初中科技創(chuàng)新課程體系的構(gòu)建與實(shí)踐

姬文廣 張春偉 常冬冬

在2016年召開的“科技三會(huì)”上，習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)，科技創(chuàng)新、科學(xué)普及是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的兩翼，要把科學(xué)普及放在與科技創(chuàng)新同等重要的位置。2021年6月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《全民科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)規(guī)劃綱要（2021—2035年）》，明確指出：激發(fā)青少年好奇心和想象力，增強(qiáng)科學(xué)興趣、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，培育一大批具備科學(xué)家潛質(zhì)的青少年群體，為加快建設(shè)科技強(qiáng)國(guó)夯實(shí)人才基礎(chǔ)。這一高要求為青少年科技教育發(fā)展指明了方向，提升科技教育水平成為基礎(chǔ)教育階段學(xué)校的重要任務(wù)。

位于城鄉(xiāng)接合部的鄭州一中國(guó)際航空港實(shí)驗(yàn)學(xué)校（以下簡(jiǎn)稱“港區(qū)一中”），是鄭州航空港綜合保稅區(qū)政府聯(lián)手鄭州一中共同建立的一所全日制公辦初中，擁有58個(gè)教學(xué)班， 228名教職工，? 2800多名在校學(xué)生。建校以來，學(xué)校始終注重調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望。為此，學(xué)校以課程建設(shè)為核心，積極探索科學(xué)的教育教學(xué)模式：一方面，推進(jìn)理化生等學(xué)科的課程改革;另一方面，開設(shè)特色科技創(chuàng)新校本課程，在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

2020年，學(xué)校和廣西師范大學(xué)興華科學(xué)研究所簽訂協(xié)議，邀請(qǐng)興華科技教育師資班學(xué)員進(jìn)駐學(xué)校，開設(shè)科技創(chuàng)新校本課程。同年，開設(shè)科技社團(tuán)，舉辦科技運(yùn)動(dòng)會(huì)。同時(shí)，學(xué)校建立科技創(chuàng)新教研組，聯(lián)合物理、化學(xué)、生物、信息等學(xué)科的十余名教師，經(jīng)過兩年的探索與改進(jìn)，研發(fā)創(chuàng)設(shè)了三級(jí)科技創(chuàng)新校本課程——普適性的全員課程、多樣性的社團(tuán)課程、專業(yè)性的競(jìng)賽課程，滿足不同學(xué)生對(duì)科學(xué)探究的需求。

普適性的全員課程

面向全體學(xué)生，制定教學(xué)目標(biāo)

科技創(chuàng)新校本課程面向全體學(xué)生開放，強(qiáng)調(diào)每一位學(xué)生參與。學(xué)校七年級(jí)學(xué)生每周一節(jié)科創(chuàng)課，八年級(jí)學(xué)生每周一節(jié)編程課。另外，學(xué)校建有大型獨(dú)立科技創(chuàng)新教室，配備工具和耗材，讓每一位學(xué)生都能參與科學(xué)實(shí)踐。

注重科學(xué)探究，選擇課程內(nèi)容

科學(xué)探究是科學(xué)課程的核心素養(yǎng)之一。科創(chuàng)課程強(qiáng)調(diào)學(xué)生主動(dòng)探究，在每一個(gè)項(xiàng)目里經(jīng)歷提出問題、做出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié)。

在課程內(nèi)容方面，科創(chuàng)課程強(qiáng)調(diào)學(xué)生的選擇性，以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為主，注重發(fā)揮學(xué)生的自主性。以拋石機(jī)課程為例，學(xué)生小組合作使用一次性筷子制作拋石機(jī)，探究影響拋石機(jī)投射距離的因素，不斷改進(jìn)自己的拋石機(jī)。過程中，學(xué)生不僅掌握了拋石機(jī)的有關(guān)知識(shí)，也學(xué)習(xí)了相關(guān)工具的使用。另外， 科創(chuàng)課程還包括趣味益智類課程和科普教育課程。在課程中學(xué)生既能體驗(yàn)龍骨拼圖、掃雷等動(dòng)手性活動(dòng)，也能了解病毒的歷史、古人如何認(rèn)識(shí)星空等科普知識(shí)。 這些課程訓(xùn)練了學(xué)生的邏輯思維能力，讓學(xué)生體會(huì)到科學(xué)是不斷發(fā)展的。

開展科技運(yùn)動(dòng)會(huì)，實(shí)施多元評(píng)價(jià)

課程評(píng)價(jià)是科技類課程實(shí)施的難點(diǎn)。目前，在基礎(chǔ)教育階段，科學(xué)課或理化生學(xué)科課程多采用紙筆測(cè)驗(yàn)的形式，科技教育課程大多是機(jī)器人或編程類活動(dòng)，以競(jìng)賽獲獎(jiǎng)為評(píng)價(jià)方式。這些單一的評(píng)價(jià)方法常常過于關(guān)注課程成果而忽視了學(xué)生成長(zhǎng)。鑒于此，港區(qū)一中采用平時(shí)作業(yè)加結(jié)業(yè)作品的方式進(jìn)行評(píng)價(jià)——平時(shí)，學(xué)生完成作業(yè)，記錄在學(xué)習(xí)手冊(cè)上;學(xué)期結(jié)束，學(xué)校會(huì)舉辦科技運(yùn)動(dòng)會(huì)暨學(xué)生作品展，學(xué)生可以選擇參加項(xiàng)目或制作科技類作品，這些項(xiàng)目和作品會(huì)被作為學(xué)生評(píng)價(jià)的依據(jù)。至今，學(xué)校已舉辦兩屆校級(jí)科技運(yùn)動(dòng)會(huì)暨學(xué)生作品展，并通過網(wǎng)絡(luò)在線直播，點(diǎn)擊量超十萬(wàn)人次。

多樣性的社團(tuán)課程

在全員普及的課堂上，港區(qū)一中發(fā)現(xiàn)了一大批對(duì)科技感興趣的學(xué)生。然而，每周一節(jié)的科創(chuàng)課難以滿足他們的學(xué)習(xí)需求。為此，學(xué)校開設(shè)了科創(chuàng)社團(tuán)。社團(tuán)以小組形式開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，科創(chuàng)教師每人都有專門負(fù)責(zé)的科技小組。學(xué)校積極組織科創(chuàng)教師參與線上線下的科技培訓(xùn)，提高其專業(yè)水平。

豐富的科技社團(tuán)

港區(qū)一中科創(chuàng)社團(tuán)下轄編程類、機(jī)器人類、科學(xué)探究類、科學(xué)表演類6個(gè)小組，分別為Scratch軟件編程組、Arduino硬件編程組、機(jī)器人組、科學(xué)研究組、工藝社區(qū)組、科學(xué)話劇組。以科學(xué)研究組為例，科創(chuàng)教師指導(dǎo)學(xué)生對(duì)感興趣的科學(xué)問題進(jìn)行深入研究，開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，如制作棉花糖機(jī)、日晷、希羅噴泉、反重力裝置等。通過小實(shí)驗(yàn)和各種研究活動(dòng)，掌握科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

學(xué)校每周三下午開設(shè)兩節(jié)社團(tuán)課，對(duì)平時(shí)課程加以延伸和拓展——學(xué)生在信息課上學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的語(yǔ)句，在社團(tuán)則學(xué)習(xí)制作具體項(xiàng)目。社團(tuán)成員多次在省、市級(jí)科技類競(jìng)賽中獲獎(jiǎng)。

館校結(jié)合，開展科技研學(xué)活動(dòng)

為拓展學(xué)生的知識(shí)與視野，讓學(xué)生能夠用所學(xué)的知識(shí)解釋生活中的現(xiàn)象，港區(qū)一中組織社團(tuán)學(xué)生前往鄭州科技館進(jìn)行研學(xué)旅行。結(jié)合鄭州科技館的設(shè)施，科創(chuàng)組教師設(shè)計(jì)了科學(xué)研究類科技館學(xué)習(xí)活動(dòng)——“森‘螺’萬(wàn)象”，該活動(dòng)將“螺—達(dá)·芬奇”“螺—螺線”“螺—螺號(hào)”“螺—潛水艇”“螺—建筑”等通過有趣的科幻故事串聯(lián)起來，學(xué)生不僅能了解螺的生物特性以及與螺有關(guān)的科技發(fā)明，感悟科技的魅力，還能領(lǐng)悟到小小的螺與世間萬(wàn)象之間的聯(lián)系，從而喚起保護(hù)自然的意識(shí)與責(zé)任心。

專業(yè)性的競(jìng)賽課程

學(xué)校注重拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)，積極探索優(yōu)質(zhì)科技后備人才的培養(yǎng)模式。對(duì)于在科技社團(tuán)學(xué)習(xí)意愿強(qiáng)烈且學(xué)習(xí)成果突出的學(xué)生，學(xué)校采用“導(dǎo)師+競(jìng)賽”模式培養(yǎng)：一方面，為其配置科技導(dǎo)師，在課余時(shí)間進(jìn)行一對(duì)一指導(dǎo);另一方面，以賽代訓(xùn)，鼓勵(lì)學(xué)生積極參加科技競(jìng)賽，如全國(guó)青年科普創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)暨作品大賽、河南省NOC創(chuàng)新大賽、鄭州市編程比賽等。社團(tuán)成員首次參加鄭州市第四屆智能編程與設(shè)計(jì)大賽即獲得一等獎(jiǎng)3項(xiàng)、二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，學(xué)校也獲得優(yōu)秀組織獎(jiǎng)。在全國(guó)青年科普創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)暨作品大賽中，段晨迪、王梓旭同學(xué)入圍河南省賽，張春偉老師獲評(píng)優(yōu)秀輔導(dǎo)教師。

經(jīng)過數(shù)年探索，港區(qū)一中激發(fā)了一大批學(xué)生對(duì)科學(xué)的熱愛，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神，提升了學(xué)生的實(shí)踐能力。但同時(shí)，科創(chuàng)課程在實(shí)施過程中也遇到許多難題，例如：每周只有一節(jié)科創(chuàng)課，學(xué)生對(duì)于同一個(gè)項(xiàng)目的熱情會(huì)隨著時(shí)間慢慢減弱;學(xué)生的基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)相對(duì)薄弱，如何在活動(dòng)中滲透科學(xué)思維和科學(xué)方法是難點(diǎn);如何和高中、大學(xué)、科技場(chǎng)館加強(qiáng)聯(lián)動(dòng)，提升教學(xué)效果，也需要不斷探索。在后續(xù)的課程建設(shè)中，學(xué)校將繼續(xù)秉承“讓厭學(xué)的孩子好學(xué)，讓好學(xué)的孩子著迷”的教育理念，不斷開發(fā)優(yōu)質(zhì)科技教育課程，舉辦更多優(yōu)質(zhì)科技教育活動(dòng)，圓學(xué)生的科技之夢(mèng)。

【本文系2021年度河南科技智庫(kù)調(diào)研課題“河南省青少年科技教育現(xiàn)狀比較研究”（課題編號(hào)：HNKJZK-2021-19B）研究成果】