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用创客教育落地小学科学课程任务

2017-6-19 10:40| 发布者: admin| 查看: 12| 评论: 0

摘要: 本文探讨根据教育部中国教育部印发了《义务教育小学科学课程标准》,结合创客教育的形式实施小学科学课程的可行性和合理性,用创客教育的形式实施小学科学课程的方法,以及以科学课程为导入、按照立德树人要求,在义 ...

   摘要:

本文探讨根据教育部中国教育部印发了《义务教育小学科学课程标准》,结合创客教育的形式实施小学科学课程的可行性和合理性,用创客教育的形式实施小学科学课程的方法,以及以科学课程为导入、按照立德树人要求,在义务教育中全面推广创客教育的重大意义。

    关键字:科学素养;小学科学课程;创客教育;新科学学习活动

 

当今世界,科学发现与技术创新不断涌现,为人类在更大范围、更深层次上认识并合理利用自然提供了可能,同时科学技术的快速发展对每一位公民的科学素养提出了新的要求。

2017年2月,我国教育部印发了《义务教育小学科学课程标准》(下文简称《科学课程标准》)通知文件,要求义务教育中的小学科学课程要按照立德树人的要求培养小学生的科学素养,为他们的继续学习和终身发展打好基础。科学素养是指了解必要的科学技术知识及其对社会与个人的影响,知道基本的科学方法,认识科学本质,树立科学思想,崇尚科学精神,并具备一定的运用它们处理实际问题、参与公共事务的能力。提高公民的科学素养,对于公民改善生活质量,增强参与社会和经济发展的能力,建设创新型国家,实现经济社会全面、协调、可持续发展都具有十分重要的意义。笔者在认真研读《科学课程标准》文件全文,将科学素养培养目标的内涵和课程各项标准要求,比对了国内外各方专家关于创客教育的各种观点和研究成果,结合中国国情,笔者提出如下三个观点和倡议:

     一、以创客教育的形式落地小学科学课程任务和开展新科学学习活动;

     二、以小学科学课程作为义务教育中全面开展创客教育的导入;

     三、在义务教育中全面推广创客教育具有重大意义。

    关于小学科学课程与创客教育结合的可行性和合理性

根据《科学课程标准》,小学科学课程是一门实践性和综合性课程。探究活动是学生学习科学的重要方式。小学科学课程把探究活动作为学生学习科学的重要方式,强调从学生熟悉的日常生活出发,通过学生亲身经历动手动脑等实践活动,了解科学探究的具体方法和技能,理解基本的科学知识,发现和提出生活实际中的简单科学问题,并尝试用科学方法和科学知识予以解决,在实践中体验和积累认知世界的经验,提高科学能力,培养科学态度,学习与同伴的交流,交往与合作。同时,理解自然现象和解决实际问题需要综合运用不同领域的知识和方法,小学科学课程针对学生身边的现象,从“物质科学、生命科学、地球和宇宙科学、技术与工程”四个领域,综合呈现科学知识和科学方法,强调这四个领域知识之间的相互渗透和相互联系,注重自然世界的整体性,发挥不同知识领域的教育功能和思维培养功能;注重学习内容与已有经验的结合、动手与动脑的结合、书本知识学习与社会实践的结合、理解自然与解决问题的结合,着力提高学生的综合能力;强调科学课程与并行开设的语文、数学等课程相互渗透,促进学生的全面发展。

虽说这份《科学课程标准》文件并不能等同于创客教育课程标准,但是从课程性质、基本理念、设计思路、课程目标、教学实施方式等方面和国内外各方专家对创客教育的共识都已经高度一致了,可以采用创客式教育的课程开发方式来实施科学课程、落地小学科学课程任务,例如比对《科学课程标准》中的“科学知识”、“科学探究”、“科学态度”、“科学、技术、社会与环境”课程目标要求,可以参考SCS创客教学法作为科学课程的教学形式,SCS创客教学法是指“情境故事引入——简单任务模仿——知识要点讲解——扩展任务模仿——创新激发引导——协同任务完成——成功作品分享”的情景教学课程设计方法。小学在实施科学课程中,用其中“情景故事-简答任务模仿-知识要点讲解”环节完成科学课程中“物质科学”、“生命科学”、“地球与宇宙科学”、“技术与工程”中某个领域课程内容的“科学知识”的教学目标,然后通过“扩展任务模仿——创新激发引导——协同任务完成——成功作品分享”环节达到“科学探究”、“科学态度”、“科学、技术、社会与环境”的教学目标,所以,结合创客教育的形式实施小学科学课程是可行的,除了能落地科学课程的任务外,还能自然地让学生们把对科学课程知识内容的持续探索和实践延伸到课外和家庭生活,进而养成在日常生活中发现和提出科学问题、并尝试用科学方法和科学知识予以解决的习惯。

另外根据教育部这次文件的要求,各地要全面做好课程标准的宣传和培训工作,纳入校长、教师培训计划,组织专题培训,强化全员培训,加大经费投入,保证实验室建设、仪器设施设备和耗材等需要。要优化课程资源建设,重视发挥家庭、社区、校外青少年活动基地等作用,为保障课程实施创造有利条件。当前各地的小学都要根据《科学课程标准》投入经费建设科学实验室,而在保证完成实验教学基本任务的基础上,可以扩大科学实验室的功能,使其能为课堂外的科学探究和实践应用服务,有条件的学校,可以在科学实验室中增设科学图书角、材料角、工具角、实践角、创客空间、成果展示角和专题研究中心等,使实验室发挥更多的学习功能。笔者建议直接采用校园创客空间的方案来打造科学课程实验室,在教学具的选择中尽量采用具有传感器技术、数字化教学辅助软件等手段的教育装备,这样的投资既能满足义务教育中科学课程的教学要求,也可以延伸到更丰富的创客教育功能。因此,为了让学校在这方面的教育装备投资发挥更大的效益,结合创客教育方法、采用创客空间和教育装备方案来建设科学实验室、设计科学课程、落地小学科学课程的教学任务是合理的。

   新科学学习活动---科学课程中的创客教学方法

长期以来我国的教育思想历来倾向以教师为中心,虽然这种教育思想对于知识、技能的学习掌握,对于全面打好学生的各学科知识基础是有利的;然而不足之处是长期“重教轻学”,忽视学生的自主学习、自主探究,容易造成学生对教师、对书本、对权威的迷信,且缺乏发散思维、批判思维和想象力,这正是我国当前应试教育的致命弱点所在。按照立德树人的要求,培养小学生的科学素养是科学课程的目标,《科学课程标准》强调通过学生亲身经历动手动脑等实践活动,在实践中体验和积累认知世界的经验,提高科学能力,培养科学态度,学习与同伴的交流,交往与合作,因此,科学课程必须采用与传统的以教师为中心很不一样的教学方法来开展。

国内学者认为可以从两种角度理解创客教育:一种是“创客的教育”,旨在解决创客人才如何培养的问题;第二种是“创客式教育”旨在运用创客的理念与方式改造教育。本文所谈论的科学课程中的创客教育是指第二种,即“创客式教育”在实施科学课程的运用。

“创客式教育”的“在创造中学习”或“基于创造的学习”,针对创客概念中“出于兴趣与爱好,努力把各种创意转变为现实的人",创设激发学习者创造兴趣和爱好的学习情景和教学环境,在教学中强调把所学的知识与实现创意的真实任务情景联系起来,让学生合作解决创造过程中复杂的情景要素的问题,以培养学生的创新意识、创新思维和创新能力,使其养成创客所必备品质和关键能力。创客教育和小学科学课程对于培养学生自主的科学素养、创新精神和实践能力的要求是高度吻合的,因此对于《科学课程标准》的教学内容,可以采用开展科学创客活动的形式来实施科学课程,这种创客式科学教学也可以称之为新科学学习活动,就是以发挥学生在科学课程中的自主学习积极性为中心组织科学课程教学工作的方法。

我们可以参考SCS创客教学法设计科学课程,根据《科学课程标准》的教学要求,其中的“情境故事引入——简单任务模仿——知识要点讲解”这三个环节是必选的核心内容,“扩展任务模仿——创新激发引导——协同任务完成——成功作品分享”这些环节可以根据实际情况选取或者剪裁,针对不同科学知识学段教学要求进行课时设置,一个课时可以只完成其中的一两个环节。以实施《科学课程标准》6.4中的“电可以在特定物质中流动,电是日常生活中不可缺少的一种能源”这个教学内容为例,我们可以创设一个创作感应灯的学习情境,在教学中教师可以指导学生开展以下活动:

1.  情境故事引入:启发学生思考各种电灯的使用情境,启发他们结合自己生活体会,提出电灯可以改进的一些问题;

2.  简单任务模仿:用小灯泡、导线电池和开关连接成简单电路,尝试让小灯泡亮起来,了解电路形成的条件,观察常用的各种开关,了解控制电路的方法;制作简易开关。并实验将木条、金属、橡皮、硬币等接入电路,观察灯泡是否被点亮,了解物体的导电性能,进而调查自然界和生活中各种电现象;

3.  知识要点讲解:电路是包括电源在内的闭合回路,电路的通断可以被控制;有的材料容易导电,而有的材料不容易导电;电的重要用途和对人体可能的伤害;

4.扩展任务模仿:用感应器代替开关,引导小学生从感应灯的应用情境为切入点,研究自动感应的原理、功能、需求差异、结构组成,搜集感应灯方案信息等,以满足特定场景要求完成一个感应灯的创作过程;

5.  创新激发引导:引导学生使用开源硬件、编程、3D 打印、激光雕刻等数字工具扩展感应灯的应用场景、外形创意、功能优化等,创作出更富于个性和创意的作品;

6.协同任务完成:引导学生建立课题小组,以建筑的智能照明系统为课题对象,进行多灯源电路更加复杂的应用场景模型搭建,引导学生小组分工进行社会调查、需求分析、系统设计、模型制作、功能创新等协同创作任务;

7.成功作品分享:鼓励学生之间互相展示感应灯作品和方案,交流经验、分享对电知识的体会。

围绕培养小学生的科学素养的课程目标,新科学学习活动鼓励学生发挥其在科学知识传承中的主体作用,将学生看作科学知识的主动建构者,引导学生自主学习和探索科学知识,根据自己的想法和经验,在与他人协商、会话、沟通,在相互质疑的过程中,通过实际的创造实践检验自己创意效果和对知识的理解,并且从中提炼总结出个人对相关科学知识的解释和意义描述,参与建构有关科学知识的新意义,最终通过网络等更大范围的分享形成科学知识新见解和新应用的社会化协商过程,这种方式无疑大大提升了小学科学课程的内涵高度。

通过新科学学习活动这种创客式小学科学课程,使学生能够体验科学探究过程的乐趣,在了解基本科学知识的同时,培养提问的习惯,初步学习观察、调查、比较、分类、分析资料、得出结论等科学方法,进而能够利用科学方法和科学知识初步理解身边自然现象和解决某些简单的实际问题培养对自然的好奇心,以及批判和创新意识、环境保护意识、合作意识和社会责任感、为今后的学习、生活以及终身发展奠定良好的基础。

   义务教育中全面推广创客教育的重大意义

新时代的人不光要推理、论证、演绎,还要实现自己的意志,而且要通过推理、论证、演绎来实现自己的意志,这正是现代科学的精神气质。而在我们倡导的有中国特色的创客教育中,所要培养的人才不仅仅是能够把创意转化成实体作品(物质产品)的创造者,而且还包括能够把创新的思想、理论、方法转化为精神产品的创造者,以小学科学课程的新科学学习活动为导入和试点,在义务教育中全面开展创客教育实践,实现现代科学精神和创客精神的高度结合,让学生们从“创客情景性”学习和实践中培养与时代要求相匹配的科学素养和创新意识,从而形成终身自主学习和不断创新的兴趣,成为一个新时代中“全面发展的人”。

虽然创客教育的概念时下很热,理念上得到广泛好评,全国各地校园创客空间、校园创客活动也已经有了很多实践经验,而在此次《科学课程标准》颁布之前,解决创客教育和义务教育的有效衔接问题还是一个政策上的盲区。有些先行先试的学校,校园创客空间是建立了,各种创意电子器件和3D打印机等配备了,主管老师也做了大量工作和不遗余力地宣传呐喊,可由于缺乏政策性的指引,只能用兴趣班的方式推广,和传统课程相比,显得不是学校的“正业”,现状中处于一个小众化曲高和寡的尴尬局面。

如上文所陈述的观点,笔者认为,小学科学课程可以作为在义务教育中开展创客教育的导入,如果说之前是万事俱备,而这次《科学课程标准》的印发无疑就是这个东风,建议全国各地的小学抓住这次课程实施的大好机会,全面开展创客教育的大胆探索;而对于创客教育还不了解、还存在疑惑的学校,可以根据这份《科学课程标准》的明确要求,在2017年上半年主动引入创客教育有关成果,做好包括科学实验室建设、科学课程开发、创客式师资培养等准备工作,确保于2017年秋季学期能根据《科学课程标准》文件的要求全面执行。

作为全面落实十八大三中全会提出的树德立人任务的教育体制改革重要举措,本次教育部印发的《科学课程标准》在全面阐述科学教育对一个人的科学素养的形成有十分重要作用的基础上,强调了课程的实践性和综合性,与创客教育的理念和成果高度契合,因此,创客教育的理念和成果运用到小学科学课程的实施中,能有效地完成小学科学课程的教学目标和任务;而以小学科学课程的新科学学习活动为导入,在义务教育中全面推广创客教育,按照立德树人的要求,从培养现代科学精神和创客精神相结合的科学素养开始,到全方位实施以全面发展的人为目标的核心素养教育,推动我国教育体制改革适应新时代的创新型人才要求。

      参考文献:

     【1】中华人民共和国教育部.义务教育小学科学课程标准.教基二[2017]2号文件.

     【2】何克抗.论创客教育与创新教育[J].教育研究.2016(4):12-24.

     【3】梁森山.从创客到创客教育[J].教学仪器与实验,2016(1):3-5.

     【4】梁森山.遇见创客教育[J].教学仪器与实验,2016(8):13-16.

     【5】傅骞.当创客遇上STEAM教育[J].现代教育技术,2014(10):37-42.

     【6】高文、徐斌艳、吴刚主编.建构主义教育研究[M].北京:教育科学出版社,2008年2月.

     【7】何克抗.关于建构主义的教育思想与哲学基础---对建构主义的再认识[J].现代远程教育研究.2004(3):12-16.

     【8】吴国盛.什么是科学[M].广州:广东人民出版社,2016年8月.


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