摘要：通過納米防曬化妝品創(chuàng)新課程的開發(fā)與實施，對基于科技創(chuàng)新項目的校本課程的開發(fā)與教學模式進行行動研究，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，并實踐了任務驅動型的科技創(chuàng)新課程實施模式，為豐富學校課程建設，開發(fā)切實可行的科技創(chuàng)新課程，培養(yǎng)青少年科學素養(yǎng)與創(chuàng)新能力提供參考。

關鍵詞：科技創(chuàng)新項目 校本課程 科學素養(yǎng) 教學模式

目前各學校校本課程尤其是科技創(chuàng)新類校本課程的開發(fā)與教學呈現(xiàn)兩個極端。一是單純依靠高校、科研院所或者各類專業(yè)機構，開發(fā)的課程內(nèi)容通常非?！案叽笊稀保w各領域前沿科學技術及最新的熱門話題如物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等，但深入分析這些課程會發(fā)現(xiàn)，其課程內(nèi)容較為空洞，或充斥各種高深科學理論，或是科普講座類型，缺乏學生真正動手實踐和探究的內(nèi)容。另外一個極端則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了教學任務相對輕松的非高考科目教師或其他行政人員。這些教師由于專業(yè)領域或教育背景所限，很難將前沿科學技術引入課程中，通常開發(fā)的校本課程圍繞教師個人興趣或特長，更多的是學科實踐活動或傳統(tǒng)文化藝術體驗課程，難以達到培養(yǎng)青少年科技素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和實踐能力的目標。當然，越來越多的教育專家學者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、博物館等各類社會場所或者高校及科研院所，通過各類實踐活動讓青少年理解科[1-2]學，感受科技創(chuàng)新。但是這些更多還是停留在實踐層面，課堂作為教育的主陣地，承擔著科學教育的根本任務，學校應該在科技創(chuàng)新課程開發(fā)方面投入更多人力資源及物力，確?？萍紕?chuàng)新校本課程的數(shù)量、質量和實施效果。

筆者希望以本?？萍紕?chuàng)新課程的開發(fā)與教學模式為例，總結歸納出一套較為可行的科技創(chuàng)新課程開發(fā)與實施模式，為更多學校拓寬校本課程開發(fā)思路，拓展校本課程開發(fā)資源，為學校真正開發(fā)出學生感興趣，適合青少年學生認知水平，且能夠真正培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的課程提供參考。

一、源于科技創(chuàng)新項目的校本課程開發(fā)思路與原則

本文所提到的科技創(chuàng)新項目是青少年個人或者小組（一般不超過3人）在高校/科研院所導師或校內(nèi)科技教師指導下完成的一項相對完整的探究課題，具有完整的多組實驗數(shù)據(jù)或創(chuàng)新作品，且最終呈現(xiàn)形式是結題論文或研究報告。由于近年來國家對青少年科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重視，教育部《普通高中課程方案》也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)新活動中來。以本校為例，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，最終完成科技論文100多篇。這些科技創(chuàng)新作品涵蓋了前沿科技的多個領域，且很多與現(xiàn)實生活密切相關，非常適合作為校內(nèi)其他學生進行科技探究項目的啟蒙或基礎課程，因此是非常好的科技創(chuàng)新課程素材。

但是科技創(chuàng)新項目與科技創(chuàng)新課程具有較大的不同點。科技創(chuàng)新項目是學生個人或小組完成，最終目標是為了參加各類青少年科技創(chuàng)新大賽或展示活動，因此項目注重創(chuàng)新性，通常涉及較多的高于高中學業(yè)水平的理論知識和較多的實驗操作內(nèi)容。這與科技創(chuàng)新課程有所不同。科技創(chuàng)新課程作為一門課程，要面向更多學生，要有相對明確的教學目標和內(nèi)容。且考慮到學生知識水平的差異，需要進行相關學科背景知識學習。

因此科技創(chuàng)新課程在內(nèi)容設置上需要遵循科學性、可行性、實踐性的原則，保障更多的學生能夠參與到課程中。

（1）科學性?；诳萍紕?chuàng)新項目的課程設置要充分提煉項目中的科學知識和原理，并將這些科學知識和原理與中學學科內(nèi)容進行整合，搭設學生學習的臺階，避免跨度太大給學生造成過渡負擔。如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學科中學到的分散系、膠體等概念聯(lián)系起來，讓學生認識到納米材料其實就是學生學習過的一類物質，從而消除了學生在認知上的陌生感和恐懼感。

（2）可行性?？萍紕?chuàng)新項目中的實驗操作內(nèi)容相對較多，且有些實驗費時較長。為了適合課程時長，要對科技創(chuàng)新項目中的實驗內(nèi)容進行單元整合，使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，如果項目內(nèi)容中涉及到精密儀器的使用，教師還需考慮在轉化為課程時如何確保學生能夠自己動手操作精密儀器，在該板塊的實驗設計中需要提前對學生進行儀器原理和操作的培訓。

（3）實踐性?？萍紕?chuàng)新課程如果想真正達到培養(yǎng)青少年科技素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和實踐能力的目標，必須保障課程的實踐性。從筆者所在的化學學科來說，在課程中保障學生的動手實踐環(huán)節(jié)至關重要。因此由科技創(chuàng)新項目開發(fā)出來的科技創(chuàng)新課程在實踐性上具有很大的優(yōu)勢?？萍紕?chuàng)新項目中的研究內(nèi)容在進行單元化分割時，要確保將真正讓學生進行動手實踐的內(nèi)容保留，教師切忌為了課程實施方便將實驗內(nèi)容進行縮減。但同時值得注意的是，課程的實踐性并不僅僅是讓學生動手，“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，僅僅能提高動手能力，因此教師在科技創(chuàng)新課程開發(fā)中要深刻理解科技創(chuàng)新項目的精粹——創(chuàng)新性，在轉化為課程的過程中也要為學生留足獨立思考的空間。如在納米防曬化妝品創(chuàng)新課程開發(fā)過程中，將測試裝置設計、納米防曬品制作的實驗方案、測試方案等重點內(nèi)容以任務的形式安排給學生，讓學生分組思考，提出自己的方案，隨后教師進行點評，讓每組學生按照自己思考出的方案進行實驗，并引導學生在實驗過程中及時總結實驗方案的優(yōu)缺點，并不斷改進。

二、任務驅動型的課程實施模式

有效開展項目課程的關鍵在于明確[3]項目課程的目標，規(guī)劃開展流程。項目目標的完成和凸顯則取決于實施過程中各教學環(huán)節(jié)的驅動性任務設計和教學組織，為此，在納米防曬化妝品創(chuàng)新課程中，筆者設計了5個課程單元及與各單元對應的驅動任務，分別闡述如下。

核心問題：防曬品的原理和制作

單元1：防曬品背景知識

驅動任務1：如何選擇合適的防曬品

本環(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。學生看視頻，閱讀文獻資料。

單元2：防曬品的防曬能力測試方案

驅動任務2：如何測試防曬品的防曬能力

教師引導學生認識紫外強度測試儀器——紫外照度計。引導學生進行測試裝置設計，并畫出測試裝置草圖，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計的能力，同學間不同的分析角度相互刺激，達到不斷完善實驗裝置設計的目的。值得一提的是，本環(huán)節(jié)采用的紫外照度計是學生在課堂學習中沒有接觸過的一種測試儀器，但其原理和使用方法都比較簡單，適合中學生獨立使用。

單元3：防曬品的防曬能力測試實驗

驅動任務3：如何利用設計裝置測試防曬品的防曬能力

教師引導學生根據(jù)上一單元交流完善的測試裝置設計稿搭建防曬品防曬能力測試裝置，并引導學生測試市場上銷售的幾種防曬品的防曬能力，記下測試結果。測試結束后要求學生進行測試結果統(tǒng)計分析，并采用合適的方式展示實驗結果。

在本單元的實施中，筆者發(fā)現(xiàn)學生的信息技術水平不同，使用的展示手段各不相同。部分同學采用了列表形式，還有同學采用了柱狀圖形式，還有一位同學在沒有學習到如何利用excel將多組數(shù)據(jù)同時作圖的情況下，將測試所得的紫外可見吸收光譜圖采取PS形式合并到了一張圖中。這說明本單元的開放性任務設計能夠充分激發(fā)學生利用跨學科知識解決問題的能力。

單元4：納米材料在防曬品中的應用

驅動任務4：自制納米防曬品并進行防曬能力測試

教師介紹納米防曬劑原理、分類及使用方法，引導學生制訂納米防曬品制備方案和測試方案，小結點評學生實驗設計方案的可行性。通過點評學生關于納米防曬劑的用量問題，完善學生控制變量的實驗設計原則;通過點評學生關于對照組的選取問題，加強學生對實驗設計中對照組與實驗組的認識和運用。

小組合作完成實驗，記錄數(shù)據(jù)，得出結論，并完成數(shù)據(jù)分析。通過再次實驗，學生進行完整的自主探究，并充分使用前一單元設計的測試裝置和測試方案，進一步提升實驗能力和科學探究能力。

本單元是本項目課程設計的中心環(huán)節(jié)，教師在指導學生設計并完成實驗過程中，通過不斷提問和小組交流，深化學生的實驗設計能力，如追問“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有沒有規(guī)定”“在規(guī)定用量內(nèi)如何設置實驗組的用量”等。

單元5：得出結論，展示數(shù)據(jù)，提升方法

驅動任務5：制作實驗探究項目的展示稿

教師介紹如何進行科技成果展示，學生自行制作展示文稿，小組交流，教師提問學生展示文稿中的關鍵問題，提高學生的實驗數(shù)據(jù)總結、分析能力及表達能力。

通過本環(huán)節(jié)的實施，發(fā)現(xiàn)盡管教師事先進行了如何進行科技成果展示的理論培訓，但是學生在制作展示文稿的過程中仍然不能做到活學活用，比如對于展示稿標題的選擇，如表1所示，不同學生關注點不同，沒能做到標題的選取中要“盡量涵蓋自變量、因變量及其[4]相互關系”的原則。因此本環(huán)節(jié)實施

過程采取了“預展示—修改完善—終展示”3個階段。

三、“全科型”教師在科技創(chuàng)新課程開發(fā)與實施過程中的重要作用

在科技創(chuàng)新類校本課程實施中，我們發(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)新項目內(nèi)容會涉及到多個學科，因此從科技創(chuàng)新項目到課程的轉化過程教師需要了解多學科的背景知識，這樣才能高效完成從項目到課程的轉化。

四、結語

納米防曬化妝品創(chuàng)新課程經(jīng)過2輪的課程實施，學生的科學興趣得以激發(fā)，科學素養(yǎng)和創(chuàng)新能力得到有效提升，在完成各項探究任務時能主動利用科學方法進行分析，而不是簡單地拿別人的文獻進行重復。更重要的是，參加了該創(chuàng)新課程的學生，在課程完成后又激發(fā)了新的探究方向，從而分小組或個人進行深入探究，完成了若干篇科技創(chuàng)新項目并參加了各級各類科技創(chuàng)新比賽。因此可以說，我們實現(xiàn)了從“科技創(chuàng)新項目—科技創(chuàng)新課程—新探究項目”的良性循環(huán)，這種良性循環(huán)能夠極大豐富學校課程建設，擴大學生自主發(fā)展的選擇空間，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

[1]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.基礎教育參考，2017（12）

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[4]達西·哈蘭德.STEM項目學生研究手冊.科學普及出版社

作者簡介

杜春燕，北京市第三十五中學，科技教育中心主任，電子信箱：duchunyan2008@163.com。

點評

當前，許多中小學都在積極探索開展科技創(chuàng)新類的校本課程，但是在實施過程中存在各種層面的問題。本文作者基于自己學?？萍紕?chuàng)新課程的開發(fā)與教學實踐，著眼當下科技類校本課程的不足，較好地把握了科技創(chuàng)新課程與科技創(chuàng)新項目的區(qū)別，明確了學?？萍紕?chuàng)新課程的定位，提出了科學性、可行性、實踐性的開發(fā)思路與原則，并具體介紹了任務驅動型的課程實施模式，對當前中小學科技創(chuàng)新類課程的設計和開展具有較好的啟發(fā)和借鑒價值。

如果作者能在開始對納米防曬化妝品創(chuàng)新課程有一個整體的介紹，向讀者展示課程的背景及全貌，進一步突出學?？萍紕?chuàng)新課程的探索和實踐，則可讀性會更強。此外，本文的題目為課程開發(fā)與教學模式實踐，話題較大，如果能夠進一步統(tǒng)合第一部分宏觀層面“開發(fā)思路與原則”與第二部分微觀層面“教學模式”之間的關系，同時對第二部分進行適當提升和歸納，則更能夠突顯對于我國中小學開展科技創(chuàng)新類校本課程的借鑒意義。

——高瀟怡（中國青少年科技輔導員協(xié)會常務理事，北京師范大學教育學部課程與教學研究院副院長，教授，博士生導師。第26屆全國青少年科技輔導員論文征集活動評審委員會委員）