為創(chuàng)新性人才的成長奠定基礎

夏青峰?周端焱

在大量的創(chuàng)造性實踐中，學生的科學素養(yǎng)在不斷提升，并與學校鮮明的人文教育特色相融合。我們努力地促進學生的全面發(fā)展，不斷地為創(chuàng)新性人才的成長奠定堅實的基礎。

北京市北京中學成立于2013年9月，是經(jīng)北京市朝陽區(qū)政府創(chuàng)建的一所公辦十二年一貫制學校。學校致力于人格教育，通過引導學生學會學習、學會共處、學會生活、學會創(chuàng)新，培育學生“仁智勇樂”的必備品格，不斷提升學生的人文精神與科學素養(yǎng)。

學校堅持實踐與創(chuàng)造的原則，努力讓學生在創(chuàng)造性的實踐中形成自己的科學素養(yǎng)。在北京中學，每個學生都有屬于自己的科學實驗項目，每個科學實驗項目又都有自己的小團隊，每個小團隊都有自己的負責人；每個學生都有適合自己的科學素養(yǎng)課程，每門科學素養(yǎng)課程又都有與之相對應的科學實驗室，每個科學實驗室都配備了相應的專業(yè)老師。

一、滿足個性需求

學校通過提供學習資源與空間，讓學生在多樣化的選擇中找到適合自己的學習內(nèi)容與方式，拓展學習時空，逐漸實現(xiàn)個性化的學習。

1.挖掘?qū)W生潛能

學校著眼于激發(fā)學生們學科學、愛科學的興趣和熱情，發(fā)現(xiàn)、喚醒和挖掘孩子們的科學潛能，以科學探究為主線，整合多版國內(nèi)教材，參考國外基礎課程教材，教師自主開發(fā)了大量數(shù)字化學習資源、電子教材，以滿足學生的個性化學習需求。

2.增加實驗時間

在科學課程學習中，學生們最喜歡待在實驗室。北京中學的所有實驗室均全天候?qū)λ袑W生開放。只要學生有需求，自修時間，中午、放學后、晚上，周六日，甚至包括寒暑假，學生們都是可以自由在實驗室里進行實驗和研究的（有必要的流程和安全保障措施）。時常有孩子在實驗室里待到晚上11點之后。

3.開展體驗活動

物理學科推薦近百種實驗項目，并提供相關視頻與耗材，引導學生開展實驗。化學學科開發(fā)大量生活中的化學實驗，學生們可以自制汽水、大象牙膏、水果電池等；生物課程致力于科學研究啟蒙，把課堂從教室、實驗室延伸至大自然，通過多種多樣的體驗學習活動，讓學生全面接觸豐富多彩的生命世界。

4.豐富考試形式

科學學科學習質(zhì)量的監(jiān)測，除紙筆測試外，還有實驗實操測試、科普劇表演、科普畫創(chuàng)作的多樣方式，形式靈活。孩子們通過做實驗，體驗實驗的樂趣；通過看視頻，了解實驗的魅力；通過畫實驗，加深對實驗的理解；通過填報告，了解實驗報告的書寫；通過說實驗，提高學生合作能力、表達能力。同時，自然學科的作業(yè)，除必要的習題訓練外，還注重設置滿足學生個性特點的作業(yè)，實現(xiàn)“私人定制”。比如閱讀課本或教師研發(fā)的電子教材，完成家庭實驗，完成項目作業(yè)中的PPT、視頻制作，或?qū)W習網(wǎng)絡微課等。

5.進行作品展示

學校學科周活動豐富多樣，每學期每個學科的學科周都有豐富的活動設計，比如科學知識競賽、學科特色展示、學生科技作品展等，這些活動讓學生的各種作品得到很好地展示。

二、豐富課程資源

科學教育，不能僅僅局限于校園內(nèi)的資源，更需要有開放與共享的精神，引進更多的社會資源進入校園，為孩子們的科學實踐搭建平臺。學校分別與中國科學院、清華大學以及國外一些高等院校開展合作，引進師資與課程資源。

1.設置學院課程

學校在拓展課程系列里，專門設置了學院課程。學院課程設立文學院、數(shù)學院、科學院等?？茖W院課程包括物理、化學、生物等學科學習的拓展部分，還專門開設了物聯(lián)網(wǎng)、STEM、CAME等每個學生都要學習的必修課，并組織開展了航模、DI頭腦創(chuàng)新思維、物理魔術、觀鳥社等活動，讓每個學生都能找到自己的科學愛好。

2.開設科學大講堂

學校專門開設了“BA大講堂”，讓學生們了解科學最前沿的相關信息。每當有重大科學事件發(fā)生，學?？偸堑谝粫r間把科學家、工程師請到學校，在科學大講堂上給同學們帶來專業(yè)而風趣通俗的講解。如中國科學院國家天文臺張承民研究員主講的“世紀發(fā)現(xiàn)引力波·愛因斯坦就在我們身邊”、中國科學院古生物研究所王原研究員主講的“從魚到人”、北京化工大學David教授主講的“奇妙的化學”、月球車總設計師賈陽主講的“玉兔的故事——月球車的研發(fā)歷程”等，都為學生們提供了豐富的科學知識。

3.進行“STEM教育”

學校將STEM課程設為學生的必修課，每周一次90分鐘大課。在教學中，對每一個項目，學生們都要經(jīng)過定義問題、頭腦風暴、建造原型、測試和改良等環(huán)節(jié)，經(jīng)過兩到三次改良之后再到全班進行分享和交流。

STEM課程的魅力在于，學生在做中學，在玩中學，在全方位觀察中學，在多角度聯(lián)系中學。它將技術這種認知工具無縫銜接地融入教學中，充分調(diào)動學生的跨學科思維，從而支持深度學習的發(fā)生。學生們在這個過程中，有了很大的收獲。

首先，感受到了什么是創(chuàng)新思維，學到了發(fā)明事物的方法。如設計草圖、設計實驗步驟、實施實驗、搭建模型、進行測試、與人分享等。其次，了解STEM是一門綜合性的學科，知道每次項目制作都是以團隊的形式開展的，提高了團隊意識。其次，STEM課讓學生豐富、融合、深化理解了其他學科的知識，如物理、生物、歷史、化學等，還有的同學在數(shù)學建模中也會運用STEM的思維方式。最后，學生如果想發(fā)明東西、創(chuàng)造產(chǎn)品，就會使用STEM課上學到的方法。比如，參加第三屆國際數(shù)學建模挑戰(zhàn)賽（IM·C或IMMC）并贏得一等獎的八年級學生，就在準備比賽的過程中，自覺地把STEM課上學到的方法用到問題解決的過程中。

4.開展科技節(jié)活動

學校定期舉辦科技節(jié)活動，營造濃濃的科技氛圍，讓每個學生得到熏陶與啟迪。在科技節(jié)活動中，最重要的是讓每個學生都能親自參與到科學實驗中，為此，學校每次都精心安排大量的科學實驗活動。比如在今年的科技節(jié)中，學校就安排了近百種的實驗讓學生去參與，如“納米衣服、納米醫(yī)療用品的意義在何方”“讓你看DNA”“RNA3D的誕生與生物學的關系”“了解聲音的真實面目與相關變量”等。學生們自選項目，在教師培訓后，自己探索實驗并完成比較規(guī)范的實驗報告。endprint

三、開展項目學習

學校要求每個學生都有研究課題，每個學生都需要進行項目學習。學校大力鼓勵與支持學生開展科技小發(fā)明、小創(chuàng)造活動。

1.以產(chǎn)品為導向的項目學習

在項目學習中，學校注重以產(chǎn)品為導向，基本教學環(huán)節(jié)為：第一，分析問題；第二，界定問題；第三，設計產(chǎn)品；第四，構(gòu)建和制作；第五，優(yōu)化方案；第六，展示方案。學生按上述基本教學環(huán)節(jié)參與產(chǎn)品創(chuàng)造，大致流程為：明確產(chǎn)品任務要求，學習基本知識——小組合作，頭腦風暴進行創(chuàng)意設計——策劃方案，設計、討論、修改產(chǎn)品樣稿——動手組裝，搭建外型，安裝智能化感應模塊或編程實現(xiàn)智能控制——調(diào)試優(yōu)化改進——產(chǎn)品成功定型——演講推銷產(chǎn)品——展示照片，制作微視頻及網(wǎng)頁進行宣傳——二維碼掃描觀看——評比總結(jié)表彰。孩子們在此類項目學習中，制作出了不少好的產(chǎn)品，如“長腳的乒乓球撿球機”項目榮獲全國二等獎并申請到專利證書，“淋浴閥門的改進”獲得課題研究全國二等獎。

2.以主題為導向的項目學習

在主題下學生們經(jīng)歷了頭腦風暴、小組學習、原型測試、展示交流、總結(jié)反思、項目推廣的基本歷程。比如，學生開展的“新的長城”項目學習，學生們要用中英文撰寫長城八個關口的介紹，宣傳保護長城的理念；設計闖關智力游戲，增強宣傳的效果和趣味；設計藝術化的書簽，既表現(xiàn)不同關口的特征，又將其作為游戲的獎品；學生們創(chuàng)辦的中英文廣播電臺還專門做了兩期介紹“新的長城”的項目，宣傳長城文化。此外，他們還利用紙膜在校園里搭建長城，開展科學嘉年華活動。學生們設計的意念狙擊手闖關游戲，戴上頭盔后可以用意念控制激光束的公關，完成攻城打靶任務，這實際上用到了信息技術和電子技術。通過完成這樣一個主題學習，讓學生在課程中不斷成長。

3.以實驗為導向的項目學習

在實驗中，學生們經(jīng)歷了一個不斷探索的過程。比如學生們參加了麻省理工學院的“動手與動腦——工程設計優(yōu)化生活”項目，該項目要求參賽者制作一個二級分離火箭，發(fā)射升空后要在空中停留六秒鐘。開始他們是想使用火藥發(fā)射，但是買不到火藥，他們便利用自己的化學知識自制面粉炸藥。但在最后的比賽過程中，火箭又摔壞了，怎么辦？學生們只好用一截火箭完成了相關的項目，而且臨時生出創(chuàng)意，用手機開啟錄像功能后裝入火箭，完成了火箭起飛和降落的航拍。

憑借這一創(chuàng)意和不放棄的精神，以及近乎完美的時間表現(xiàn)，學生們獲得了大賽唯一的特等獎。他們自己總結(jié)：“真的不容易，由想法到實現(xiàn)，每一個步驟都需要特別的細致，降落傘的制作花了很大的功夫，也嘗試了各種的材料，經(jīng)歷了無數(shù)的困難，但最終成功了！”這種學習方式，在北京中學是經(jīng)常出現(xiàn)的。

四、推進科學考察

北京中學成立以來，每位學生每年都至少要完成兩項小課題研究，課題可以連續(xù)，也可以更換選題。課題研究過程中，每人都必須要經(jīng)歷課題答辯環(huán)節(jié)，課題結(jié)束后，每人都需要上交規(guī)范的課題研究報告。為了更好地支持學生的課題研究，學校積極創(chuàng)造條件，搭建平臺，不斷推進學生進行科學考察活動。

一是走進博物館。每學期都組織安排學生到北京各大博物館開展活動，學生按照不同的專題選擇參加。有時學校還安排學生夜宿在博物館，讓他們進行深度的觀察與研究。

二是走進實驗基地。學校積極與科研機構(gòu)、高等院校等機構(gòu)聯(lián)系，讓學生走進高端實驗室，跟隨專家們開展相關科學小實驗活動。同時，每年暑假，學校組織學生遠赴云南、青海以及吉林長白山等地，跟隨中科院科學家們一起進行科學考察。學生們有十多天的時間待在科學家身邊，零距離學習科學家們的科學研究，并在科學家的指導下完成自己的實驗，作出自己的實驗報告。學生們在這種影響下，作出了“樟科黃肉楠屬植物葉片的性狀及其影響因素研究”“植物花外蜜腺對螞蟻吸引力的影響”“甘肅西北部地區(qū)土壤沙化程度的研究及原因分析”“不同土地利用類型對土壤導水率、含水量及容重的影響”等代表課題。

三是走向全國各地。學校每學期都組織全體學生外出，開展研學活動，讓學生們身心都行走在廣袤的大地上。學校成立以來，相繼組織全體學生走過古都西安、大漠甘肅、墨香徽州、草原內(nèi)蒙等區(qū)域，行程一萬多公里。學生們結(jié)合所到區(qū)域的地理文化等特征，開展了三百多個科學課題研究，撰寫了百萬字的科學研究報告。

在大量的創(chuàng)造性實踐中，學生的科學素養(yǎng)在不斷提升，并與學校鮮明的人文教育特色相融合。學校努力地促進學生的全面發(fā)展，不斷地為創(chuàng)新性人才的成長奠定堅實的基礎。

【夏青峰，北京市北京中學校長，中學高級教師，特級教師；周端焱，北京市北京中學副校長，中學高級教師】

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