課題引領的科技特色課程建設

【摘 要】北京四中科技特色課是以科技課題研究的流程為主線，綜合各學科科技教育內(nèi)容的課程群體。課程群將課程分為基礎課程、拓展課程、拔尖課程三個層次，以適應不同學生、不同階段的學習需求為原則選擇和組織課程教學內(nèi)容?？萍继厣n程內(nèi)容具有模塊化、層次化、跨學科的特點。學生在學習過程中始終占據(jù)主動地位，教師則作為引導者和促進者，為學生搭建腳手架。

【關鍵詞】科技特色課程 高中課程改革 課程建設

近年來，特色課程的建設日漸深入。2023年《關于實施新時代基礎教育擴優(yōu)提質行動計劃的意見》提出，推動普通高中多樣化發(fā)展。建設一批具有科技、人文、外語、體育、藝術等方面特色的普通高中，支持一批基礎較好的地區(qū)和學校率先開展特色辦學試點，適應學生特長優(yōu)勢和發(fā)展需要，提供分層分類、豐富多樣的選修課程，形成體現(xiàn)學校辦學特色的課程系列[1]。各地學校紛紛探索具有自身特點的科技特色課程，提升學生的創(chuàng)新素養(yǎng)、促進學生的全面發(fā)展。北京市第四中學（以下簡稱“北京四中”）以高中新課程改革為契機，以全面提高學生科技文化素質為目的，以培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力為開拓重點，踐行“以人育人，共同發(fā)展”的教育理念，在多年的探索中，確立并完善了“寬基礎、四領域”指向拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的三級課程體系。

一、把握課程定位，明確課程目標

北京四中在國家課程和公共基礎類課程的基礎上，根據(jù)班型特色和學生興趣分別開設了針對特長領域學生的特修類課程、針對理科學術領域學生的特修類課程、針對人文領域學生的人文拓展課程、針對科技領域學生的科技類課程，再通過自修課程，達成拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目標。

在整體教育教學理念的引領下，學?？萍冀逃龍F隊大膽實踐、深度挖掘、精耕細作，以期找到更加高效的創(chuàng)新培養(yǎng)之路。北京四中科技特色課是面向對科技領域感興趣學生開設的科技類課程。科技教師團隊經(jīng)過十余年的實踐，逐漸探索出適合北京四中學情的科技特色課程模式，將科技教育從以往零散存在，以活動、講座為主的經(jīng)驗模式，轉變?yōu)槎鄬W科融合的模塊化、多層次教學。以科技課題研究流程為主線，針對學生獨特的課題內(nèi)容，在課堂中帶領學生進行科技課題研究，使學生具備分析、表達、理解和應用的能力，著重培養(yǎng)學生的自主研究與創(chuàng)新能力，以適應未來社會對拔尖創(chuàng)新人才的要求。

北京四中科技特色課程的課程目標有三點。一是激發(fā)學生的主動學習意識。研究的課題一般與學生的興趣相關，是學生在教師的指導下積極主動選擇的，增加了學生的參與度。在研究過程中，教師提供資源和工具，鼓勵學生自主尋找信息、設計方案、解決問題。教師提供及時的反饋，幫助學生了解自己的進步和需要改進的地方。學生在研究過程中將學到的知識應用到實際情境中，通過實踐加深理解和記憶。鼓勵學生在學習過程中不斷自我反思，思考學習過程中的收獲和挑戰(zhàn)。

二是提高學生綜合解決問題的能力。學生進行課題研究會經(jīng)歷科研的一般過程，通過文獻、試驗、數(shù)據(jù)整理等進行科學探究，形成一定的觀察能力、分析能力，能選擇科學的方法、構思嚴謹?shù)姆桨福l(fā)展需要的科研知識、基本技能、基本思想、基本態(tài)度和基本經(jīng)驗，獲得綜合解決問題的能力。

三是學生養(yǎng)成批判、創(chuàng)新、嚴謹?shù)难芯繎B(tài)度。課題研究過程是一個探索未知的過程，需要學生保持好奇心，愿意提出問題并尋求答案，不盲目接受信息，能從不同角度分析問題，評估論據(jù)的有效性。在研究過程中，遵循科學方法和學術規(guī)范，對數(shù)據(jù)和結果進行嚴格驗證，確保研究的科學性和準確性。認識到研究是一個長期的過程，面對研究過程中遇到的困難，不輕言放棄，并能夠從失敗中學習，不斷調(diào)整和優(yōu)化研究策略。鼓勵創(chuàng)新思維，能夠嘗試新的研究方法和技術。學生通過課題研究，學習如何成為一個有批判和創(chuàng)新精神的研究者。

二、構建多學科、多層次的課程群體

北京四中科技特色課程以科技課題研究的流程為主線，綜合各學科的科技教育內(nèi)容，組成了多門課程構建的科技特色課程群體，努力覆蓋對科技感興趣的所有學生。根據(jù)學生對科技教育的興趣程度，課程群分為三個層次，一是面向全體學生的普適性基礎課程；二是面向部分學生興趣導向的拓展課程；三是面向進入各種科技培養(yǎng)計劃學生的拔尖課程（見表1）。

基礎課程面向對科技感興趣的所有學生，包含數(shù)學、物理、化學、生物學、地理、通用技術、信息技術、心理等國家課程的科技教育內(nèi)容，按照國家規(guī)定的課時要求上課。這是科技教育的基礎載體。學生通過基礎課程的學習，掌握基礎的科學知識和技能。

拓展課程分為兩類。一類是科技前沿講座，每月一次，請各領域的頂級專家為學生開設講座，開拓學生的科技視野，擴大對科技前沿的興趣。另一類是各學科教師利用自己的學科背景和研究特長開設的科技拓展課程，面向對本領域有興趣并希望進一步研究的學生，每周固定時間，時長為2課時。學生在拓展課上主要進行基礎課題研究，體驗完整的課題研究過程，完成一篇完整的科技論文。之后將自己的研究成果在校級課題答辯會中展示交流，優(yōu)秀者被推薦參加區(qū)、市級的科技競賽。

拔尖課程面向進入中學生創(chuàng)新人才培養(yǎng)計劃的學生，如進入英才計劃、后備人才計劃、科技俱樂部等的少數(shù)學生。這些學生由高校導師和中學指導教師共同輔導。因為參與培養(yǎng)計劃的高校有多所，所以眾多導師也有不同的研究方向。學校作為基地校，提供優(yōu)秀中學生生源，學生和高校導師雙向選擇。師生相互選定后，導師將自身研究領域和學生感興趣的方向相結合，為學生提供課程，具有很強的針對性。課程內(nèi)容緊密結合學生的科研選題。學生每周至少學習4課時高校課程、2課時校內(nèi)科技特色課程。中學指導教師主要提供科技課題研究基礎，如文獻檢索、文獻綜述、開題報告、論文撰寫等內(nèi)容方法的指導。在高校導師和中學指導教師雙導師的指導下，學生進行科技前沿高端課題研究后，需要完成一篇具有創(chuàng)新性的科技論文。

三、課程內(nèi)容特點

在選擇和組織科技特色課程教學內(nèi)容時，北京四中以適應不同學生、不同階段的學習需求為原則，課程內(nèi)容具有模塊化、層次化、跨學科的特點。

1. 模塊化

以拓展層面的科技特色課程群為例，北京四中通過問卷，調(diào)查學生感興趣的學科及研究方向，然后以調(diào)查結果為基礎在全校教師中篩選具有相關研究背景的科技教師，開設相應的科技特色課程。每門課程為一個單獨的模塊，每個模塊都有明確的學習目標和內(nèi)容。目前開設了數(shù)學建模、分子生物實驗、信息技術算法、人工智能、心理基礎、3D打印設計、電子技術、激光雕刻、結構設計等多個模塊課程。

2. 層次化

根據(jù)學生的年齡和認知水平，將課程內(nèi)容分為基礎、拓展、拔尖三個層次。基礎層面主要是普適性的基本概念、原理等，通過各學科教師的日常教學體現(xiàn)科技教育的相關內(nèi)容。拓展層面是學生掌握了基本的基礎知識和技能之后，在相應感興趣的領域增加學習內(nèi)容的復雜性和深度，目的在于幫助學生應用知識解決具體問題。拔尖層面為極少數(shù)學生提供更深入學習的機會，涉及一些高級問題、復雜問題的解決和拔尖創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3. 跨學科

從課程整體看，科技特色課程不是傳統(tǒng)的單一課程，需要建立由不同學科背景教師組成的跨學科師資團隊，共同設計和教授課程。從對學生的調(diào)查顯示，他們感興趣的領域包含工程技術、物理與天文、化學、數(shù)學與建模、心理與社科、生物醫(yī)藥與環(huán)境、信息與通信等多個領域。在教學過程中，我們鼓勵教師和學生之間開展跨學科的交流與合作。

四、多維度課程評價融合

課程建設需要評價的參與，評價能夠幫助課程建設者擺正觀念、拓寬建設思路，促進課程更好地發(fā)展。對正在形成的課程計劃，通過評價找出優(yōu)缺點及成因，為修訂提供建議，這樣反復迭代能夠使課程不斷完善。

1. 定量評價與定性評價相結合

（1）學分量化評價

科技特色課程是進入學校課表的課程，按照選修課的形式，以學分量化。學生修完全部課程后，需要完成一項完整的課題研究并撰寫一篇完整的科技論文，方能獲得學分。

（2）參與式定性評價

院士面對面、科技大講堂、野外科學考察等多種活動類課程的主要評價方式是參與式評價，如每次講座都為學生準備講座記錄單，學生需要在記錄單上記錄講座筆記和自己的思考。

2. 過程性評價和終結性相結合

（1）過程性評價

學生在參與科技特色課程期間會進行階段性評價，包括選題確定、研究計劃制訂、論文撰寫、課題交流展示等環(huán)節(jié)，確保課題在有限的時間內(nèi)有效推進。同時，研究過程中學生也要隨時記錄，并以研究日志的形式呈現(xiàn)。評價貫穿整個特色課程教學過程，用一個階段的過程性評價，引出下一個階段的特色教學內(nèi)容，完成教學任務后，再進行過程性評價，形成良性周期性教學與評價的循環(huán)。

（2）終結性評價

終結性評價的目標為研究論文。學校組織不同學科的高校專家和校內(nèi)科技教師組成答辯指導小組，請學生將論文做成PPT和展板的形式并進行介紹，答辯指導小組分學科為學生的論文評分。

3.自評與互評相結合

（1）自評

研究過程中有研究過程記錄單，方便學生及時記錄研究中遇到的問題或者突發(fā)的靈感。一個完整的課題不僅有論文，還需要提交一系列覆蓋整個研究過程的材料，包括研究日志、研究方案、研究試驗記錄、遇到的困難及解決方法記錄、研究論文、研究照片等，學生首先對自己的資料進行自查。

（2）互評

互評不僅包括生生互評，也包括師生互評。在研究過程中，組織學生對自己研究的課題進行演講，教師和其他學生負責提問或者提出建議，推動課題研究螺旋前進。每學期結束，向學生發(fā)放問卷，調(diào)查他們對科技特色課的滿意度以及建議。

課程實施過程中多維度的評價，幫助學生全方位認識自己的學習狀態(tài)和成果，實事求是地反思矯正不足，發(fā)揚優(yōu)勢，促進下一步學習。

參考文獻

[1] 教育部 國家發(fā)展改革委 財政部關于實施新時代基礎教育擴優(yōu)提質行動計劃的意見[EB/OL].（2023-08-16）[2024-09-10].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A06/s3321/202308/t20230830_1076888.html.

本文系北京市教育科學“十四五”規(guī)劃2022年度一般課題“北京四中科技特色課程實踐研究”（課題編號：CDDB22278）研究成果。

（作者單位：北京市第四中學）

責任編輯：胡玉敏