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发展科技创新教育 培养“博雅型”人才

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转自:中国教育报

在今年3月举行的第39届福建省青少年科技创新大赛上,福建省厦门第六中学(以下简称“厦门六中”)有两个科技创新项目获得一等奖,其中一个项目还获得科协主席奖,并入围国赛。这是厦门六中多年来深耕科技创新教育结出的硕果。

厦门六中作为一所有着深厚科技创新教育传统的学校,近年来着力构建“A-STEM博·雅”育人体系,形成鲜明的办学特色,积累了丰富的科技创新教育经验。

    学生频频获奖

    毕业后继续活跃在科研领域

    厦门六中的科技创新教育始于1982年,现在已成为学校的一张亮丽名片。

    在第39届福建省青少年科技创新大赛上,厦门六中获得一等奖的项目分别是学生郑佳希的“让生命有尊严地谢幕——基于厦门市安宁疗护状况的调查研究”和王语桐的“基于‘互联网+’精度可调的超声波漏水检测智能仪”。

    与以往厦门六中以科学技术创新为主的成果不同的是,“让生命有尊严地谢幕”是一个人文社科类项目,这从一个侧面彰显了学校重视将人文教育与科技创新教育相结合取得的成绩。

    在“基于‘互联网+’精度可调的超声波漏水检测智能仪”项目中,王语桐设计了一个简洁而可靠的智能仪器,仪器安装在水龙头前,如果忘记关水龙头、没有拧紧水龙头、滴漏或者爆管,仪器就会发出警示,并把信息传送到手机上。

    在第39届福建省青少年科技创新大赛上,还有4名往届全国青少年科技创新大赛一等奖获得者来到论坛讲述他们的往事,其中有2名厦门六中的毕业生,分别是上海交通大学电子信息与电气工程学院在读硕士研究生蔡炜桢和厦门大学计算机专业在读博士生颜明。2015年,正在厦门六中高中部就读的蔡炜桢和颜明凭借“带碟刹蓝牙无线遥控电驱动滑板”获得第30届全国青少年科技创新大赛集体项目一等奖。2016年,他们代表中国参加第67届英特尔国际科学与工程大奖赛(ISEF),获集体项目国际三等奖。

    蔡炜桢就读于厦门六中高一年级时,在课下找到教师陈宙锋,讲述自己的发明创新想法,很快得到支持。之后,他们在厦门六中陈宙锋科创工作室及机械加工车间等场所进行长时间项目研发,最终取得了可喜成果。蔡炜桢在大学期间,经选拔进入重庆大学电气工程及其自动化弘深学院电气班,继续投身创新创业大赛,推动高中时研究的项目落地实施,先后获得2017年第十一届iCAN国际创新创业大赛中国总决赛一等奖、iCAN“原创中国精英赛”特等奖。在这期间,陈宙锋继续参与指导并获得“重庆市优秀创新创业导师”称号。

    颜明考入厦门大学信息学院攻读博士学位,从事“三维人体姿态估计”设计方向研究,继续追求着自己的科创梦想。他在攻读硕士学位期间,就在一区SCI期刊上以第一作者身份发表了两篇论文,取得了令人瞩目的成绩。

    “在厦门六中参加科创项目研究的学生,不少人毕业后成为科技工作者,在高校学习生涯中或者工作岗位上延续着自己的科创梦想,风生水起。”陈宙锋介绍道。

    截至目前,厦门六中学生累计获得科技类竞赛国际、国家奖项164项,国家专利87项,获得的省市级奖项更是不胜枚举。近5年,厦门六中每年都有50个以上的科创项目在各类科技比赛中获奖。

    多彩活动营造氛围

    深耕沃土培养“科技达人”

    学校认为,培养孩子对科学的兴趣和好奇心,不是做几个实验就能实现的,学校还应该为他们提供科学教育的“土壤”,让他们在这里生根发芽,未来长成大树。为此,学校坚持多措并举,为学生提供深厚的创新沃土。

    一是办好科技社团。在厦门六中,有人工智能应用、工业设计、建筑、建模等众多的科技社团。学生自愿加入,在社团里接受科技启蒙教育,走上创新之路。

    二是举办科技节。学校在每年12月举办为期两周的校园科技节。在科技节期间,学校开展一系列科技教育活动,比如初一年级的“报纸搭房子”比赛、初二年级的自编科普画报比赛等。科技节的重头戏是为期半天的科技游园活动,向全校师生和家长征集科技游园项目,每年都建设50—60个展室来展示这些项目。

    三是开展科技教育夏令营活动。学校拓展教育资源,打造了多个校外科技教育基地,每年都组织学生在暑假期间参加系列夏令营活动,在夏令营体验航空科技、3D打印、人工智能、数学建模等多项内容。

    四是将科技教育与通用技术学科教学有机融合。在学科教学中开展普及性科技教育,主要依托科技创意征集比赛、硬纸板凳创新设计制作、孔明锁制作、小铁锤设计制作、创意台灯设计制作等技术实践载体,实现全员参与,普及科技教育。

    五是结合STEM理念开展课题研究,省级课题“基于创新设计素养提升的高中通用技术教学实践研究”已结题,市级课题“深度构建立足STEAM理论的通用技术校本课程建设”正在如火如荼地进行。课题的实践意义在于“将STEAM教育理论运用于通用技术的校本化,更有利于提升本校学生通用技术学科的相关核心素养……为其他学科的STEAM教育校本化课程建设提供现实的经验和基础”。

    得益于学校肥沃的科学“土壤”,越来越多的学生有了科技创新意识。他们主动探索,设计研发,有效锻炼创新思维和解决问题的能力,学会用“科学家的方式”来学习科学。

    建设“A-STEM博·雅”育人体系

    培育学生创新素养

    近年来,在科学创新课程体系建设方面,厦门六中构建了面向全体学生的“A-STEM博·雅”育人体系,推进学校课程的多样化发展。STEAM教育是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、广义的人文艺术(Arts)和数学(Mathematics)融合的教育模式。A-STEM则突出“人文引领的学科融合性科学教育”。“A-STEM博·雅”育人体系是学校落实立德树人根本任务、实施“五育”融合、促进学生全面发展的重要途径。

    一是夯实基础课程,普及科学知识。学校在课程体系建设中,首先严格执行国家课程方案;在此基础上,加大对科技相关学科,即物理、化学、生物、信息技术、通用技术等学科的教育教学力度,坚持在日常教学中夯实学生科技基础知识,并引导学生在观察、分析、探索、归纳的过程中掌握科学研究的思想和方法。在夯实基础课程方面,学校高度重视数学教育。运用数学知识和方法解决现实世界的问题,已成为创新人才的必备能力。为此,学校开设“数学实验”“数学建模”“数学软件”“数学写作”等多门课程,提升学生的数学核心素养和问题解决能力。

    二是开设科技课程,坚持实践育人。学校从“创造思维”“结构设计”“人工智能”“STEM创新”等科技课程入手,培养学生的科学精神、劳动创新意识和技术应用能力。例如,学校由教师郑伟志牵头,与同济大学、东南大学等高校合作,开设与桥梁和建筑工程结构设计相关的选修课,让学生在学习相关理论的基础上以小组合作的形式制作木质模型,并将制作好的模型放置在模拟地震的平台上检验其稳定性,树立改进意识和提高劳动效率的意识。

    在做好普及的基础上,学校还依据学生在科学创新中的能力和水平,实行分层教学,开展研究性学习。在这个过程中,让学生从入门到高阶都能找到适合自己的课程。

    一是设置进阶课程,挖掘科学人才。高中研究性学习具有开放性、探究性和实践性的特点。学校深入开展各学科的研究性学习活动,以问题和项目为导向,通过几何画板、EXCEL等基础软件的教学,在学习中渗透科学研究方法。

    二是创建高阶课程,融合STEAM创新教育。学校开设Python、Stella、LabVIEW软件,结构设计和数学建模等实践课程,开展创新项目研究,提高学生的信息技术水平和工程实践能力。目前正在规划建设STEAM创新教育中心,进一步推动学校科技创新教育快速发展。

    科教队伍名师荟萃

    校企合作助力教育腾飞

    厦门六中的科技创新教育能长盛不衰,得益于有一支高素质、专业化的科学教师队伍。他们中有深耕科创教育数十年的资深名师,也有毕业于“双一流”高校的后起之秀。科创骨干队伍年龄上形成了梯队结构,历史核心人员包括第一代教师吴清凉、第二代教师陈宙锋、第三代教师郑伟志和刘春雷等。学校有专职和兼职科技辅导员数十人,其中国家科创金牌教练16人、全国优秀科技辅导员3人、中国青少年机器人竞赛优秀教练员1人、全国中学生数学建模竞赛优秀指导教师4人、五大学科奥赛金牌教练20余人。

    2018年,厦门六中成立陈宙锋创造教育名师工作室。作为学校科创教研员,他曾指导学生获得专利授权几十项,在各级比赛中屡获大奖。依托这个工作室平台,适时开展工作室成员项目指导论坛活动,很多科创尖子生走上了科创大赛的舞台,一批青年教师包括部分兄弟学校的科创指导教师也在工作室平台上快速成长。

    “在工作室学习和实践过的学生,离开六中后,无论是上大学还是工作,都始终保持着和教师的互动,这份师生之情往往延续多年。”陈宙锋介绍道,是科创教育让他和学生们凝聚了深厚的情谊,还建立了名为“师徒情深”的微信群。

    学校制定《厦门六中教师专业成长奖励办法》《厦门六中指导学科竞赛和科技创新比赛奖励办法》等管理办法,鼓励教师通过科技创新教育实现个人的专业成长。近三年,学校中层以上干部大多参与指导科技创新竞赛,全校还有数十名教师参与科技创新指导工作,参加省、市科技创新大赛科技创新项目的指导教师覆盖全部学科。

    学校组织师生走进厦门大学、集美大学、厦门理工学院等高校,深入科技创新实验室,了解高校在创新创业方面的做法,开阔视野,丰富专业知识储备;还与伞具生产企业、视虹电子企业、智联灯控、T8灯具生产企业、港电公司、太阳能开发公司等开展校企合作,建立创新实践基地。

    学校认为,让学生在高中时代就走出校门,直接“体悟”科技创新与生产实践,对培养学生的创新意识有不可小觑的作用。学校希望通过这种“体悟”,培养更多未来从事科技创新的“博雅型”科技人才。

    (福建省厦门第六中学党委书记、校长 姚育青)

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