取決于實施過程中各教學環(huán)節(jié)的驅(qū)動性任務設(shè)計和教學組織。為此，在“納米防曬化妝品創(chuàng)新課程”中，筆者圍繞核心問題“防曬品的原理和制作”設(shè)計了5個課程單元及其對應的驅(qū)動任務。

單元1的主題是“防曬品背景知識”，對應的驅(qū)動任務是選擇合適的防曬品。該環(huán)節(jié)以真實生活情景引入，激發(fā)學生的興趣，引發(fā)學生對防曬品的思考與探究。

單元2的主題是“防曬品的防曬能力測試方案”，對應的驅(qū)動任務是設(shè)計并完善防曬品防曬能力測試裝置的方案。在該環(huán)節(jié)，教師引導學生設(shè)計測試裝置，并畫出草圖，之后分組進行交流。本環(huán)節(jié)考查學生利用所學知識進行實驗設(shè)計的能力，并通過生生間的討論交流，達到不斷完善測試裝置設(shè)計方案的目的。

單元3的主題是“防曬品的防曬能力測試實驗”，對應的驅(qū)動任務是利用設(shè)計裝置測試防曬品的防曬能力。在該環(huán)節(jié)，教師引導學生根據(jù)單元2完善的測試裝置設(shè)計方案搭建防曬能力測試裝置，并引導學生測試市場上幾種防曬霜的防曬能力，記下測試結(jié)果。測試結(jié)束后，要求學生對測試數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，并采用合適的方式展示實驗結(jié)果。在該環(huán)節(jié)，筆者發(fā)現(xiàn)學生的信息技術(shù)水平不同，使用的展示手段也各不相同。部分學生采用了列表形式，也有學生采用了柱狀圖形式，還有學生利用畫圖軟件合并多組數(shù)據(jù)以方便對比分析。這說明本環(huán)節(jié)開放型的任務設(shè)計，能夠鍛煉學生利用跨學科知識解決問題的能力。

單元4的主題是“納米材料在防曬品中的應用”，對應的驅(qū)動任務是自制納米防曬品并進行防曬能力測試。在該環(huán)節(jié)，教師通過不斷提問和與學生的交流，指導學生設(shè)計并完成實驗，培養(yǎng)了學生的實驗設(shè)計和探究能力。問題示例：“納米防曬劑的選取原則是什么？”“國際上對納米防曬劑的用量作了哪些規(guī)定？”“在規(guī)定用量內(nèi)如何設(shè)置實驗組的用量？”

單元5的主題是“展示探究成果”，對應的驅(qū)動任務是制作實驗探究項目的展示稿。通過本環(huán)節(jié)的實施發(fā)現(xiàn)，盡管教師事先就如何進行科技成果展示做了培訓，但是學生在制作展示文稿的過程中仍然做不到活學活用。比如標題的選擇，如表1所示，不同學生的關(guān)注點不同，在標題選取中沒有遵循“盡量涵蓋自變量、因變量及其相互關(guān)系”的原則[7]。因此，本環(huán)節(jié)實施過程經(jīng)歷了“預展示—修改完善—終展示”三個階段。

需要指出的是，在科技創(chuàng)新課程實施中發(fā)現(xiàn)，提升教師的專業(yè)廣度非常重要。一般一個科技創(chuàng)新項目會涉及多個學科，因此教師需要了解多學科的背景知識，這樣才能高效地完成從項目到課程的轉(zhuǎn)化。

四、結(jié)語

“納米防曬化妝品創(chuàng)新課程”的實施，激發(fā)了學生的科學興趣，有效提升了學生的科學素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，促使學生主動運用科學方法解決遇到的實際問題。更重要的是，參加了該課程學習的學生，在課程學習完成后又提出了新的研究問題，從而分小組開展新的探究。學生們在學習該課程基礎(chǔ)上完成的新的科技創(chuàng)新項目還參加了各級青少年科技比賽。因此，可以說，學校實現(xiàn)了從科技創(chuàng)新項目到科技創(chuàng)新課程再到新探究項目的良性循環(huán)，這一良性循環(huán)能夠極大地豐富學校課程資源，拓展學生自主發(fā)展的空間，并激發(fā)學生的創(chuàng)新欲望和創(chuàng)新動力，進而全面提高學生的創(chuàng)新實踐能力和綜合素養(yǎng)。

參考文獻

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[3]高琢，房彬.高中化學實驗校本選修課程的設(shè)計與實施[J].基礎(chǔ)教育參考，2018（10）：50-51.

[4]蔡賽超.浙江省溫州市龍灣區(qū)以創(chuàng)客教育“三駕馬車”助推教育現(xiàn)代化[J].基礎(chǔ)教育參考，2017（12）：80.

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[7][美]達西·哈蘭德.STEM項目學生研究手冊[M].上海：科學普及出版社，2013.

（責任編輯 ? 張慧籽）