指向協(xié)同創(chuàng)新的科創(chuàng)類課程開發(fā)

【關(guān)鍵詞】協(xié)同創(chuàng)新；學(xué)習(xí)空間；課程群；多元評(píng)價(jià)

【中圖分類號(hào)】G637 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】B 【文章編號(hào)】1005-6009（2024）23-0038-03

【作者簡(jiǎn)介】陳立軍，南京市江寧高級(jí)中學(xué)（南京，211112）副校長(zhǎng)，高級(jí)教師，南京市優(yōu)秀教育工作者，南京市教學(xué)先進(jìn)個(gè)人。

黨的二十大報(bào)告明確提出：“教育、科技、人才是全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國家的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性支撐。”在積極踐行“協(xié)同教育”的過程中，課程是主要載體，協(xié)同創(chuàng)新是其內(nèi)在應(yīng)然要求。

南京市江寧高級(jí)中學(xué)高度重視科技創(chuàng)新教育，以協(xié)同教育為核心理念，通過不斷創(chuàng)新和優(yōu)化課程體系來豐富育人路徑、實(shí)現(xiàn)育人目標(biāo)，著力培養(yǎng)德行兼?zhèn)洹⒖萍妓仞B(yǎng)突出的新時(shí)代青年。

一、“知·行·創(chuàng)”協(xié)同創(chuàng)新課程的內(nèi)涵表達(dá)

科技是強(qiáng)國之基，創(chuàng)新是民族之魂。學(xué)校秉持“知·行·創(chuàng)”協(xié)同創(chuàng)新課程理念，推動(dòng)跨學(xué)科融合，推進(jìn)“人工智能+”教育，加強(qiáng)與高校和高科技企業(yè)合作，探索開發(fā)“求真知、勤實(shí)踐、爭(zhēng)創(chuàng)新”的融合式協(xié)同課程（見圖1）。

求真知，指崇尚科學(xué)、追求真知，重在知識(shí)儲(chǔ)備；勤實(shí)踐，指勤于實(shí)踐、躬身力行、科學(xué)應(yīng)用，力求學(xué)以致用；爭(zhēng)創(chuàng)新，包括思維創(chuàng)新和行為創(chuàng)新，是呼應(yīng)新時(shí)代對(duì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的新目標(biāo)和新要求。三者相互聯(lián)系、相互支撐，不可割裂。真知是實(shí)踐和創(chuàng)新的基礎(chǔ)，實(shí)踐是對(duì)真知的運(yùn)用，也是創(chuàng)新的平臺(tái)，創(chuàng)新是在培養(yǎng)追求真知和勇于實(shí)踐的人才基礎(chǔ)上思維和行動(dòng)的創(chuàng)新突破。

二、重構(gòu)學(xué)習(xí)空間，為協(xié)同創(chuàng)新提供場(chǎng)域支撐

學(xué)校結(jié)合江蘇省課程基地建設(shè)，高標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)改造現(xiàn)有場(chǎng)館，前瞻性謀劃，著眼跨學(xué)科融合和“人工智能+”，規(guī)劃建設(shè)“數(shù)智化支撐的未來科創(chuàng)學(xué)習(xí)探究中心”。科創(chuàng)學(xué)習(xí)探究中心立足基礎(chǔ)課程，指向未來科技，打破學(xué)科壁壘，一方面充實(shí)學(xué)生的科學(xué)精神底蘊(yùn)，另一方面為學(xué)生的科學(xué)探究活動(dòng)提供必要的物理空間和技術(shù)支撐。科創(chuàng)學(xué)習(xí)探究中心建筑面積近5000平方米，分為三個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域按功能建設(shè)各類場(chǎng)館（室），包括理科探究實(shí)驗(yàn)室、東西方科學(xué)發(fā)展史展館、科學(xué)模擬論辯中心、科學(xué)名人互動(dòng)館、人工智能融合探究中心、機(jī)器人工作室、無線電測(cè)向等項(xiàng)目活動(dòng)室和創(chuàng)客工作坊等。場(chǎng)館建設(shè)過程中充分利用數(shù)字技術(shù)和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化運(yùn)行。

其中，東西方科學(xué)發(fā)展館將厚重的科學(xué)發(fā)展歷史凝練化，將復(fù)雜的科學(xué)原理生動(dòng)化，深入淺出、通俗易懂地展現(xiàn)東西方科學(xué)的發(fā)展過程，加深參觀者對(duì)科學(xué)發(fā)展史的系統(tǒng)理解和內(nèi)涵理解。科學(xué)模擬論辯中心再現(xiàn)科學(xué)史上的重大事件現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，讓學(xué)生在虛擬場(chǎng)景的論辯中體驗(yàn)基于證據(jù)的推理和科學(xué)家之間的爭(zhēng)辯，進(jìn)而形成理性質(zhì)疑、求真務(wù)實(shí)、勇于創(chuàng)新、包容失敗的科學(xué)精神。科學(xué)名人互動(dòng)館以時(shí)空為線索，串起科學(xué)史上名家巨匠的科學(xué)創(chuàng)新事跡與科學(xué)成就。人工智能融合探究中心是學(xué)校科技創(chuàng)新活動(dòng)的綜合場(chǎng)館，是融合多學(xué)科的項(xiàng)目探究中心。機(jī)器人工作室是任務(wù)驅(qū)動(dòng)下工程設(shè)計(jì)與新技術(shù)創(chuàng)新體驗(yàn)的主要場(chǎng)所。

三、開發(fā)主題課程，為協(xié)同創(chuàng)新開辟新賽道

基于“知·行·創(chuàng)”協(xié)同創(chuàng)新課程理念，聚焦“自立自強(qiáng)、科學(xué)精神、實(shí)踐創(chuàng)新”關(guān)鍵素養(yǎng)的培育，立足基礎(chǔ)課程，學(xué)校從資源、內(nèi)容、方式等維度協(xié)同創(chuàng)新，開發(fā)了系列科創(chuàng)類主題課程群落，為協(xié)同創(chuàng)新開辟了新賽道。

1.構(gòu)建技術(shù)支撐下的DIS科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)課程

物理、化學(xué)、生物等學(xué)科是高中階段的基礎(chǔ)課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)科教學(xué)的重要內(nèi)容，也是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力和科學(xué)探究精神的重要載體。

DIS（Digital Information System）即“數(shù)字化信息系統(tǒng)”，是由“傳感器、數(shù)據(jù)采集器、實(shí)驗(yàn)軟件包（教材專用軟件、通用擴(kuò)展軟件）、計(jì)算機(jī)”等構(gòu)成的新型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，支持智能化信息技術(shù)與物理、化學(xué)、生物及通用學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全面整合。同時(shí)，各學(xué)科教研組開發(fā)線上使用的智能化開放性互動(dòng)課程平臺(tái)App，探究實(shí)驗(yàn)過程線上線下協(xié)同融合的方式，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)資源的云端共享。

2.開發(fā)跨學(xué)科融合的“人工智能+”課程群

南京市江寧高級(jí)中學(xué)是江蘇省人工智能試點(diǎn)學(xué)校，學(xué)校開發(fā)了跨學(xué)科融合的“人工智能+”課程群落，打造人工智能大課堂，開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，推動(dòng)師生、生生合作探究，努力構(gòu)建“學(xué)生、教師、學(xué)校、社會(huì)”四位一體的人工智能教育生態(tài)圈。

無線電測(cè)向和定向越野活動(dòng)是一項(xiàng)“人工智能+數(shù)學(xué)、物理、地理、體育”等學(xué)科的融合競(jìng)技活動(dòng)課程，體現(xiàn)了學(xué)科之間的高度融合，是業(yè)余無線電愛好者進(jìn)行無線電技術(shù)研究和實(shí)踐的活動(dòng)延伸。此項(xiàng)活動(dòng)賽事需要一定的時(shí)間投入和較為廣闊的地理空間，需要教師和學(xué)生具有健康的體能、良好的心理競(jìng)技狀態(tài)、必備的學(xué)科知識(shí)和良好的溝通協(xié)作能力。學(xué)校通過校社合作，依托方山國家地質(zhì)公園、大金山國防園等校外社區(qū)資源，建立實(shí)訓(xùn)基地群，并跨學(xué)科組建輔導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)。同時(shí)，學(xué)校借助人工數(shù)字智能實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與課程實(shí)施的結(jié)合，提升了活動(dòng)的質(zhì)量。如智能運(yùn)動(dòng)心率手環(huán)可以實(shí)時(shí)追蹤定位，監(jiān)測(cè)學(xué)生的項(xiàng)目完成進(jìn)度和運(yùn)動(dòng)健康數(shù)據(jù)，包括最大心率、步數(shù)、時(shí)間分配等。持續(xù)跟蹤及數(shù)據(jù)顯示，為師生在活動(dòng)過程中分析問題、解決問題提供數(shù)據(jù)支撐，系統(tǒng)預(yù)警提示有效預(yù)防訓(xùn)練中出現(xiàn)的各種運(yùn)動(dòng)安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.創(chuàng)建任務(wù)驅(qū)動(dòng)下的工程技術(shù)類課程群

學(xué)校以機(jī)器人項(xiàng)目為主體，開發(fā)了以實(shí)踐創(chuàng)新為核心，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)為主要方式的工程技術(shù)類課程。目前，學(xué)校成功開設(shè)包含VEX-EDR金屬機(jī)器人、輪式機(jī)器人、四足機(jī)器人（機(jī)器狗）、人形機(jī)器人、飛行機(jī)器人（無人機(jī)）等多個(gè)種類的工程技術(shù)課程。每一類機(jī)器人的工作任務(wù)是不同的，所需要的工程技術(shù)也不同。在工程技術(shù)類課程實(shí)施過程中，教師以任務(wù)驅(qū)動(dòng)實(shí)施項(xiàng)目學(xué)習(xí)，學(xué)生以小組協(xié)作的方式開展協(xié)同探究。任務(wù)驅(qū)動(dòng)促進(jìn)多學(xué)科知識(shí)的融合，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維、設(shè)計(jì)思維和工程思維，有效提升學(xué)生的協(xié)同學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力。

以VEX智能機(jī)器人項(xiàng)目為例，它是需要與隊(duì)友協(xié)同完成競(jìng)技類任務(wù)的對(duì)抗性機(jī)器人項(xiàng)目。學(xué)生需要根據(jù)賽季主題明確任務(wù)，綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理、藝術(shù)等學(xué)科的知識(shí)，基于規(guī)則自行創(chuàng)意設(shè)計(jì)方案并制作機(jī)器人。在課程實(shí)施過程中，學(xué)生溝通協(xié)作，分步完成階段任務(wù)：確定電機(jī)數(shù)量和機(jī)器人整體外觀尺寸；自行設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)、選定相關(guān)器具；將底盤和各種機(jī)械進(jìn)行組裝；實(shí)踐操作，并不斷修改和調(diào)試，從而讓機(jī)器人在對(duì)抗比賽中取得最佳效果。

創(chuàng)意設(shè)計(jì)和動(dòng)手制作，既增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，也讓學(xué)生收獲了科技創(chuàng)新成功的喜悅。

四、實(shí)施多元評(píng)價(jià)，為協(xié)同創(chuàng)新提供制度保證

學(xué)校豐富科創(chuàng)教育的評(píng)價(jià)內(nèi)容，創(chuàng)新科創(chuàng)教育的評(píng)價(jià)方式，發(fā)揮多元評(píng)價(jià)的促進(jìn)作用，多渠道、多路徑搭建廣闊舞臺(tái)，展示學(xué)生科創(chuàng)活動(dòng)成果，為協(xié)同創(chuàng)新的堅(jiān)守提供有力的制度保證。

1.設(shè)立主題科技節(jié)，形成濃郁的科學(xué)氛圍

學(xué)校每年5月的“點(diǎn)亮科學(xué)夢(mèng)想，弘揚(yáng)科學(xué)精神”主題科技節(jié)，緊跟時(shí)代科技浪潮，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注科技發(fā)展趨勢(shì)，激發(fā)學(xué)生的科技報(bào)國夢(mèng)。學(xué)校借助國旗下講話、主題班會(huì)等活動(dòng)，利用電子班牌等介紹學(xué)校科創(chuàng)活動(dòng)和科創(chuàng)成果，積極鼓勵(lì)學(xué)生獻(xiàn)身科學(xué)事業(yè)；通過科技書籍讀后感評(píng)比，大力弘揚(yáng)科學(xué)精神和科學(xué)家精神。

2.開展科創(chuàng)活動(dòng)，優(yōu)化評(píng)價(jià)方式

學(xué)校定期組織學(xué)生走進(jìn)未來科創(chuàng)學(xué)習(xí)探究中心，開放主題場(chǎng)館（VEX機(jī)器人、無人機(jī)、人工智能、創(chuàng)客工坊、數(shù)字美術(shù)室），讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，創(chuàng)作屬于自己的“小可愛”，以成果導(dǎo)向優(yōu)化評(píng)價(jià)方式。學(xué)校每學(xué)期舉辦機(jī)器人、人工智能等社團(tuán)展演活動(dòng)（人形、機(jī)器狗、冰壺、掌控車、無人機(jī)等），搭建展示學(xué)生協(xié)同創(chuàng)新成果的舞臺(tái)，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新探索的熱情。學(xué)校還組建了跨學(xué)科“科技精英俱樂部”，組織學(xué)生參加各級(jí)各類科創(chuàng)賽事。科創(chuàng)活動(dòng)發(fā)展了學(xué)生的創(chuàng)造力，提升了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，為科創(chuàng)人才的培養(yǎng)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

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