摘 要:工程教育是一种旨在培养学生的工程思维和实践能力的教育形式。结合宜兴市广汇实验小学的实践,论述了小学工程教育校本课程的开发与实施的内容,具体包括课程研制的背景与依据、课程目标、课程内容、课程实施与评价、课程实施效果与辐射推广,旨在助力工程教育的全面推进,培养学生的科学核心素养。
关键词:小学工程教育;汇创课程;校本化实践
作者简介:曹燕萍(1974—),女,江苏省宜兴市广汇实验小学。
袁 军(1981—),男,江苏省宜兴市广汇实验小学。
宜兴市广汇实验小学积极响应《无锡市关于推进中小学工程教育的指导意见》的精神,依托宜兴经济开发区科创基地的地域优势,立足学校科技教育特色,秉持“儿童为中心”“生活即教育”的根本理念,以《义务教育科学课程标准(2022年版)》(以下简称《科学课程标准》)中的“技术、工程与社会”“工程设计与物化”内容的核心概念为主线,以“慧创文化”为核心,汇集师生、家长及社会各方资源,构建学做玩一体、思创行合一的学习生活空间,建设系统性、跨学科、主题式、项目化、多形式的探索实践共同体,以实现学生时时可做、处处可探、人人可创的学习场景新样态[1],圆学生的科学梦。
一、课程研制的背景与依据
(一)时代的使命
科学技术是第一生产力,创新是民族进步之魂。党的二十大报告中强调要深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略。根据无锡市构建“465”现代产业体系需要,以“探索形成中国特色、世界水平的工程师培养体系”的总目标引领,我们要培养一代有理想、有本领、有担当的时代新人,使他们不仅要仰望星空,更能脚踏实地;不仅有科学的思维,更有实际解决问题的能力。
(二)学校的基础
宜兴市广汇实验小学创建于2011年9月,是一所现代化学校,现有34个教学班,1530名学生。学校秉承“汇成博大”的校训,坚持“培养博爱博学、大雅大气之广博少年”的育人目标,系统构建“慧创”特色课程,擦亮“科创”品牌,先后被评为“中国少科院科普基地学校”“江苏省科学教育特色学校”“江苏省优秀行知实验学校”等,“点燃科技梦想 激励智慧成长——科技名人相伴成长”“汇成博大:科创俱乐部培育行动”等项目获宜兴市精品项目奖。十多年来的科技教育特色建设为项目研究积淀了厚实的基础。
(三)校内外的丰富资源
宜兴素有“教授之乡”“院士之乡”的美称,科技馆、名人馆林立,多元的地域文化为学校提供了丰富的课程资源;学校地处宜兴经济开发区,该区是科创产业基地,正全力打造太湖科创带和培源科技城。区域内的知名企业——驰马科技,是一家集研发、生产、销售拉链、缝纫线以及纽扣等服饰配件的高新技术企业,愿意为学校的工程教育提供支撑。浓郁的科创环境为课程的开发提供了优势条件。校内科技广场、人文广场、院士长廊、科探空间等,也为学生提供了广阔的学习空间。校内外融通的物型环境为项目研究提供了良好的物化平台。
二、课程目标
(一)课程核心概念
汇创小工匠:凭借“广汇”之名,依托宜兴经济开发区科创基地的地域特色,立足学校工程教育课程特色,以“慧创文化”为核心,培养具有“爱国、创新、求真、协同、勇毅”等工匠精神的汇创小工匠,使学生成为“会观察、能思考、善表达”的学习者,成为“会探索、能实践、善合作”的探究者,成为“求真知、敢质疑、善创新”的创造者,成为“有理想、有情怀、能担当”的爱国者,让学生“像科学家一样思考,像工程师一样解决问题”的目标落地生根。
创美工程:秉持“儿童为中心”“生活即教育”的根本理念,通过“拉链”引发的工程教育课程,激发学生的好奇心和探究欲,从而使学生生发对生活中小物件的改造、设计和创新,使之更加实用、美观,所有工程设计项目都是以“美”为目标。
(二)课程目标
1.本着低起点、小步走的原则,开展校企合作,由拉链、纽扣、服装等工艺制作工程生发系列化课程,让学生认识相关材料、工具、产品设计、生产流程、创新优化等,了解工程世界,激发学生的好奇心、探究欲。
2.依托校内多样化的科技工程主题场馆,整合科学、信息技术、劳动技术、综合实践等课程相关内容,依据学生年龄特点,开展跨学科、主题化的小项目研究,建构具有校本特色的拓展型课程体系。
3.培养学生发现问题、提出问题的能力,充分激发学生探究问题的兴趣。在一系列工程实践活动过程中培养学生的工程思维和解决实际问题的能力,包括设计方案,合作讨论;更新迭代,优化方案;实践操作,不断完善;形成作品,展示评价等。
4.通过形式多样的工程教育物化成果展示活动,引导学生在朋辈式学习中启迪智慧、展示个性,充分培养学生的创新意识和实践能力。
5.通过一系列生活式工程实践体验活动,使学生涵养科学家精神,践行工程师思维,培育未来社会主义建设者的责任担当。
三、课程内容
(一)生活类拓展性工程实践
依托经开区企业的技术支持和实践基地,以《科学课程标准》中的“技术、工程与社会”的核心概念为主线[2],开设生活类拓展性工程实践社团,如“神奇的拉链研究室”“多彩的纽扣创意社”“集美服饰广场”等,培养学生对生活工程的学习兴趣,引导学生开展工程学习实践,了解生活中该项工程的材料、运用的工具,探究该项工程运用的技术、生产的流程及产品,尝试改进,动手制作,形成产品或模型,并能解释如何提高效率等。
(二)环境改造类研究性工程实践
依托广汇社区生活环境和“汇创社区”校园生活环境,以《科学课程标准》中的“工程设计与物化”的核心概念为主线[3],开设以社区生活环境改造为主的研究性工程实践社团,开展如社区中的路面、桥梁、信号灯、路灯改造、社区小公园环境美化、社区垃圾分类等研究性学习项目;在发现并提出问题、开发并使用模型、分析并解读数据、设计解决方案、进行证据论证、获取评估及交流信息等一系列工程实践中培养学生的工程思维和解决问题的能力。
四、课程实施与评价
(一)课程实施
1.“2+N”时间弹性管理
“2”指的是正式课时。每周2节汇创社团活动课,每节课60分钟,一周120分钟。
“N”指的是非正式课时。学生课间利用社区的每一个角落进行课程学习,包括课后延时服务、周末工程研学实践、每月一次作品交流活动、每年一次社区汇创集市活动、灵活安排的社会实践探究活动等。
2.建构“学问”探究模式和“慧创”学程时光
(1)“学问”探究模式
“生活处处皆学问。”学生生活的社区、校园的各物型空间、角落都为学生的主题式探究提供帮助。一是“问一问”——每日一问。鼓励学生关注生活,发现问题。每天在小黑板上提问题、答问题,用“你来问、我来答”的内容汇编成校园里的《十万个为什么》。二是“试一试”——每日一试。鼓励学生在20多个开放式的主题场馆中,尝试各种生活工程的材料研究、工具研究、技术研究等,在做中有所发现、有所创造。三是“想一想”——每周一思。鼓励学生将观察到的各种生活现象与实验中的各种科学现象进行集体讨论,以发现现象背后的规律。四是“变一变”——每月一创。鼓励学生用小手改变世界,在科学、工程、技术、数学、艺术等领域,拥有自己的小发现、小发明、小创意、小制作等,增强创新意识、工程思维和工程实践能力。
(2)“慧创”学程时光
在广汇实验小学的六年就是一段以“慧创”为主题的学程时光,是由学期、月、周、日这些小时光串成的,每一次主题探究也是不定式的学程,学生在这些学程时光的隧道里日积月累,开启自己的人生之旅。本课程的实施以“慧创”为主题,以活动为表现方式,在培养“有工程师思维的汇创小工匠”的价值引领下,本着尊重学生主体、尊重生命生长的原则,开启“慧创学程时光”,即“慧创学程月”和“慧创学程周”,让每一个学生都可以找到自己的“智慧生长点”,在学程中成事、成人。
3.构造做学创一体的科学梦工场
(1)校内打造“一社区三街区四广场”场景样式
一社区:即整个学校就是“汇创”社区,这里集教育、生活、学习、创造于一体。
三街区:是以两栋教学楼和一栋综合楼为主体的汇源、汇溪和汇泽三大街区。
四广场:依次为博雅广场、博学乐园、博识天地、博健地带。
(2)校外形成“一核二带三基地”拓展格局
我校地处经开区,地域资源非常丰富。学校努力打通校内校外的通道,形成“一核二带三基地”的拓展格局,即以宜兴市文化中心为核心,太湖科创带和环保工业带为两翼,科技馆实创基地、科技人才创新基地、开发区科创产业基地为主体,将校外的一切有利资源转换为学校的教育活动资源,拓展学生学习场域,丰富工程教育的内涵。
(二)课程评价
评价是课程实施的重要环节,决定了课程推进的价值与方向。我们依据课程目标,制定了适合学生年龄特征的成长指南,通过综合多元化的评价来促进学生工程师素养的发展。评价的内容不仅关注学生知识的掌握,更关注学生工程实践能力的提升;不仅关注每个学生的成长,更关注群体整体的提升。
1.设计小工匠素养成长指南
依据课程目标,我们为学生制定了相应的汇创小工匠素养成长指南。根据学生的年龄特点,分为低中高三个学段,同时根据每个学段的关键目标设置了基本、达成、优秀三个弹性等级,纳入每学期的小工匠素养评定体系中,形成汇创小工匠成长的线索和链条。
2.完善“教学评一致”的链条
在“教学评一致”的链条中,首先,我们确立了教学目标。目标是核心,后续的环节都要以它为中心。其次,持续性评价是关键。在学生的学习进程中,我们采用了多元评价方式,如学生的自评、同伴间的互评以及教师的点拨总评等,来了解教与学的效度,为下一步的教与学提供调整和改进的依据。在此过程中,教师收集评价信息,分析评价结果,依据结果审视目标达成情况,进而改进教学。这既是上一轮教学实践的尾声,也是下一轮教学实践的开始。“教学评”三位一体,循环反复,形成环岛链条。
3.形成增值性为主的素养报告
汇创小工匠成长记:我们为每一位学生制作了一份“汇创小工匠成长记”素养手册,记录他们成长的点滴、取得的成绩和获得的荣誉。这份素养手册会伴随学生的小学学习生涯,是他们展示自己的一个平台,体现了广博少年的增值性成长。
争星夺章:根据每学段的成长指南,我们设计了“好奇星”“探究星”“创新星”的“争星夺章”活动。学生集满一定数量,可以被评为“汇创小学士”“汇创小博士”“汇创小院士”,从小处的努力慢慢累积成大的成就,这体现了增值性评价的意义。
积分换购:根据汇创社区的特点,我们为学生设计了积分换购的环节。每位学生都可以在日常学习和各项活动中获取积分,记录在个人的积分卡上,用积分在社区的集市活动中换取自己喜欢的物品,也可以去社区超市兑换文具用品或是存放在社区汇星小银行积存利息。
五、课程实施效果与辐射推广
(一)点燃了学生的院士梦
创美工程课程实施后,有300多人次参评校级小学士、小院士、小博士;2023年,有50多人次在各级各类科创比赛中获奖。其中,多位同学获2023年“领航杯”江苏省中小学生信息素养提升实践活动一等奖,十多位学生在无锡市第三十九届中小学生科技模型竞赛中获一等奖。“神奇的拉链研究室”中,学生设计的两款拉片被驰马科技生产应用于童装拉链,学生的工程思维和创新实践等工程素养得到提升。学校“汇星小银行”积分制的正式运行,大大激发了全体学生参与学习和创新的热情,助力工程教育的全面推进以及评价机制的创新,激励学生勤于发现、乐于实践、敢于创新,点燃了学生的科学梦想。
(二)提升了教师的课程领导力
教师的课程价值观也有了很大的转变,对课程的理解力、执行力、创生力不断得到提高,尤其是采用主题式、项目化的跨学科方式的意识和能力得到了全面提升,这促进了教师教学方式的转变。近两年,学校教师有10多篇科技类论文在省级刊物发表,30多篇相关论文在省市级比赛中获奖。学校组织了8次市级科学课展示交流,尤其是工程类实践公开课受到了好评。
(三)促进了学校的内涵发展和区域工程教育的实践
师生素养的提升促进了学校的内涵发展,学校先后被评为“中国少科院科普基地学校”“江苏省科学教育特色学校”等。学校成为无锡市工程教育重点学校培育单位;“汇创社区:科学家精神观照下的工程教育课程基地”获评宜兴市基础教育内涵建设项目;学校“汇创小工匠:生活中的创美工程”工程教育课程,被立项为无锡市首批中小学工程教育优质课程培育项目;学校“三色工程课程,炫彩课后服务”案例,入选江苏省教育厅“双减”工作中科学教育典型案例;学校的工程教育课程建设的经验在宜兴市工程教育教师培训会和无锡市工程教育现场推进会上得到推广。
[参考文献]
庄惠芬.物型课程:打开创想城里的儿童学习[M].南京:东南大学出版社,2020:5.
义务教育科学课程标准修订组.义务教育科学课程标准(2022年版)解读[M].北京:高等教育出版社,2022:208.