关于线上科技类课程体系构建及课程实施的几点思考

辛昕 杨超

摘要：本文阐述了线上科普课程的开设原则，构建了线上科普课程体系，给出了实施流程和注意事项。

关键词：线上教学;课程体系;构建;实施

目前，线上教学是丰富青少年居家学习活动的重要手段。科技类也不甘落后。科技类线上课程与其他学科相比，有什么特点？针对这些特点我们如何应对？如何提升青少年的学习效果呢？

针对青少年年龄特点，以及人才培养目标和教育教学规律，为了保证教学效果，在推出课程时主要遵循如下几条原则。

一、线上科普课程的开设原则

（一）教学内容

1.课程内容不拘泥于课本知识，应涉及生活、学习和活动等各个方面，丰富和拓展学生的学习经历。

2.知识点选择大约为线下课程的一半左右，结构紧凑、逻辑严密，利于青少年总结归纳，提高学习效果。

（二）教学时间

鼓励学生主动学习，提高自主学习意识和能力。根据各青少年年龄，控制教学时间。科技类课程考虑到学生需要动手，听课与动手各占一半时间。所以建议科技类线上课程以微课形式为主，每次课不超过10分钟，1-2个知识点，中间配合动手操作。每节课控制在半小时左右结束。

（三）教学形式

积极创新教学形式，开展项目式实践活动。拓展学习内容，丰富学习方式，提高学习兴趣，发展学生学以致用的实践能力。建议科技类线上微课，每次课独立的实践内容，课程结束后留有动手实践作业，让学生亲自体验，获取收获。

二、线上科普公益课程体系的理论基础

线上科普公益课程围绕被世界多个国家广泛认可的stem教育进行构建。

STEM是科学（science）、技术（technology）、工程（engineering）、数学（mathematics）四门学科英文首字母的缩写，所以stem教育就是结合科学、技术、工程、数学的跨领域综合素质教育。

我国在2017年重新定义了Stem教育：是一种以项目学习和问题解决为导向的课程组织方式，有利于学生创新能力培养。按照这个定义，Stem教育虽然多以动手创作为主，但动手的目的不是单纯教会学生如何做，而是注重过程中的思考和探索，强调运用跨学科思想，让孩子找到解决问题的方法。

STEM代表四个单词，这四个单词之间的逻辑关系应按照如下排列：

1.科学是起点，要有一定的知识和技术储备，在低年龄段，比如4-7岁，要开设科学实验课程，引发学生兴趣，引导学生多观察、多思考、多动手;

2.数学和技术是手段，要培养学生的基于数据、模型、训练和应用的思维，在中高年龄段，比如8-14岁（这个年龄阶段是学生抽象思维发展的黄金时期）开设图形化编程课程和代码编程;

3.工程是主线和目标，所有STEM课程在课程设计时要贯穿工程思维和流程，立足提高学生的创新能力、探索能力、动手能力、逻辑思维能力和解决问题能力。14岁以上年龄，以stem课程最终以硬件编程课程作为归口课程。

三、线上科普公益课程体系构建

围绕stem教育，构建课程体系。

（一）科学课

每节课都会做一个有趣的科学实验，通过实验揭示、证明某些物理或化学的科学原理，对于孩子之后物理化学的学科学习很有帮助，同时提升科技素养、进行理论夯实。每个主题2学时，共计四个学期30个主题，60学时课程。

开设科学课的目的：通过生活中的科学现象引导学生仔细观察和深入思考;建立现象和理论的联系，夯实理论基础，提高学生科学素养;引发学生学习STEM课程的兴趣。

（二）图形化软件编程课程

图形化编程课，面向无编程基础的学生。项目式学习，每次课完成一个游戏或是一个动画等。每个主题2学时，四个学期共计30个主题，60学时课程。

开设图形化软件编程课程的目的：提高学生的逻辑思维能力;项目式学习，初步培养学生的工程思维;参加软件编程与智能设计大赛，收获成绩和荣誉。

（三）机器人课程

机器人课程面向4-18岁。一级课程以搭建为主。二级课程采用平板编程，以执行器模块为主，核心结构件由老师带领搭建。三级课程过渡到电脑编程，建立传感器、执行器、控制器之间的逻辑关系，核心结构件由老师带领搭建，但老师会让学生改错或改良。四级课程加入更为丰富的传感器，核心结构件由学生自己完成搭建。五级课程完全由需求决定，由学生自主设计完成，为后面参加机器人竞赛课程奠定基础。机器人课程是年龄跨度最大的一门课程，因为机器人竞赛有着广泛的出口。

开设机器人课程的目的：熟悉机器人器材，进行知识技能储备;进一步提高学生综合分析问题、解决问题能力，团结协作能力，语言表达能力，应变能力，实践能力，提升科技素养;搭建相互学习的平台，养成探究式学习习惯，进一步培养学生的工程思维;阶梯式培养，选拔参赛人员，参加机器人赛事，收获成绩和荣誉。

（四）硬件编程课程

面向有机器人或编程基础的学生。硬件编程课程是在电路板上搭建和编程，相较于机器人课程，硬件编程课程更加抽象，所以适合高年级，有一定机器人基础的学生。

每门课程面向不同年龄，在知识点层面都会融入一些主科学科知识，但又不是单一学科，而是强调多学科融合，符合stem课程理念。在能力层面，各门课程都是立足提高学生的科技创新能力，但各有侧重点。

科学课侧重提高科学素养理论基础;软件编程侧重提高逻辑思维能力;机器人课程侧重提高综合分析能力;硬件编程侧重提高跨学科实践应用能力。

四、线上科普公益课程實施流程

（一）第一阶段：广泛科普阶段

考虑到学生的能力水平参差不齐，第一阶段以科普入门为主，让学生了解课程内容和自己的兴趣点。选择科学课，每次课程10分钟。以家中可以找到的材料，完成1-2个简单的科学实验。目的是兴趣引导，引导学生多观察、多思考、多动手，从小爱科学、学科学、用科学。也为下一步第二阶段有耗材的科学课打下基础。

（二）第二阶段：有选择的进阶学习阶段

第二阶段，采取结合硬件方式，加大实操内容。在科学课基础上，加开图形化编程和机器人课程。

（三）第三阶段：线上线下相结合，充分发挥各自优势

线上课程的目的是利用科普进行人才选拔。为赛事培训做准备。在前两个阶段后，选出有兴趣、有能力的学生，进入第三阶段，线下专项培训，为各学校进行科技类综合实践活动提供助力。

线下线上发挥各自优势，构成合理的课程体系。

五、结束语

如何将线上和线下优势相结合，构建合理的科技类课程体系和模式，本文只是进行了初步思考，下一步还需通过实践进一步修订和完善。

作者简介：辛昕（1977.08） ，女，天津，硕士，副教授，青少年科技教育，天津市河东区智德培训学校校长.