【摘要】北京市第五中学分校将科技教育融入学校的课程体系,构建起科技教育与学科教育相互融合、相互促进的校本课程体系,并通过举办丰富多彩的科技教育活动、开发校内外科技教育资源等,培养学生的科学素养和科学精神,激发学生的创造活力。
北京市第五中学分校是一所纯初中校,建校13 年来,始终将科技教育看做素质教育的重要组成部分,呵护学生的想象力、好奇心,培养他们的创造力。经过多年的研究与实践,学校成功突破了国家课程、学习时间、师资力量、教学场地、资金设备、中考压力等方面的制约,以国家课程校本化、特色校本课程、综合实践活动、研究性学习等为教育载体,全方位推进科技教育,取得了显著成绩:学校创意环保乐队项目已连续六届荣获全国青少年未来工程师博览与竞赛冠军,创意环保乐队已经研发了六代环保乐器,学生们先后赴德国、日本等国参加各种环保宣传活动;我校学生也成为在中国青少年科学创意奖、北京中小学生科学建议奖、金鹏科技论坛等重大科技赛事上获奖的常客……
一、构建多元课程体系:彰显科技教育的内涵
我们将科技教育融入学校的课程体系,构建起科技教育与学科教育相互融合、相互促进的校本课程体系。学科教学也得以从科技教育中获得教育思想和方法的启迪,实现了教学方式的转变。
1.将科技教育的内涵注入国家课程中
社会上对科技教育有一些片面认识,认为科技教育就是搞科技活动,只要让学生动手制作科技作品,就能培养学生的创造力;还有的将科技教育视为给少数学生提供的特殊待遇,使科技教育成为面向少数学生的精英教育,忽视了科技教育普及性与提高性的辩证统一。
多年来,我们坚持将国家课程的校本化实施作为课程改革的重心,积极挖掘、开发国家课程资源,研究构建具有本校特色的国家课程体系。在科技教育方面,我们一直坚持让科技教育进入课堂教学。各学科的教学目标之一,就是培养学生的科学素养和创新意识。
我们要求教师在课堂中营造民主平等、情感交融、宽松和谐的氛围,让学生积极思考、畅所欲言。这样的课堂教学氛围,有利于激发学生探索的兴趣,进而使他们产生课题研究的欲望。2007年,以刘智晗同学为组长的科技小组撰写的论文《油菜根系微生态环境的研究》,获得北京市金鹏科技论坛一等奖,这一课题就是出自生物课堂。2009年,我校参与了市级课题“雏鹰计划之‘室内空气质量与健康’项目”。这是北京市教委和北京市科学技术委员会联合推出的面向全市中小学开展的科技创新教育科研项目,目的是将创新教育课程资源充分应用于学校课程及教学体系中,培养中小学生的创新精神和实践能力。“雏鹰计划”的研究理念与我校的科技教育思路完全吻合,为此,我们积极参与其中,开展了“科技成果转化为课程资源的研究”。
在一些课程的学习中,学生们常常会产生一些疑问,这些疑问往往会成为他们某一个阶段的研究重点之一。如生物学科推出的“生物大实验”探究活动,初二年级学习的主题是“动物行为”和“微生物”。研究“动物行为”时,学生们有的研究尼古丁对小白鼠的刺激和伤害,有的研究金鱼的记忆能力,有的想要观察蚂蚁内部的分工和社会关系。在学习有关细菌的内容时,学生们拿着接种棒在学校里到处转,将粘来的东西涂抹在培养基上,放在恒温箱中培养,每天定时观察培养基的变化。经过这样的观察实验,学生对细菌的了解远远超过单纯在课堂听讲的效果……我们将探究实验的主动权还给学生,让科学素养培养不仅仅在一节课上,而是渗透到学生每天的学习生活中去,在他们心中种下科学探索的种子。
为了及时了解前沿科技成果,并将其恰当地融入相应的学科教学之中,我们与清华大学建筑学院建筑环境系建立了协作关系。在项目开展过程中,我们用相关的前沿科技成果取代了教材中的某些内容,使课程更能切近时代科技发展的脉搏。如学生们在“室内空气质量与健康”的研究中,发现了现实生活中的许多问题,自主确立了十几个研究课题。2010年,管一凡等同学提出的“利用等离子体技术防控吸尘器的二次污染”的思路,得到某空气净化公司的高度重视,准备将其应用到产品改造中。
2.构建蕴含科技创新特色的校本课程
在构建具有我校特色的国家课程体系的同时,我们努力开发科技创新类校本课程。我们认为,校本课程不应追求数量多、主题新奇,而应关注一些重要的但国家课程中有所缺失或强调不够的元素。比如:强化学生科学素养、想象力、创造力的培养,就是我们在校本课程建设中特别强调的内容。为此,我们在五年前就开始研究 “创新思维”、“科学物理”、“科学化学”等校本课程。教师们设计了大量开启学生潜质、提高学生创新意识和实践能力的有益活动,多角度、多层面地深入探索多元化的科技教育,让学生了解并初步学会科学实验、科学观察的方法,培养他们解决实际问题及动手实践的能力。
3.自主研发彰显科技教育内涵的综合实践活动课程
作为学校整体课程体系的一部分,我校自主研发的初中综合实践活动课程是学生亲身参与、主动探索科学奥秘的有效途径。多学科、多项目、多层面、多样式的系列社会实践活动,引领全体学生走出课堂,跨出校门,在活动中学科学。比如:学校的定向越野活动已经系列化,被列入课程计划,由初一年级第一学期的景山定向越野、第二学期的北京植物园定向越野,拓展到初二年级第一学期的“延安之行”、第二学期的香山北山综合实践课,继而拓展到初三年级的野外生存训练。活动的地形由平原到山地,由简单到复杂,由单学科活动发展到多学科联动。在整个活动中,各点位的裁判要为学生的速度计时,给学生的植物识别能力评分。活动结束后,学生要写出活动体会。一项定向越野活动,体现了地理、生物、体育、语文等知识的联动。
4.开设自主创意探索类选修课程
每个学生都有无限的潜质和智慧。针对学生的需要和课程整合的需要,我们不断研发、完善自主创意探索类选修课程,如“趣味化学实验”、“承重结构分析及制作”、“自行车中的物理知识与发明创造”、“趣味物理实验”、“校园DV创作与计算机”、“仿生学与发明创造” 等。在这样的选修课上,学生以研究性学习的方式,深度开展课题研究。
二、开展特色科技活动:发展学生的科技特长
为了激发学生学科技、用科技的兴趣,我们举办了许多科技教育活动,如专题讲座、主题沙龙、学科竞赛、科技节等。每年的科技节,学校都组织学生开展木梁承重、机器人研发、水火箭、未来节能校园、太阳能的综合利用、纸箱车大赛等丰富多彩的活动,不仅激发了学生的学习兴趣,而且使课上和课下有机结合,引导学生将学到的知识应用于实际。
教师们鼓励学生用自己的眼睛发现身边的问题。在辅导初一新生选择科研课题时,我们要求他们着重关注创意制作类的小课题。比如:2006级的李思佳同学,仅用一台电镜,就解决了当年社会上颇具争议的吸毒草对空气是否有净化作用的问题;2007级的马艺铭同学长时间观察虎皮鹦鹉,通过鸟的叫声,准确分析出鸟的情绪和需求,并用五线谱将叫声谱写出来;2008级的王宇凝利用暑假对北京的13个水域进行了调查,写出了近千字的调查报告,赢得了大家的赞扬。
每个假期,学校都会组织百名师生参加中科院后备人才培养计划的科学考察活动,到长白山、云南、台湾等地考察。更让我们开心的是,我校十名同学已经通过体能测试,将随中国青少年南极考察团赴南极参加为期14 天的科考活动。这是我校学生第一次踏上神秘遥远的南极大陆。
在专家和教师的指导下,学生们利用双休日、节假日深入开展课题研究,如“学校地下教学空间空气净化措施的研究”、“‘零排放’绿色出行交通系统调查及自行车交通系统设计”、“不同运动方式对初中生体质改善的调查研究”、“利用纤维素合成抑制酶降低杨树飞絮的研究”、“室内微生物含量对故宫文物保护的影响研究” 等,均在金鹏科技论坛、科技创新大赛上取得了佳绩。
在各种科技活动中,学生们发扬吃苦耐劳的精神,取得了很多成果。制作模型时,没有科技教室、没有工作台,学生们就用水泥板当工作台。天气不好时,学生们就在地下仓库里制作参赛作品……学生的科学意识、科学精神、科学素养,就在这一次次的挑战与研究中渐渐形成。
三、整合科技教育资源:为学生的科学探索搭台
我们不急功近利,不慕虚名,扎扎实实、循序渐进地培养学生的科学素养。为了更好地开展科技教育,我们积极加强硬件建设,加大科技教育资金的投入,进一步提升理、化、生实验室的科技教育功能。在校园新改扩建中,我们新建了科技楼,新添了相关的设施设备。
同时,为拓展学生的学习空间,转变学生的学习方式,学校充分利用社会资源,为学生搭建起最好的实践平台。我们先后与十家社会资源单位协作,开辟了六个系列的科技教育实践基地。例如:我们在北京密云奎百宜生态农业科技园建立了学校的科技教育基地,将生物学科的知识延伸到了生态种植大棚中;在北京大学、清华大学、中国科学院等科研院所的实验室建立了科技教育基地,让学生在科学家身边学习,品味科学研究的艰辛与乐趣;学校还组织学生到中国科学会堂聆听科学院院士的科普讲座,让学生与大师零距离接触。