摘要:从创意十足的多功能旅行房车到有温度的智能小车,从多样仿生的科考探险越野车到绿色环保的地球卫士……前不久,在重庆市沙坪坝区树人景瑞小学校科技节上,一组天马行空的“未来之车”吸引了不少学生驻足。
从创意十足的多功能旅行房车到有温度的智能小车,从多样仿生的科考探险越野车到绿色环保的地球卫士……前不久,在重庆市沙坪坝区树人景瑞小学校科技节上,一组天马行空的“未来之车”吸引了不少学生驻足。
这些想象力十足的作品皆由学校四年级(5)班学生创作。作为STEM教育的重要展览成果,该校“AI科创”课程体系入选联合国教科文组织移动学习最佳实践项目。
“逐梦蓝天”课堂体验模拟飞行,“太空农场”课堂进行种子培育,“桥世界”课堂制作桥梁模型……这些源于生活的真实问题,正让重庆市中小学的课堂悄然发生变化。
近年来,重庆市以STEM教育为突破口,系统推动中小学育人方式变革,着力培养具备科学家潜质的青少年群体,取得良好成效。
加强顶层设计,构建系统推进机制
基础教育阶段是激发学生好奇心和求知欲、培育科学志趣和创新意识的关键期。如何以STEM教育夯实科技创新人才培养根基?重庆市从三个“一体”出发加强顶层设计。
一体推进,构建跨学科系统融合机制。重庆市出台《关于实施基础教育阶段STEM教育行动计划的通知》等文件,明确课时结构和课时要求,建立“课程跨界融合、师资跨类建设、教研跨层联动、质量跨维评价、资源跨行协同”机制;成立青少年创新学院、STEM教育研究中心和学生科学教育活动中心“一院两中心”,构建起“小学激趣、初中启志、高中增能”螺旋式育人体系,聚焦基础学科、新兴学科、交叉学科领域,培育具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年群体。
一体设计,构建“雏鹰计划”分层培养网络。重庆市建设24所高中、26所初中、31所小学项目校,由行政主管、教科研人员、导师及家长构成育人共同体,形成81个校本选育方案;建立“学生自荐—学校推荐—区县审核—专家面试”选拔流程,每年选拔学员超万名;实行“导师制+个性化成长+活动化体验+小班化教学”模式,通过“通识+专业+个性”培养,完成7936份学生成长规划。
一体贯通,实施“双百千万”科教融合行动。重庆市建立“科教融合机制”,每年组织百余名院士专家进校园,推动数百名高中生、近千名初中生、上万名小学生进高校、进团队、进项目、进基地,开展个性化学习;开发40条科普研学线路,命名359家科普基地,总面积超46万平方米,实现市级科学教育实践场所县域全覆盖;深化“雏鹰计划”“中学生英才计划”,选聘283位教授任导师,依托重庆大学等11所教育基地,激发青少年的科创热情。
推进课程创新,打造融合课程体系
“能否设计智能中药柜提升配药效率?”“如何制作助盲人自主行走的智能鞋?”“太阳能智能小车如何制作?”……江北区玉带山小学校的STEM教育课,让学生直呼有趣。
“注重兴趣养成,让学生感受STEM教育的魅力。”江北区玉带山小学校校长邹红介绍,该校将STEM课程分为面向全体学生、部分学生和特需学生三类,学生可结合自身特点选择。“我们鼓励丰富多样的教学样态,促进学生全面而有个性地发展。”
“STEM教育宗旨是以设计和探索为手段,运用科学和数学思想,以工程为载体,通过技术工具解决实际问题。”重庆市教委相关负责人表示,让学生通过STEM教育能够参与活动、项目,实现问题解决导向的学习。
“设计工程项目、解决实际问题、参与科创比赛,均为培养创新人才拓展路径。”沙坪坝区树人景瑞小学校校长李华强调。
在两江新区礼嘉实验小学校,枇杷果熟,金果高悬枝头。学生们绘制设计图,找到废旧物,拆解旧衣架、旧鱼竿等进行弯折测试,优化角度……最终利用废旧材料制作了承重3公斤的“摘果神器”。
在江北区玉带山小学校,师生共同探索未来鞋履变革,买鞋底、鞋面,共同设置供人体脚掌踩置的气囊、感知温度彩灯等,在这一过程中,教师通过活动把涉及科学、技术、工程和数学等各学科内容进行整合,实现STEM教育跨学科性。
“STEM教育是贯通科学、技术、工程、数学的整合式教育范式。”重庆市教育科学研究院创新教育研究所副所长杨颖表示,该模式为学生构建认知世界的桥梁,促进知识融通应用,契合科技革命与可持续发展的人才需求。
重庆市指导中小学构建“面向全体学生的塔基通识课、面向个性特长学生的塔身专业课、面向拔尖学生的塔尖创新课”金字塔型课程体系,研发“水科技与健康”等585门特色课程面向全市免费开放;建立“小学微课题研究、初中小课题研究、高中专项课题研究”三层进阶学习机制,让学生利用课堂、课后、周末、假期四类学习时间开展项目化研究。
强化资源整合,构建开放育人生态
“过马路要看红绿灯”“上车要系好安全带”……在传统青少年安全教育中,孩子们不断地被告知应该做什么、不能做什么,然而这些“应该做”“不能做”背后的原因却常常被忽略。
针对这些问题,重庆市转向场景化教育:让学生在真实场景中发现问题、协作解题,将出行安全拓展至智能、健康、环境三维度,探索汽车安全科技与交通安全意识融合培养模式。
银杏树怎么分雌雄?教师带领学生一起探究,最终找到了4种辨别方法。
有学生发现一只自然死亡的小鸟,经过半个多月的学习、制作,将它制成标本,被学校生物实验室收藏。
市场上的可降解塑料是否真的能降解?降解周期是多长?有学生对此提出疑问。学校化学组设计制作了一套实验设备露天摆放,组织学生每天对实验设备拍照记录。
……
“校家社生活中的一切,都可以成为儿童探索的试验场。”在邹红看来,STEM教育的核心是通过真实问题情境,将科学、技术、工程、数学有机整合为结构化的课程。
“STEM教育重在培养学生思维方式。学生在项目实践中需掌握逻辑推理与证据演绎能力,科学解决问题。”两江新区礼嘉实验小学校党支部书记、校长江均斌强调,STEM教育不追求学科知识或技术本身,而是培育科学思维方式。
推进STEM教育的过程中,务实的重庆人不断寻找新的问题和突破之策。
“我们最薄弱的环节在哪儿?就在于教师。”杨颖直言不讳。
如何破局?近年来,重庆市通过遴选高校专家组建指导委员会、培养市级骨干教师、引进“国优计划”STEM教师,强化“三个一批”教师队伍建设;通过单独设置“数字赋能教师发展专题”,年培训专任教师1000人,通过专项培训工程教育及STEM教师等方式,实现区县教研机构STEM教研员100%覆盖。(本报记者 杨国良)
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