關(guān)于線上科技類課程體系構(gòu)建及課程實(shí)施的幾點(diǎn)思考

摘 ?要：本文闡述了線上科普課程的開設(shè)原則，構(gòu)建了線上科普課程體系，給出了實(shí)施流程和注意事項(xiàng)。

摘 ?要：This paper expounds the principles of online popular science courses，constructs an online popular science course system，and gives the implementation process and precautions.

疫情期間，全國(guó)啟動(dòng)線上教學(xué)，豐富青少年的居家學(xué)習(xí)活動(dòng)。科技類也不甘落后，推出了大量的科普公益課程?？萍碱惥€上課程與其他學(xué)科相比，有什么特點(diǎn)？針對(duì)這些特點(diǎn)我們?nèi)绾螒?yīng)對(duì)？如何提升青少年的學(xué)習(xí)效果呢？

針對(duì)青少年年齡特點(diǎn)，以及人才培養(yǎng)目標(biāo)和教育教學(xué)規(guī)律，為了保證教學(xué)效果，在推出課程時(shí)主要遵循如下幾條原則。

一、線上科普課程的開設(shè)原則

（一）教學(xué)內(nèi)容

1.課程內(nèi)容不拘泥于課本知識(shí)，應(yīng)涉及生活、學(xué)習(xí)和活動(dòng)等各個(gè)方面，豐富和拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)歷。

2.引導(dǎo)青少年積極關(guān)注當(dāng)下新冠肺炎的發(fā)展情況，搜集整理疫情相關(guān)材料，綜合運(yùn)用各學(xué)科知識(shí)，積極參與抗擊疫情宣傳活動(dòng)。

3.知識(shí)點(diǎn)選擇大約為線下課程的一半左右，結(jié)構(gòu)緊湊、邏輯嚴(yán)密，利于青少年總結(jié)歸納，提高學(xué)習(xí)效果。

（二）教學(xué)時(shí)間

鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，提高自主學(xué)習(xí)意識(shí)和能力。根據(jù)各青少年年齡，控制教學(xué)時(shí)間?？萍碱愓n程考慮到學(xué)生需要?jiǎng)邮?，聽課與動(dòng)手各占一半時(shí)間。所以建議科技類線上課程以微課形式為主，每次課不超過10分鐘，1-2個(gè)知識(shí)點(diǎn)，中間配合動(dòng)手操作。每節(jié)課控制在半小時(shí)左右結(jié)束。

（三）教學(xué)形式

積極創(chuàng)新教學(xué)形式，開展項(xiàng)目式實(shí)踐活動(dòng)。拓展學(xué)習(xí)內(nèi)容，豐富學(xué)習(xí)方式，提高學(xué)習(xí)興趣，發(fā)展學(xué)生學(xué)以致用的實(shí)踐能力。建議科技類線上微課，每次課獨(dú)立的實(shí)踐內(nèi)容，課程結(jié)束后留有動(dòng)手實(shí)踐作業(yè)，讓學(xué)生親自體驗(yàn)，獲取收獲。

二、線上科普公益課程體系的理論基礎(chǔ)

線上科普公益課程圍繞被世界多個(gè)國(guó)家廣泛認(rèn)可的stem教育進(jìn)行構(gòu)建。

STEM是科學(xué)（science）、技術(shù)（technology）、工程（engineering）、數(shù)學(xué)（mathematics）四門學(xué)科英文首字母的縮寫，所以stem教育就是結(jié)合科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)的跨領(lǐng)域綜合素質(zhì)教育。

我國(guó)在2017年重新定義了Stem教育：是一種以項(xiàng)目學(xué)習(xí)和問題解決為導(dǎo)向的課程組織方式，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)。按照這個(gè)定義，Stem教育雖然多以動(dòng)手創(chuàng)作為主，但動(dòng)手的目的不是單純教會(huì)學(xué)生如何做，而是注重過程中的思考和探索，強(qiáng)調(diào)運(yùn)用跨學(xué)科思想，讓孩子找到解決問題的方法。

STEM代表四個(gè)單詞，這四個(gè)單詞之間的邏輯關(guān)系應(yīng)按照如下排列：

1.科學(xué)是起點(diǎn)，要有一定的知識(shí)和技術(shù)儲(chǔ)備，在低年齡段，比如4-7歲，要開設(shè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，引發(fā)學(xué)生興趣，引導(dǎo)學(xué)生多觀察、多思考、多動(dòng)手;

2.數(shù)學(xué)和技術(shù)是手段，要培養(yǎng)學(xué)生的基于數(shù)據(jù)、模型、訓(xùn)練和應(yīng)用的思維，在中高年齡段，比如8-14歲（這個(gè)年齡階段是學(xué)生抽象思維發(fā)展的黃金時(shí)期）開設(shè)圖形化編程課程和代碼編程;

3.工程是主線和目標(biāo)，所有STEM課程在課程設(shè)計(jì)時(shí)要貫穿工程思維和流程，立足提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、探索能力、動(dòng)手能力、邏輯思維能力和解決問題能力。14歲以上年齡，以stem課程最終以硬件編程課程作為歸口課程。

三、線上科普公益課程體系構(gòu)建

圍繞stem教育，特構(gòu)建四條課程主線（以小學(xué)階段為例）：科學(xué)課、軟件編程、機(jī)器人課程、硬件編程課程。

（一）科學(xué)課

每節(jié)課都會(huì)做一個(gè)有趣的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)揭示、證明某些物理或化學(xué)的科學(xué)原理，對(duì)于孩子之后物理化學(xué)的學(xué)科學(xué)習(xí)很有幫助，同時(shí)提升科技素養(yǎng)、進(jìn)行理論夯實(shí)。每個(gè)主題2學(xué)時(shí)，共計(jì)四個(gè)學(xué)期30個(gè)主題，60學(xué)時(shí)課程。

開設(shè)科學(xué)課的目的：通過生活中的科學(xué)現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察和深入思考;建立現(xiàn)象和理論的聯(lián)系，夯實(shí)理論基礎(chǔ)，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng);引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)STEM課程的興趣。

（二）scratch軟件編程課程

scratch編程課，面向無編程基礎(chǔ)的學(xué)生。圖形化模塊化編程，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，每次課完成一個(gè)游戲或是一個(gè)動(dòng)畫等。每個(gè)主題2學(xué)時(shí)，四個(gè)學(xué)期共計(jì)30個(gè)主題，60學(xué)時(shí)課程。

開設(shè)scratch軟件編程課程的目的：提高學(xué)生的邏輯思維能力;項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，初步培養(yǎng)學(xué)生的工程思維;參加軟件編程與智能設(shè)計(jì)大賽，收獲成績(jī)和榮譽(yù)。

（三）機(jī)器人課程

機(jī)器人課程面向4-18歲。一級(jí)課程以搭建為主。二級(jí)課程采用平板編程，以執(zhí)行器模塊為主，核心結(jié)構(gòu)件由老師帶領(lǐng)搭建。三級(jí)課程過渡到電腦編程，建立傳感器、執(zhí)行器、控制器之間的邏輯關(guān)系，核心結(jié)構(gòu)件由老師帶領(lǐng)搭建，但老師會(huì)讓學(xué)生改錯(cuò)或改良。四級(jí)課程加入更為豐富的傳感器，核心結(jié)構(gòu)件由學(xué)生自己完成搭建。五級(jí)課程完全由需求決定，由學(xué)生自主設(shè)計(jì)完成，為后面參加機(jī)器人競(jìng)賽課程奠定基礎(chǔ)。機(jī)器人課程是年齡跨度最大的一門課程，因?yàn)闄C(jī)器人競(jìng)賽有著廣泛的出口。

開設(shè)機(jī)器人課程的目的：熟悉機(jī)器人器材，進(jìn)行知識(shí)技能儲(chǔ)備;進(jìn)一步提高學(xué)生綜合分析問題、解決問題能力，團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，語言表達(dá)能力，應(yīng)變能力，實(shí)踐能力，提升科技素養(yǎng);搭建相互學(xué)習(xí)的平臺(tái)，養(yǎng)成探究式學(xué)習(xí)習(xí)慣，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的工程思維;階梯式培養(yǎng)，選拔參賽人員，參加機(jī)器人賽事，收獲成績(jī)和榮譽(yù)。

（四）硬件編程課程

面向有機(jī)器人或編程基礎(chǔ)的學(xué)生。不同于機(jī)器人課程，硬件編程課程是在電路板上搭建和編程，相較于機(jī)器人課程，硬件編程課程更加抽象，所以適合高年級(jí)，有一定機(jī)器人基礎(chǔ)的學(xué)生。

每門課程面向不同年齡，在知識(shí)點(diǎn)層面都會(huì)融入一些主科學(xué)科知識(shí)，但又不是單一學(xué)科，而是強(qiáng)調(diào)多學(xué)科融合，符合stem課程理念。在能力層面，各門課程都是立足提高學(xué)生的科技創(chuàng)新能力，但各有側(cè)重點(diǎn)。

科學(xué)課側(cè)重提高科學(xué)素養(yǎng)理論基礎(chǔ);軟件編程側(cè)重提高邏輯思維能力;機(jī)器人課程側(cè)重提高綜合分析能力;硬件編程側(cè)重提高跨學(xué)科實(shí)踐應(yīng)用能力。

四、線上科普公益課程實(shí)施流程

（一）第一階段：廣泛科普階段（半個(gè)月左右）

考慮到疫情期間授課器材的獲取問題，也考慮到學(xué)生的能力水平參差不齊，第一期線上課程，以科普入門為主，讓學(xué)生了解課程內(nèi)容和自己的興趣點(diǎn)。選擇科學(xué)課、scratch軟件編程和硬件編程入門課程三門課，每門課選取4-6次課程，每次課程10-30分鐘。

科學(xué)課，每次以家中可以找到的材料，完成1-2個(gè)簡(jiǎn)單的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。每次時(shí)間10分鐘左右，共計(jì)6次課。目的是興趣引導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生多觀察、多思考、多動(dòng)手，從小愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)。也為下一步第二階段有耗材的科學(xué)課打下基礎(chǔ)。

scratch軟件編程，以新型冠狀病毒為主題，設(shè)置1次入門介紹課程和6次主題編程課程，每次完成課程后，學(xué)生可以制作一個(gè)抗擊疫情的宣傳視頻。同時(shí)為下一步課程深入學(xué)習(xí)打下理論基礎(chǔ)。

硬件編程基礎(chǔ)，以硬件編程課程入門需要的電路內(nèi)容為主，以理論介紹為主，讓學(xué)生熟悉電路知識(shí)，為后期硬件編程實(shí)操課程打下基礎(chǔ)。

（一）第二階段：有選擇的進(jìn)階學(xué)習(xí)階段（一個(gè)月左右）

在第一階段課程后，學(xué)生了解各課程內(nèi)容和自己的興趣，可有選擇的學(xué)習(xí)，進(jìn)入進(jìn)階階段。第二階段，繼續(xù)開設(shè)科學(xué)課、軟件編程、硬件編程，但同時(shí)采取結(jié)合硬件方式，加大實(shí)操內(nèi)容。同時(shí)在此基礎(chǔ)上，加開機(jī)器人課程。

（三）第三階段：線上線下相結(jié)合，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)（一個(gè)半月后）

一個(gè)半月后，疫情基本得到控制，可結(jié)合校內(nèi)社團(tuán)素拓課進(jìn)行人員選拔招募，開展各項(xiàng)素拓課和賽事準(zhǔn)備。這時(shí)，前段時(shí)間的課程驗(yàn)收可以作為選拔標(biāo)準(zhǔn)，和線下課程同時(shí)展開，并發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)。為各學(xué)校進(jìn)行科技類綜合實(shí)踐活動(dòng)提供助力。

五、線上科普公益課程實(shí)施需要注意的問題

1.開課之前建家長(zhǎng)群，把每門課的家長(zhǎng)或?qū)W生拉近一個(gè)群內(nèi)。提前發(fā)布題目、內(nèi)容、需提前準(zhǔn)備的材料清單;提醒家長(zhǎng)查看上課環(huán)境，選擇安靜、不易被打擾的環(huán)境，桌面收拾整齊;網(wǎng)絡(luò)暢通，以免發(fā)生卡頓的現(xiàn)象。

2.提前十分鐘進(jìn)入線上教室，進(jìn)行點(diǎn)名，建議老師開啟攝像頭與學(xué)生問好，增加交流的溫度。并通過游戲等讓學(xué)生注意力集中到課堂。

3.授課過程中注意互動(dòng)，科技類線上課程宜采取小班授課，每班不超過10人，選取的直播平臺(tái)應(yīng)可以雙向開啟攝像頭，便于互動(dòng)開展?；?dòng)盡量讓所有學(xué)生參與，提高其參與度。

4.課程結(jié)束后注意群內(nèi)答疑，提交作業(yè)，及時(shí)反饋，讓學(xué)生有認(rèn)同感。

結(jié)束語：

今年疫情突然，很多學(xué)校和老師是被動(dòng)轉(zhuǎn)為線上教學(xué)的。但同時(shí)也是提供了契機(jī)，作為科技教育工作者應(yīng)該借此機(jī)會(huì)，思考如何將線上和線下優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，構(gòu)建合理的科技類課程體系和模式。本文只是進(jìn)行了初步思考，下一步還需通過實(shí)踐進(jìn)一步修訂和完善。

作者簡(jiǎn)介：辛昕（1977.08，女，天津，碩士，副教授，青少年科技教育，天津市河?xùn)|區(qū)智德培訓(xùn)學(xué)校校長(zhǎng)） ?楊超。