为贯彻党的二十大精神,落实立德树人根本任务,办好人民满意的教育,2023年5月,教育部印发《基础教育课程教学改革深化行动方案》,要求各地各校明确责任分工,建立健全推进机制,不断将基础教育课程教学改革引向深入。我们大家一起来看地方和学校的阶段性经验与做法——
2023年,教育部印发《基础教育课程教学改革深化行动方案》,提出“科学素养提升行动”,要求深化中小学科学教育改革,强化做中学、用中学、创中学,提升学生解决实际问题的能力,发展学生科学素养。全国各地学校积极做出响应,努力探索符合新时代要求的科学教育教学模式。河北省保定市厚福盈小学作为保定市信息技术教育示范校、保定市青少年科技教育示范校,紧跟时代步伐,以创客教育为突破口,深化课程教学改革,大力培育学生的创新精神和实践能力。
学校很看重创客教育,在硬件设施方面不断加大投入,购置机器人、创客实验室相关设备,为创客教育课程的实施提供了便利条件。学校先后建成了机器人教室2间、创客教室2间、信息科技实验教室2间。拥有计算机110台、乐高EV3机器人套装6套、乐高spike机器人套装6套,鲸鱼机器人2套、Arduino Uno创客套装20套,升级了17台笔记本电脑。
在推动创客教育扎实落地、蒸蒸日上的过程中,学校统筹规划,做好顶层设计,以创客课程为核心,依托专业师资团队,构建多元化课程教学体系,推动跨学科项目式学习,让学生在学习中不断的提高创造力,形成终身学习素养。
一基础——专业团队。以创客课程为依托,学校组建起一支以信息+科学教师为主导的专业创客教师团队。该团队致力于将创新思维与技术实践深层次地融合,引领学生在探索与创造中成长。
一保障——技术支撑。在当前人工智能融入课堂教学的大趋势下,技术与工程专业相关知识技能的支撑显得很重要。为此,学校一方面严格根据相关要求开足信息科技国家课程,确保学生具备扎实的信息科学技术基础知识;另一方面,充分挖掘教师在相关领域的专业优势,精心开设了丰富多样的机器人及编程等专业课程。这些课程的设置,为学生将脑海中的创意切实转化为具体可感的作品提供了强有力的支持,助力学生在实践操作中提升动手能力,锻炼创新思维。
一核心——创造新兴事物的能力。创客教育的核心目标,是培育学生的创新能力。学校引导学生在学习过程中像专业设计师一样思考问题、处理问题。通过让学生参与跨学科项目学习活动,激发他们的创新潜能,使他们在面对各种复杂问题时能够提出独特的见解与解决方案,不断的提高创新能力。
一追求——素养品质。创客教育的终极追求是培育学生自信、沟通、合作、责任等素养品质。学校期望通过一系列精心设计的教学活动与项目实践,使学生能够在未来的社会生活中,凭借自身的创新能力与良好的素养品质,积极应对各种挑战,为社会进步贡献自己的力量。
开展创客教育,关键要有一支热爱教育事业、热心创客教育、具备较高科学素养及专业相关知识的教师队伍。创客教育活动需要辅导教师付出大量的时间和精力,与学生在一起实践、钻研、探索。这要求教师既要有良好的专业素养,又要有奉献精神。学校以校长为总设计师,精选教师团队,充分的发挥骨干教师潜力,成立创客教育项目组,开展跨学科、多领域的培训与实践,有效推动创客教育深入实施。
学校定期对创客教育项目组成员进行有关培训,组织大家前往河北农业大学、河北大学、保定学院等高校参观学习,参加人工智能国培培训活动等,有效提升了教师的专业能力。
优化原有的信息科技课程,在教学中加入前沿的人工智能内容,让学生尽早接触这一极具发展的潜在能力的领域,拓宽视野;五、六年级加入图形化编程课程内容,引导学生轻松入门编程世界,培养逻辑思维能力和解决实际问题的能力。除了优化课程设置,学校还开展丰富多彩的社团活动,比如组建机器人社团、创客社团以及 C++ 编程社团等。在众多社团中,机器人社团和创客社团格外受欢迎,成为全校报名热度最高的社团。这充分彰显了学生对机器人和创客相关活动的浓厚兴趣,也反映出这两个社团活动在培养创新思维、实践动手能力等方面所具有的独特魅力。
2024年6月,学校“开源硬件在小学创客教育中项目式学习的实施策略研究”在河北省“十四五”现代教育技术课题申报立项。随着省级课题的深入研究与实践,学校初步形成了有效的创客教育的项目式学习方法,即“小项目集成大项目”。
以《智能家居创客教育项目式学习系列课程》为例,该课程开课一个学期,分四个阶段进行。第一阶段:基础知识导入(第 1 - 2 周);第二阶段:小项目实践(第 3 - 12 周),分小组制作智能灯光控制管理系统、智能温度控制管理系统、智能安防报警系统、智能家电远程控制管理系统、智能家居综合控制管理系统,然后将各组制作的控制系统来进行整合,形成一个完整的智能家居综合控制管理系统原型,并对其做全面测试。综合控制管理系统时各小组将之前制作的智能灯光、温度、安防、家电远程控制等系统来进行整合,搭建。第三阶段:大项目整合与展示(第13-14周)。在项目式学习中学生深入学习了解和使用各种电子模块,科学素养得到提升。在项目实施过程中建立相应的评价机制,引导学生创新创造。
在进行创客作品创作时,教师通常给一个大的主题,让学生在这个大主题下去察觉缺陷、思考问题、处理问题。此外,教师会采用创客教育六步法,以锻炼学生多方面的能力和素养。
对学生进行分组,根据大的主题,引导学生留意生活中的各种现象和不便之处,培养他们留心观察周围环境的习惯,发现那些能够最终靠创作来解决的潜在问题。帮助学生从发现的诸多问题中,准确提炼出核心需求,确定研发小主题,从而培育学生发现问题与明确需求的能力。
组织学生进行头脑风暴,促使他们打破常规思维,大胆地提出各种新奇的想法和创意解决方案。鼓励学生在已有想法的基础上进行创新突破,不拘泥于传统的解决方式,从而培养其创意构思与创新思维能力。
创客作品创作往往涉及多个学科领域的知识,如电子电路、编程、机械结构、艺术设计等。通过六步法实施项目,学生需要主动去学习和整合不同学科的知识,以实现作品的功能和美观要求。在遇到知识短板时,学生要学会通过自主查找资料、请教他人等方式获取所需知识,从而培育学生知识整合与学习交流的能力。
在创客项目中,学生要明确各自在团队中的角色和职责,如有的负责硬件搭建,有的负责软件编程,有的负责外观设计等。在项目推进过程中,小组成员之间要一直沟通交流、分享想法、汇报进展、协调解决遇到的问题,从而培育学生团队协作与沟通合作能力。
从创意构思到实际动手制作,学生要将脑海中的设计的具体方案一步步转化为真实的作品。这需要他们掌握各种工具如螺丝刀、壁纸刀、热熔枪等的使用方法,从而锻炼动手操作能力。在制作的步骤中,学生难免会遇到很多问题,如线路连接故障、程序运行错误等,一定要通过不断测试、排查问题以调整优化作品,从而培养工程思维和解决实际问题的能力。
在项目完成后,学生要对自己的创客作品进行自我评估,从功能实现、外观设计、创新性等多个角度分析优点和不足。根据自我评估的结果,学生要反思在项目实施过程中遇到的问题和做出的决策,思考怎么样改进以提升下一次作品的质量,从而培养自我评估与反思的能力。
为促进我国大中小学大力开展智能机器人教育,教育部、中国科协等单位借鉴国外成功经验,开展“以赛促教”。通过教师和学生的辛勤努力,学校在竞赛方面取得了良好成绩:
2023年创客作品《无人驾驶摆渡车》荣获河北省第15届青少年机器人竞赛创意制造二等奖;2024年创客作品《智能学习桌》荣获河北省第16届青少年机器人竞赛创意制造二等奖。多个创客作品荣获保定市青少年机器人竞赛创意制造一、二、三等奖。