跨學(xué)科實(shí)踐式科普課程體系構(gòu)建的思考

文/廣州市執(zhí)信中學(xué) 陳民

2023 年2 月，在中共中央政治局第三次集體學(xué)習(xí)中，習(xí)近平總書記再次強(qiáng)調(diào)：“要在教育‘雙減’中做好科學(xué)教育加法，激發(fā)青少年好奇心、想象力、探求欲，培育具備科學(xué)家素質(zhì)、愿意獻(xiàn)身科學(xué)研究事業(yè)的青少年群體?！比瞬攀桥d國之本、富民之基、發(fā)展之源，而科學(xué)創(chuàng)新人才的培育基礎(chǔ)在于科學(xué)知識與技能的普及教育。但在實(shí)踐層面，不少學(xué)校面臨校本科學(xué)創(chuàng)新教育課程架構(gòu)零散，科學(xué)實(shí)踐類課程占比偏低，跨學(xué)科知識與技能融合存在局限性等問題。如何構(gòu)建一個(gè)完善的科普教育體系，擴(kuò)寬科普教育受眾面，提升科學(xué)素養(yǎng)以及動手實(shí)踐能力，成為各所學(xué)校重點(diǎn)研究的方向。

一、成功學(xué)生個(gè)案的反思

2013 年廣州市執(zhí)信中學(xué)陳立偉同學(xué)在第39 屆全國青少年科技創(chuàng)新大賽中榮獲金獎(jiǎng)，并一舉奪得賽事最高榮譽(yù)中國科協(xié)主席獎(jiǎng)。優(yōu)異的競賽成績吸引了多家媒體報(bào)道，爭相解構(gòu)這位科技小達(dá)人的成長之路?？萍冀處焾F(tuán)隊(duì)也積極總結(jié)反思，研究該生在科技創(chuàng)新領(lǐng)域的成長路徑，總結(jié)出三個(gè)培育要素。一是多門科技競賽課程的學(xué)習(xí)經(jīng)歷。從初一至高二，經(jīng)歷五年執(zhí)信科技課程培育，先后參與過無線電測向、人工智能、機(jī)器人、創(chuàng)客空間、科技創(chuàng)新等多個(gè)競賽課程的培育，讓該生獲得了不同類別的科技知識，為創(chuàng)意萌芽打下知識基礎(chǔ)。二是多維度動手實(shí)踐技能的鍛煉。該生所選的課程均為實(shí)踐型課程，每一項(xiàng)實(shí)踐型課程均能讓該生收獲一項(xiàng)實(shí)踐技能，為實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意打下技術(shù)基礎(chǔ)。三是科學(xué)素養(yǎng)與人文素養(yǎng)共育。執(zhí)信的科技教育不僅僅教會學(xué)生“思考”與“創(chuàng)造”的科學(xué)素養(yǎng)，也從人文素養(yǎng)角度教會學(xué)生“共情”與“表達(dá)”?？茖W(xué)素養(yǎng)與人文素養(yǎng)的融合使該生在各大賽場上取得優(yōu)異的成績。

該生成功的案例讓我們看到人才培育的三個(gè)要點(diǎn)：建立實(shí)踐類科技課程體系、開展多學(xué)科融合教育、科學(xué)素養(yǎng)與人文素養(yǎng)共育。在新思路的引領(lǐng)下，學(xué)校萌生了跨學(xué)科實(shí)踐式科普課程體系構(gòu)建的設(shè)想，以期望培養(yǎng)出更多拔尖創(chuàng)新后備人才。

二、跨學(xué)科實(shí)踐式科普課程體系的構(gòu)建

科普課程體系的構(gòu)建包含三個(gè)重要內(nèi)容，課程建設(shè)、實(shí)施路徑規(guī)劃、評價(jià)體系建設(shè)。參考執(zhí)信中學(xué)漢諾塔式拔尖創(chuàng)新人才培育體系的理念，依托學(xué)?？萍冀逃厣偨Y(jié)成功的人才培育經(jīng)驗(yàn)，提出跨學(xué)科實(shí)踐式科普課程體系構(gòu)建的新思路。

1.跨學(xué)科實(shí)踐式科普課程建設(shè)。課程是科普教育的基礎(chǔ)，建設(shè)多元化的科普實(shí)踐類課程，既滿足不同學(xué)生的興趣需求，實(shí)現(xiàn)更大范圍的科普，也有利于校本科普課程的構(gòu)建，更容易開展創(chuàng)新人才培育。由此，我們對校本科技類課程進(jìn)行分類與重構(gòu)。一是思維創(chuàng)新類基礎(chǔ)課程，如創(chuàng)新思維訓(xùn)練課、工程思維訓(xùn)練課等。二是創(chuàng)新實(shí)踐能力提升類課程，如機(jī)器人實(shí)踐課程、電子電路實(shí)踐課程、人工智能實(shí)踐課程、創(chuàng)客空間課程等。三是科學(xué)與人文融合類課程，如未來建筑設(shè)計(jì)、科幻寫作課程等。在校內(nèi)推動校本科技課程構(gòu)建有利于豐富科技課程體系，只有在課程資源多元化的背景下，跨學(xué)科實(shí)踐方可滿足不同學(xué)生的需求，讓體系變得更加靈活。

2.跨學(xué)科實(shí)踐式科普課程路徑設(shè)計(jì)。基于跨學(xué)科教育有利于開闊學(xué)生視野，增進(jìn)對知識的理解，提升學(xué)生的綜合能力的特點(diǎn)。依托學(xué)校實(shí)踐類科學(xué)課程為載體，對跨學(xué)科實(shí)踐式科普課程路徑進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體實(shí)施流程如下。一是基于普及性原則開展科普實(shí)踐課程。由6 門校本特色課程組成科普實(shí)踐課程體系，每門課程招收30 名學(xué)生，科普實(shí)踐體系內(nèi)最多可容納180 名學(xué)生。學(xué)生自愿報(bào)名進(jìn)入體系學(xué)習(xí)，一個(gè)學(xué)期即可完成6 門基礎(chǔ)實(shí)踐課程基礎(chǔ)學(xué)習(xí)。二是基于融合性原則的跨學(xué)科實(shí)踐課程教學(xué)。全學(xué)期依托選修課程開展18 個(gè)課時(shí)的學(xué)習(xí)，每門學(xué)科的教學(xué)時(shí)間為3 學(xué)時(shí)，學(xué)習(xí)內(nèi)容為該實(shí)踐學(xué)科的前沿知識與基本實(shí)踐技能。每3 個(gè)學(xué)時(shí)學(xué)生輪換一個(gè)新的課程，一學(xué)期后學(xué)會6門課程全部的實(shí)踐操作基礎(chǔ)知識，目的是讓學(xué)生通過動手實(shí)踐，體驗(yàn)各種技術(shù)的特點(diǎn)，并利用技術(shù)融合的方式開展創(chuàng)新。三是基于實(shí)踐性原則的課程教學(xué)內(nèi)容。涉及課程均為技能型實(shí)踐課程，通過課程學(xué)習(xí)，讓學(xué)生初步掌握一項(xiàng)簡單的創(chuàng)新技能，同時(shí)提升學(xué)生動手實(shí)踐能力。

3.跨學(xué)科實(shí)踐式科普課程評價(jià)體系建設(shè)。跨學(xué)科實(shí)踐式科普課程體系更有利于對學(xué)生進(jìn)行全方位的客觀評價(jià)，評價(jià)體系分為過程性評價(jià)與終結(jié)性評價(jià)兩個(gè)部分，其中過程性評價(jià)分為線上評價(jià)與線下評價(jià)兩部分，終結(jié)性評價(jià)分為校內(nèi)評價(jià)與校外評價(jià)兩部分。過程性評價(jià)體系方面，由于實(shí)踐型科普課程體系共計(jì)6 門課程，6 門課程的教師分別對學(xué)生進(jìn)行過程性評價(jià)，能從思維、技能、合作、創(chuàng)意等多個(gè)維度對學(xué)生進(jìn)行綜合評價(jià)。另外學(xué)生可以通過廣州執(zhí)信科學(xué)教育平臺進(jìn)行科學(xué)課程線上學(xué)習(xí)，以及分享個(gè)人創(chuàng)新成果，平臺會對學(xué)生學(xué)習(xí)過程進(jìn)行跟蹤與記錄，輔助教師對學(xué)生進(jìn)行過程性評價(jià)。終結(jié)性評價(jià)體系方面，每年學(xué)校均組織校級創(chuàng)新素養(yǎng)擂臺賽，對學(xué)生創(chuàng)意金點(diǎn)子與創(chuàng)新工程類項(xiàng)目進(jìn)行評價(jià)，對優(yōu)秀項(xiàng)目進(jìn)行孵化以及推薦參賽，搭建學(xué)生展示自身創(chuàng)意與動手實(shí)踐能力的平臺，也可以對完成課程的學(xué)生進(jìn)行階段性的總結(jié)性評價(jià)。另外，利用校外競賽平臺，通過賽事層面，對學(xué)生進(jìn)行終結(jié)性評價(jià)。

三、以立德樹人為根本任務(wù)的科學(xué)教育體系

融合科學(xué)素養(yǎng)與人文素養(yǎng)，從知識的學(xué)習(xí)到實(shí)踐能力的提升，從知識的建構(gòu)到科技創(chuàng)新，跨學(xué)科實(shí)踐式科普體系中的每一門課程不僅僅是知識與技能的傳授，更重要的是通過課程實(shí)現(xiàn)立德樹人的目標(biāo)。

1.通過多個(gè)課程的跨學(xué)科學(xué)習(xí)，了解國家在科技創(chuàng)新各個(gè)領(lǐng)域取得的重大突破，培養(yǎng)民族自信，激勵(lì)學(xué)生勇于創(chuàng)新，為中華民族偉大復(fù)興而不懈奮斗。如在機(jī)器人實(shí)踐課程、創(chuàng)客空間課程、人工智能實(shí)踐課程中，對國家核心電子器件、高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品進(jìn)行介紹，讓學(xué)生了解國家在芯片制造業(yè)、國產(chǎn)替代等方面作出的成就，樹立為國家科技事業(yè)而學(xué)習(xí)的愿望。

2.通過實(shí)踐學(xué)習(xí)，體驗(yàn)勞動實(shí)踐的全過程，培養(yǎng)勞動者的價(jià)值觀，樹立尊重勞動者，尊重他人勞動成果的高尚情操。通過電子電路實(shí)踐課程中感受電子電路制作的艱辛，通過未來建筑設(shè)計(jì)了解團(tuán)隊(duì)合作的重要性，從而全方位認(rèn)識勞動，并愿意投身建設(shè)祖國的勞動當(dāng)中。

3.通過學(xué)科融合教育，讓學(xué)生感受科學(xué)的本質(zhì)，了解客觀世界是科學(xué)與人文相結(jié)合的產(chǎn)物，有利于學(xué)生正確世界觀、人生觀的形成。

跨學(xué)科實(shí)踐式科普課程體系構(gòu)建是通過總結(jié)成功培育案例提出的育人方案，也是廣州市執(zhí)信中學(xué)探索拔尖創(chuàng)新人才培育道路的階段性經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，具有一定的可推廣性。人才培育是一個(gè)漫長且復(fù)雜的過程，學(xué)校需要因地制宜、因材施教、統(tǒng)籌資源構(gòu)建自己的課程體系，以開展人才培育工作。