[摘 要]陕西省西安市曲江第三小学围绕中国学生核心素养发展要求,以培养学生创新精神和实践能力为目标,结合学校爱智教育理念,通过课堂实践和应用,构建从课内到课外、从学习到实践、从融合到创新,覆盖国家课程、校本课程、选择课程、实践课程的全方位立体式融合课程体系,在实施过程中,形成了爱智理念下的“六环十步”课堂教学模式和课堂评价量表。通过区域内学校的实施,在学校、教师、学生之间取得了系列成果。
[关键词]爱智理念;1348;科创;融合课程
一、问题的提出
长期以来,应试教育下的唯分数论、唯成绩论造成了知识固化,限制了学生创新思维的发展。很多学生养成了接受学习、死记硬背、懒于思考的习惯,严重阻碍了其自主学习和动手实践能力的发展。基础教育领域需要构建注重培养学生创新精神、创新思维的课程体系,但所实施的课程却过于强调“学科本位”,缺乏课程之间的联系和融合。基于这一现实,陕西省西安市曲江第三小学结合小学生认知特点,充分考虑学生的个性特征,立足本校爱智教育实践,开设多项科创融合课程,构建了“1348”科创融合课程体系。
爱智教育是以“少儿为中心 爱智以启梦”为理念进行的教育教学活动,爱智课程则是在爱智教育理念的引领下,遵循儿童发展需求,为每一个学生提供适合其个性发展的多元课程,致力于培养德智体美劳全面发展的现代少年。
二、课程主要内容
爱智理念下的“1348”科创融合课程,是以爱智教育为设计理念,以培养学生创新精神和实践能力为目标,以学生发展核心素养为核心,结合学校实际构建的科创融合课程体系,覆盖了国家课程、校本课程、选择课程和实践课程,构建了从课内到课外、从学习到实践、从融合到创新的全方位立体式课程体系(见图1)。
“1348”是对“一面向、三结合、四级体系、八类课程”的概括。其中,“1”代表一个面向,即面向未来;“3”代表三个结合,即课内和课外相结合、学习与实践相结合、融合与创新相结合;“4”代表四级课程体系,即国家课程、校本课程、选择课程、实践课程;“8”代表八类融合课程,即小学科学、小学信息技术、思维课程、STEAM课程、电脑绘画课程、机器人课程、3D创意设计课程、三航课程。以下将对这八类课程进行简要说明。
1.小学科学课程
小学科学课程是在国家小学科学课程内容的基础上,根据科学学科知识需要,将VR/AR技术与科学知识相融合,开发出VR/AR环境下的小学科学课程资源,进而弥补科学课堂上直观观察和直接经验的不足,突破时空限制,进行科学探索。
2.小学信息技术课程
该课程根据国家对小学信息技术课程开设需要,将创意编程、3D建模与信息技术课程内容相融合,以培养学生的编程思维、空间思维和逻辑思维,促进学生创新精神和实践能力的提升。
3.STEAM课程
STEAM课程是以项目式学习为主要形式、以曲江地域特色为主线,将科学、技术、工程、艺术、数学融合为一体的课程。它分为曲江历史、曲江文化、曲江建筑、曲江名人、曲江地理、曲江美食六个项目,每个项目围绕爱智慧、爱乐动、会思考、爱探索、会设计、能创造六个主题进行。在课程实施中强调知识跨界、场景多元、问题生成、创新驱动。
4.思维课程
思维课程是将积木搭建和数学知识相融合的特色校本课程,针对一、二年级学生开设。该课程在设计上采用4P学习法,即以项目(Project)为基本单位,通过游戏(Play)和同伴(Peers)互助的方法,激发学生的学习热情(Passion),是好奇心、想象力和动手实践的结合。将项目思维贯穿于课堂教学,以积木式搭建作为载体,使学生能够将想象转化为具体作品,进而激发学生的创造性思维,增强学习技能,提升数学思维能力。
5.电脑绘画课程
电脑绘画课程是将技术与美术相融合,以信息技术为基础,以小学美术为辅助的绘画课程。它改变了之前传统绘画的单一形式,使用电脑手绘板设计、创作绘画作品,可持续激发学生的好奇心、想象力和创造力,帮助学生提高审美情趣和艺术表现能力,发展自身的个性特长。
6.机器人课程
机器人课程将积木硬件与编程软件相结合,同时融合数学、物理、工程等多学科的知识,并以积木式硬件為搭建基础。学生需要用CAJ软件进行编程,在机器人模型拼装、编程控制调试的实践过程中掌握知识,完成任务,实现对动手能力、逻辑思维能力、创新能力的培养。
7.三航课程
三航课程是将校内学习与校外实践相融合的课程。通过校内课程,学生可以学习关于航空、航天、航海的理论知识,制作三航模型;通过校外研学实践,学生可以提高实践能力和创新能力,实现自己的“飞天梦”和“航海梦”。
8.3D创意设计课程
3D创意设计课程是将课堂学习与实践研学相融合的课程。学生在课堂上学习三维制作软件,通过虚拟三维空间构建具有三维数据的模型;以年级为单位开展3D打印基地研学,了解3D技术的发展和应用,见证3D技术的神奇,由此激发学生的学习兴趣,培养学生的空间思维和创新能力。
三、科创融合课程的实施
科创融合课程以常规课程为主要途径,以课后服务和课外研学为辅助,通过“六环十步”自主课堂教学模式,突显以学生为主体,大胆创新,培养学生良好的学习习惯,为学生的个性化发展提供更多机会和更大舞台。
1.常规课堂、课后服务、课外研学相结合
以3D创意设计课程为例。在常规课堂上,将3D建模技术与数学相融合,把空间与几何观念,知识应用意识、小组协作意识和创新意识作为学生能力培养的重要组成部分,3D建模技术可以使学生更真切地体验图形的内部结构、图形的旋转运动、图形与位置的测量等,有效发展学生的空间观念,拓展学生的感觉和知觉,促进学生思维能力的提升。
如“利用3D One学习观察物体”,就是将3D建模技术与数学思维课程相融合,让学生通过3D One软件中的草图进行正方体的绘制,使用“自动吸附”命令将实体叠加,利用3D软件的三维可视性,将从正面、侧面、上面观察到的平面图形还原为立体图形,确定搭建立体图形所需要的正方体的数量范围,从而增强学生的空间想象力。
在课后服务课堂上,针对有3D建模特长的学生,教师可适当增加建模难度,鼓励学生利用在课堂上学到的3D建模知识,自主创新建构模型,进一步了解3D打印机的工作原理和工作流程,学会如何对模型进行切片和打印,并在课堂上展示自己的建模作品,进行主题分享。对于小学生来说,3D建模技术可帮助他们建立空间概念,增加对所学知识的感性体验,积累空间与图形方面的经验。
在课外研学方面,学校分年级开展3D打印基地的校外研学活动,使学生有更多机会将课堂上学到的知识与校外研学结合起来,深入学习并理解3D打印的理论、工艺、过程、材料、应用等,对3D打印形成更系统的认识。通过了解3D打印在文创、教育、工业、医疗等领域的应用,引导学生思考其给生活带来的改变和影响,以及如何利用3D打印技术解决现实生活中的问题。
2.探索融合课程的“六环十步”教学模式
“六环十步”课堂教学模式是在爱智教育理念下构建的师生同台、教学相长的新型组织形式,一共由六个环节十个步骤组成(见图2),将40分钟的课堂时间进行了合理科学的分配。“六环十步”课堂教学模式的构建,体现了以学生为主体、教师为主导,让每一位学生在自由民主的氛围中进行学习、思考、探索和创新的理念。在此,将以“防滑斑马线”STEAM课程为例,说明“六环十步”课堂教学模式在课堂中的应用。
(1)爱智小老师风采展示(3分钟)
随机选择一位学生展示与本节课主题相关的内容,展示内容可提前准备。
该环节的目的是让学生从课间活动的情境中转换到课堂学习情境;同时,由学生当“小老师”进行展示,可以培养学生的学习兴趣和自信、自强的人格品质。
(2)情景导入,聚焦主题(5分钟)
播放新闻报道中的雨雪天气斑马线变得湿滑,过往的行人会在斑马线上滑倒,进而导致交通事故的视频,提出问题:如何能够解决斑马线湿滑的问题?引发学生思考,进而导入本节课主题:如何设计防滑斑马线。
该环节通过创设情境,引出STEAM问题的形成,让学生学会发现问题、提出问题,培养学生独立判断和批判质疑的能力。
(3)亲历探究,合作学习(20分钟)
教师提前按照座位对学生进行分组,每4人一组,绘制防滑斑马线的设计图,在设计过程中思考斑马线的长和宽是否要保持固定不变,两条斑马线之间的距离是否应相同。根据设计图,选择合适的材料,进行防滑斑马线的制作,各小组使用斜板和小车对斑马线进行测试和完善。
该环节通过鼓励学生小组合作,尝试搭建模型,并对模型反复测试、改进,实现对模型的优化。
(4)激发思维,创意体验(8分钟)
在上一环节基础上继续引发学生思考:在课堂上制作好的模型,是否可以应用在实际生活中?如果不能,如何进行改进?引导学生探究将模型制作应用于实际问题的解决。
该环节的目的是激发学生的发散思维,对作品模型进行创意设计和制作,培养创新意识。
(5)优化改进,发布作品(6分钟)
召开作品发布会,以小组为单位,对作品进行介绍,由其他小组进行评价,提出修改建议。
该环节通过让学生对自己的模型进行优化、分享,并根据他人发现的问题再次进行修改,进一步优化完善作品。
(6)爱智小老师组织下节课准备(1分钟):
随机挑选一名学生担任“小老师”,组织全班学生按照口令整理本节课文具和桌椅,准备下节课的文具和书本。
该环节的目的是利用临下课前的时间,培养和巩固学生独立自主和自我管理的良好习惯。
3.总结科创课程小学生课堂和活动评价量表
在实施过程中,“1348”科创融合课程探索形成了课堂探究认知和课外综合实践活动相结合的学习模式,总结并设计了小学生课堂评价量表,从设计制作、探究合作、创意分享等方面入手,对学生的动手实践、表达交流、创新意识等多层面的评价要素展开综合性评价,促进了学生学习方式的转变和创新素养的提升。
如“快乐跷跷板”一课,学生借助积木动手搭建跷跷板,在操作过程中发现有的小组搭建成功了,而有的小组却无法成功。学生经过比较和探究发现:寻找跷跷板上支点的位置是决定跷跷板能否搭建成功的关键。通过小组内的合作探究和多次尝试,最后每个小组都成功地搭建了跷跷板,并对跷跷板进行了优化。从课程设计上来讲,这一课有效地促进了科学、数学、工程、技术的融合。
跷跷板作品完成之后,学生根据自己在作品制作过程中的参与程度,对照评价量表进行自我评价(见图3)。在评价表中,从参与跷跷板结构的设计、制作、探究到参与每个环节,从有创意、介绍分享、能合作到有自己的想法,对应了“设计之星”到“思考之星”共八个荣誉之星,逐“星”递进,对应表现则逐渐升级。根据这八个方面的星级数,可在雷达图中进行明确标注(见图4),制作出本节课的评价雷达图。通过雷达图,教师可以清晰地看出每名学生的长处和短板,从而进行有针对性的指导。
四、课程实施成果
1.物化成果
爱智理念下的“1348”科创融合课程的实施,形成了一系列物化成果。其中包括《基于3D技术的数学思维课程》《基于项目式学习的STEAM课程》等12项校本融合课程。课程开发的过程,促进了教师的专业成长,科创组教师也在各级各类比赛中获奖106次,其中包括国家级荣誉8项、省级荣誉18项。学生先后有665人次在各级科创类大赛中获奖,其中国家级荣誉26项、省级荣誉73项,学生动手制作的科技作品达千余件,极大激发了学生学习的兴趣,体现了学生的动手实践能力。
2.形成区域教育科研管理机制
该课程在实施过程中树立了共建共享、合作共贏的大教育科研观,形成了“五位一体”的科研管理机制,促进了优秀成果迅速转化为大面积应用。
“五位一体”的科研管理机制涵盖了教育局教研中心、名师工作室、教育集团、师生、家长五方面的参与主体。例如,在教育局教研的支持和引领下,通过“刘永丽区级名师工作室”开展课题研究、课程开发、教师培训和课堂展示,提升成员教师的教育教学和科研能力。通过工作室的一系列活动,促进了科创融合课程在教育集团所有学校的推广,吸引了越来越多教师和学生的参与。又如,通过成立家长委员会、不定期举办校园开放日等活动,邀请家长进校参观、参与孩子的学习,充分调动了家长的积极性,获得了家长的支持。在课程实施过程中,开发团队充分意识到,在小学阶段推广科创教育,不能单纯依靠教育行政部门或者学校的行政指令,而是要建立学校、家庭和社会“三位一体”的交互平台,形成相辅相成、相互促进、相互配合的密切联系,以避免相互脱节、此消彼长。实践证明,只有建立起强有力的家校共育机制,才能使科创教育得到持续推进。
五、结论与建议
爱智理念下的“1348”科创融合课程体系,系统地提出了关于学生创新思维培养的课程方案、实施方法和实施思路,经过多年的实践,共开发了12项校本课程,而科创教育课程资源的开发与实施,也使教师改善了教学方式,更加注重对学生自主学习和动手实践能力的培养。
为了继续做好课程的建设、实施和推广工作,学校还应在以下几方面投入努力。一是在前期实验研究的基础上,进一步开发课程,并在课程实施过程中,注重对学校科创教师的培训,使他们能够尽快独立开展课堂教学。二是在更大范围内推广爱智理念下的“1348”科创融合课程,推广STEAM课程和思维课程的“六环十步”课堂教学模式,不断优化学生科创教育课堂和活动评价量表,使该融合课程向更大、更广的范围辐射,形成独具特色的素质教育品牌。三是以科创教育赋能“六环十步”为突破口,推动教育理念、教育模式和学习方法的创新,实现从科创专用资源向所有学科融合的大资源转变,从学科应用融合发展,向学科创新融合发展转变。由此探索更多融合课程,不断助力爱智课程建设。
(责任编辑 郭向和 校对 姚力宁)