摘 要:工程教育是一種旨在培養學生的工程思維和實踐能力的教育形式。結合宜興市廣匯實驗小學的實踐,論述了小學工程教育校本課程的開發與實施的內容,具體包括課程研制的背景與依據、課程目標、課程內容、課程實施與評價、課程實施效果與輻射推廣,旨在助力工程教育的全面推進,培養學生的科學核心素養。
關鍵詞:小學工程教育;匯創課程;校本化實踐
作者簡介:曹燕萍(1974—),女,江蘇省宜興市廣匯實驗小學。
袁 軍(1981—),男,江蘇省宜興市廣匯實驗小學。
宜興市廣匯實驗小學積極響應《無錫市關于推進中小學工程教育的指導意見》的精神,依托宜興經濟開發區科創基地的地域優勢,立足學校科技教育特色,秉持“兒童為中心”“生活即教育”的根本理念,以《義務教育科學課程標準(2022年版)》(以下簡稱《科學課程標準》)中的“技術、工程與社會”“工程設計與物化”內容的核心概念為主線,以“慧創文化”為核心,匯集師生、家長及社會各方資源,構建學做玩一體、思創行合一的學習生活空間,建設系統性、跨學科、主題式、項目化、多形式的探索實踐共同體,以實現學生時時可做、處處可探、人人可創的學習場景新樣態[1],圓學生的科學夢。
一、課程研制的背景與依據
(一)時代的使命
科學技術是第一生產力,創新是民族進步之魂。黨的二十大報告中強調要深入實施科教興國戰略、人才強國戰略、創新驅動發展戰略。根據無錫市構建“465”現代產業體系需要,以“探索形成中國特色、世界水平的工程師培養體系”的總目標引領,我們要培養一代有理想、有本領、有擔當的時代新人,使他們不僅要仰望星空,更能腳踏實地;不僅有科學的思維,更有實際解決問題的能力。
(二)學校的基礎
宜興市廣匯實驗小學創建于2011年9月,是一所現代化學校,現有34個教學班,1530名學生。學校秉承“匯成博大”的校訓,堅持“培養博愛博學、大雅大氣之廣博少年”的育人目標,系統構建“慧創”特色課程,擦亮“科創”品牌,先后被評為“中國少科院科普基地學校”“江蘇省科學教育特色學校”“江蘇省優秀行知實驗學校”等,“點燃科技夢想 激勵智慧成長——科技名人相伴成長”“匯成博大:科創俱樂部培育行動”等項目獲宜興市精品項目獎。十多年來的科技教育特色建設為項目研究積淀了厚實的基礎。
(三)校內外的豐富資源
宜興素有“教授之鄉”“院士之鄉”的美稱,科技館、名人館林立,多元的地域文化為學校提供了豐富的課程資源;學校地處宜興經濟開發區,該區是科創產業基地,正全力打造太湖科創帶和培源科技城。區域內的知名企業——馳馬科技,是一家集研發、生產、銷售拉鏈、縫紉線以及紐扣等服飾配件的高新技術企業,愿意為學校的工程教育提供支撐。濃郁的科創環境為課程的開發提供了優勢條件。校內科技廣場、人文廣場、院士長廊、科探空間等,也為學生提供了廣闊的學習空間。校內外融通的物型環境為項目研究提供了良好的物化平臺。
二、課程目標
(一)課程核心概念
匯創小工匠:憑借“廣匯”之名,依托宜興經濟開發區科創基地的地域特色,立足學校工程教育課程特色,以“慧創文化”為核心,培養具有“愛國、創新、求真、協同、勇毅”等工匠精神的匯創小工匠,使學生成為“會觀察、能思考、善表達”的學習者,成為“會探索、能實踐、善合作”的探究者,成為“求真知、敢質疑、善創新”的創造者,成為“有理想、有情懷、能擔當”的愛國者,讓學生“像科學家一樣思考,像工程師一樣解決問題”的目標落地生根。
創美工程:秉持“兒童為中心”“生活即教育”的根本理念,通過“拉鏈”引發的工程教育課程,激發學生的好奇心和探究欲,從而使學生生發對生活中小物件的改造、設計和創新,使之更加實用、美觀,所有工程設計項目都是以“美”為目標。
(二)課程目標
1.本著低起點、小步走的原則,開展校企合作,由拉鏈、紐扣、服裝等工藝制作工程生發系列化課程,讓學生認識相關材料、工具、產品設計、生產流程、創新優化等,了解工程世界,激發學生的好奇心、探究欲。
2.依托校內多樣化的科技工程主題場館,整合科學、信息技術、勞動技術、綜合實踐等課程相關內容,依據學生年齡特點,開展跨學科、主題化的小項目研究,建構具有校本特色的拓展型課程體系。
3.培養學生發現問題、提出問題的能力,充分激發學生探究問題的興趣。在一系列工程實踐活動過程中培養學生的工程思維和解決實際問題的能力,包括設計方案,合作討論;更新迭代,優化方案;實踐操作,不斷完善;形成作品,展示評價等。
4.通過形式多樣的工程教育物化成果展示活動,引導學生在朋輩式學習中啟迪智慧、展示個性,充分培養學生的創新意識和實踐能力。
5.通過一系列生活式工程實踐體驗活動,使學生涵養科學家精神,踐行工程師思維,培育未來社會主義建設者的責任擔當。
三、課程內容
(一)生活類拓展性工程實踐
依托經開區企業的技術支持和實踐基地,以《科學課程標準》中的“技術、工程與社會”的核心概念為主線[2],開設生活類拓展性工程實踐社團,如“神奇的拉鏈研究室”“多彩的紐扣創意社”“集美服飾廣場”等,培養學生對生活工程的學習興趣,引導學生開展工程學習實踐,了解生活中該項工程的材料、運用的工具,探究該項工程運用的技術、生產的流程及產品,嘗試改進,動手制作,形成產品或模型,并能解釋如何提高效率等。
(二)環境改造類研究性工程實踐
依托廣匯社區生活環境和“匯創社區”校園生活環境,以《科學課程標準》中的“工程設計與物化”的核心概念為主線[3],開設以社區生活環境改造為主的研究性工程實踐社團,開展如社區中的路面、橋梁、信號燈、路燈改造、社區小公園環境美化、社區垃圾分類等研究性學習項目;在發現并提出問題、開發并使用模型、分析并解讀數據、設計解決方案、進行證據論證、獲取評估及交流信息等一系列工程實踐中培養學生的工程思維和解決問題的能力。
四、課程實施與評價
(一)課程實施
1.“2+N”時間彈性管理
“2”指的是正式課時。每周2節匯創社團活動課,每節課60分鐘,一周120分鐘。
“N”指的是非正式課時。學生課間利用社區的每一個角落進行課程學習,包括課后延時服務、周末工程研學實踐、每月一次作品交流活動、每年一次社區匯創集市活動、靈活安排的社會實踐探究活動等。
2.建構“學問”探究模式和“慧創”學程時光
(1)“學問”探究模式
“生活處處皆學問。”學生生活的社區、校園的各物型空間、角落都為學生的主題式探究提供幫助。一是“問一問”——每日一問。鼓勵學生關注生活,發現問題。每天在小黑板上提問題、答問題,用“你來問、我來答”的內容匯編成校園里的《十萬個為什么》。二是“試一試”——每日一試。鼓勵學生在20多個開放式的主題場館中,嘗試各種生活工程的材料研究、工具研究、技術研究等,在做中有所發現、有所創造。三是“想一想”——每周一思。鼓勵學生將觀察到的各種生活現象與實驗中的各種科學現象進行集體討論,以發現現象背后的規律。四是“變一變”——每月一創。鼓勵學生用小手改變世界,在科學、工程、技術、數學、藝術等領域,擁有自己的小發現、小發明、小創意、小制作等,增強創新意識、工程思維和工程實踐能力。
(2)“慧創”學程時光
在廣匯實驗小學的六年就是一段以“慧創”為主題的學程時光,是由學期、月、周、日這些小時光串成的,每一次主題探究也是不定式的學程,學生在這些學程時光的隧道里日積月累,開啟自己的人生之旅。本課程的實施以“慧創”為主題,以活動為表現方式,在培養“有工程師思維的匯創小工匠”的價值引領下,本著尊重學生主體、尊重生命生長的原則,開啟“慧創學程時光”,即“慧創學程月”和“慧創學程周”,讓每一個學生都可以找到自己的“智慧生長點”,在學程中成事、成人。
3.構造做學創一體的科學夢工場
(1)校內打造“一社區三街區四廣場”場景樣式
一社區:即整個學校就是“匯創”社區,這里集教育、生活、學習、創造于一體。
三街區:是以兩棟教學樓和一棟綜合樓為主體的匯源、匯溪和匯澤三大街區。
四廣場:依次為博雅廣場、博學樂園、博識天地、博健地帶。
(2)校外形成“一核二帶三基地”拓展格局
我校地處經開區,地域資源非常豐富。學校努力打通校內校外的通道,形成“一核二帶三基地”的拓展格局,即以宜興市文化中心為核心,太湖科創帶和環保工業帶為兩翼,科技館實創基地、科技人才創新基地、開發區科創產業基地為主體,將校外的一切有利資源轉換為學校的教育活動資源,拓展學生學習場域,豐富工程教育的內涵。
(二)課程評價
評價是課程實施的重要環節,決定了課程推進的價值與方向。我們依據課程目標,制定了適合學生年齡特征的成長指南,通過綜合多元化的評價來促進學生工程師素養的發展。評價的內容不僅關注學生知識的掌握,更關注學生工程實踐能力的提升;不僅關注每個學生的成長,更關注群體整體的提升。
1.設計小工匠素養成長指南
依據課程目標,我們為學生制定了相應的匯創小工匠素養成長指南。根據學生的年齡特點,分為低中高三個學段,同時根據每個學段的關鍵目標設置了基本、達成、優秀三個彈性等級,納入每學期的小工匠素養評定體系中,形成匯創小工匠成長的線索和鏈條。
2.完善“教學評一致”的鏈條
在“教學評一致”的鏈條中,首先,我們確立了教學目標。目標是核心,后續的環節都要以它為中心。其次,持續性評價是關鍵。在學生的學習進程中,我們采用了多元評價方式,如學生的自評、同伴間的互評以及教師的點撥總評等,來了解教與學的效度,為下一步的教與學提供調整和改進的依據。在此過程中,教師收集評價信息,分析評價結果,依據結果審視目標達成情況,進而改進教學。這既是上一輪教學實踐的尾聲,也是下一輪教學實踐的開始。“教學評”三位一體,循環反復,形成環島鏈條。
3.形成增值性為主的素養報告
匯創小工匠成長記:我們為每一位學生制作了一份“匯創小工匠成長記”素養手冊,記錄他們成長的點滴、取得的成績和獲得的榮譽。這份素養手冊會伴隨學生的小學學習生涯,是他們展示自己的一個平臺,體現了廣博少年的增值性成長。
爭星奪章:根據每學段的成長指南,我們設計了“好奇星”“探究星”“創新星”的“爭星奪章”活動。學生集滿一定數量,可以被評為“匯創小學士”“匯創小博士”“匯創小院士”,從小處的努力慢慢累積成大的成就,這體現了增值性評價的意義。
積分換購:根據匯創社區的特點,我們為學生設計了積分換購的環節。每位學生都可以在日常學習和各項活動中獲取積分,記錄在個人的積分卡上,用積分在社區的集市活動中換取自己喜歡的物品,也可以去社區超市兌換文具用品或是存放在社區匯星小銀行積存利息。
五、課程實施效果與輻射推廣
(一)點燃了學生的院士夢
創美工程課程實施后,有300多人次參評校級小學士、小院士、小博士;2023年,有50多人次在各級各類科創比賽中獲獎。其中,多位同學獲2023年“領航杯”江蘇省中小學生信息素養提升實踐活動一等獎,十多位學生在無錫市第三十九屆中小學生科技模型競賽中獲一等獎。“神奇的拉鏈研究室”中,學生設計的兩款拉片被馳馬科技生產應用于童裝拉鏈,學生的工程思維和創新實踐等工程素養得到提升。學校“匯星小銀行”積分制的正式運行,大大激發了全體學生參與學習和創新的熱情,助力工程教育的全面推進以及評價機制的創新,激勵學生勤于發現、樂于實踐、敢于創新,點燃了學生的科學夢想。
(二)提升了教師的課程領導力
教師的課程價值觀也有了很大的轉變,對課程的理解力、執行力、創生力不斷得到提高,尤其是采用主題式、項目化的跨學科方式的意識和能力得到了全面提升,這促進了教師教學方式的轉變。近兩年,學校教師有10多篇科技類論文在省級刊物發表,30多篇相關論文在省市級比賽中獲獎。學校組織了8次市級科學課展示交流,尤其是工程類實踐公開課受到了好評。
(三)促進了學校的內涵發展和區域工程教育的實踐
師生素養的提升促進了學校的內涵發展,學校先后被評為“中國少科院科普基地學校”“江蘇省科學教育特色學校”等。學校成為無錫市工程教育重點學校培育單位;“匯創社區:科學家精神觀照下的工程教育課程基地”獲評宜興市基礎教育內涵建設項目;學校“匯創小工匠:生活中的創美工程”工程教育課程,被立項為無錫市首批中小學工程教育優質課程培育項目;學校“三色工程課程,炫彩課后服務”案例,入選江蘇省教育廳“雙減”工作中科學教育典型案例;學校的工程教育課程建設的經驗在宜興市工程教育教師培訓會和無錫市工程教育現場推進會上得到推廣。
[參考文獻]
莊惠芬.物型課程:打開創想城里的兒童學習[M].南京:東南大學出版社,2020:5.
義務教育科學課程標準修訂組.義務教育科學課程標準(2022年版)解讀[M].北京:高等教育出版社,2022:208.