西安高新国际学校STEAM教育理念下的科创教育探索与实践

网友投稿 2019-03-14 11:35

西安高新国际学校成立于2003年9月,学校拥有一流的教学设施和现代化的教学手段,系全国成体系推出STEAM教育的小学。学校高度重视STEAM教育的发展,经过多年的探索与实践,目前已建成近三千平米的STEAM教育空间,建设了一支优秀的教师团队,构建了完整的STEAM课程体系,形成了“双动五步”合作式学习策略。

一、我校STEAM教育理念下的科创教育发展历程

第一阶段:初期探索阶段(2013—2014)

从2013年开始,我校就开始研究科学与其他学科整合,找到切入点、结合点和契合点。与此同时,先于国家规定开始在一二年级开设科学课,自编教材,引领学生认识身边的世界,3D、编程混龄选择性课程也开始实施。

第二阶段:顶层设计阶段(2015)

在这个阶段,首先进行了以校长为领导核心的顶层设计,立足于学生的发展,从全局的角度出发,对STEAM教育的各方面、各层次、各要素进行统筹,集中有效资源,规划了STEAM教育的整体构架,便开始实施了空间建设、队伍建设和课程建设“三线并行”策略。

第三阶段:全面实施阶段(2016—  )

2016年面向全体学生开设STEAM课,继续开展学科整合、教师队伍建设和课程建设等系列工作;2017年研发了STEAM教育实验教材,至2018年深入开展课例研究,形成了“双动五步”合作式学习策略。在整个发展历程中,我们从团队建设、空间建设、课程建设与教学研究等诸方面都取得了显著的成效,为实施STEAM教育提供硬件与软件的保障。

二、我校STEAM教育理念下的科创教育发展策略

(一) 抓住关键,搭建发展平台,建设一流团队

1.团队成员的基本组成

(1)核心成员:科创教师是科创教育的实践者,是科创教育有效实施和发展的重要保障,为了实现科创教师团队绩效及产出最大化,我们进行了一系列结构设计及人员激励等团队优化行为。目前,我校组建了以19位专职教师为核心的STEAM教育团队,平均年龄28岁,其中研究生学历7人,本科学历10人,专业木工2人,涵盖了物理、化学、生物、数学、工程管理、计算机科学、食品工程、地理科学、人文科学、美术等多个学科。

(2)社会资源:为了体现STEAM课程的开放性,我们根植于陕西教育,联合西北工业大学、西安交通大学、西安电子科技大学、西北大学、陕西师范大学等高等院校,特聘教授、博士生导师、科研人员等高端人才进校为学生科普知识讲座、项目式学习指导,共建我校STEAM教育教师团队。目前,我校有22名签约特聘专家。与此同时,联合科技公司、社会团体、教育机构、基金会等社会力量投入我校科创教育,发挥最大功用推进科创教育发展,共建科创教育生态。

2.团队发展基本做法

首先,通过跨学科学习拓展教师专业领域。我校的核心成员通过自学精通自己专业,同时通过不同专业教师之间的互学实现跨专业学习。每周一下午为跨学科交流学习时段,充分发挥各自大学的专业优势。针对我校核心成员的专业领域的局限性,我校特聘专家为教师进行体验式培训。同时还将教师“送出去”开阔眼界,更深层次理解STEAM教育的精髓。

第二,通过校本课程研发提升教师SIEAM素养。我校的科创课程整合了小学科学、信息技术、综合实践活动等课程,以小学科学课程为基准,以科学的核心概念为基点,以新技术的应用体验为基线,研发融入结构搭建、航模、机器人、3D设计、木工、智能硬件及图形化编程等体现技术与工程的维度的课程。在研发过程中,教师通过研读课程标准,查找并筛选信息,确定项目主题,设计真实情景,学习计算机技术以及工具的使用,先于学生的完成全过程体验且形成项目成果,从而确定课程研发的真实、可行。

第三,通过课例研究活动提高教师教学能力。通过备课研讨、上课磨课,开展系列课例研究活动提高教师教师的STEAM素养,彻底扭转重结果、轻过程的不良倾向,真正把问题变成引发高质量探究的启动器,启发学生提出自己的想法,创造机会让不同观点发生碰撞,促使他们不断修正方案,从而达到更深层次的理解。指导学生宁可多做几次实验与探索,也不能让学生得出一个似是而非的“正确结论”,帮助学生不断改进自己的科学认识,形成更加完善的思维方法。

第四,通过“双导师制”激发教师学习动力。我校的选择课程中的高阶课程由特聘专家或团队来上课,我校教师全程参与。“双导师制”一方面提升了学生研究性学习的品质,另一方面提高了校内教师专业发展水平。这种教学方式从极大程度上补充了学校优秀资源不足等问题,从而探索高校优质教育资源来补充学校资源的不足。

目前,我校科创团队核心人员以丰富的多学科知识、超强的实践能力和敢于创新的精神驾驭科创课程。

(二) 抓住要素,建设教育空间,支撑课程体系

其中STEAM教育空间建设分为三个大的区域,一个是功能部室区,一个是STEAM课程实验中心,另一个是少年科学院。

功能部室区为改建区,包括4间微机语音教室、2间科学实验室、2间科学仪器室、1间科学实验准备室共有6间专用教室;STEAM课程实验中心面积有1045平方米,按照功能进行区域划分,有功能教室区、公共阅读区、学生展示区、专业加工区、创意互动区等区域,功能教室区有宇航天地实验室、生命科学实验室、智能创意实验室、多维空间实验室、VR体验空间;少年科学院占地近1000平方米,全面打通的空间建设涵盖了木艺DIY空间、人工智能空间、机器人实验室、3D立体空间及3D打印空间,为学生创设了协作式的学习环境,完全能够满足学习者不同的兴趣、差异和需求,支持学生在不同复杂程度下的自主学习并加深理解。

(三) 抓住核心,构建课程体系,统筹领域层次

     我校STEAM教育理念下的科创教育的四级课程体系包含基础课程、拓展课程、选择课程和综合课程。我们整合了小学科学、信息技术、综合实践活动等课程,融合了结构搭建、航模、机器人教育、3D创意设计、智能硬件及图形化编程等体现技术与工程的维度的课程,形成了我校STEAM基础课程,覆盖了1—6年级全学段;拓展课程在基础课程的基础上,学生找到兴趣所在,将基础课程进行延伸性学习,达到学习内容的融通与发散。选择课程有航模、机器人、3D创意设计、科技手工、科技魔法、scratch编程、智能硬件、神经元、木艺DIY、Robot共计10门课程。

这些课程为学生提供了基础课以外完全不同的学习体验,满足一批创新思维特别活跃的学生的需求。

(四)抓住根本,研究学习载体,形成完整人格

     所有的研发最重要落实在课堂教学中,我们倡导在教学中抓住“学生发展”这一根本,课堂实践中通过对项目内容的解析,我们将基础课程分为三大类型:科学探究类、工程实践类、信息技术类,经过研磨形成了基本的教学程序, 即“观察发现—创意设计—合作实践—交流分享—延伸拓展”,为学生提供了“双动五步”合作式学习策略,倡导学生积极动手动脑,大胆实践创新。

在观察发现环节,呈现创设生活情境,引导学生产生研究的“真问题”;创意设计环节通过分析问题和需要,设计方案及流程,建立模型并选材料;合作实践环节是通过有效合作动手做,在做中学、做中思,完成项目式学习;交流分享环节是指在探究中交流,在交流中思考,形成知识结构体系;延伸拓展环节引领学生从实际出发,将知识和方法进行迁移、延伸,继续发现问题......在整个的操作程序中,学生像科学家一样思考、研究问题,像工程师一样设计、实践,培育学生以Grit为首的七项重要的性格特质,成为“有目标的人”“探索者”“沟通者”“动手者”和“问题解决者”,为科学知识与能力的转换提供了项目式的学习体验。

三、我校STEAM教育理念下的科创教育研究成果

近三年,我校学生的科技创新成果在各级创意编程大赛、科技创新大赛、机器人大赛、航模竞赛、环球自然日青少年科学知识挑战赛、中小学生电脑制作大赛、程序员节等竞赛活动中屡获佳绩。

目前,我校已完成学生用书及教师用书1-6年级共12册的编写任务,研发了58个主题、110个项目、315课时的教学内容。此外在研发过程中,结合学生用书我们进行了硬件资源的盘点,按照小组合作的要求,确定了完成各个项目所需的材料配置。同时结合教师用书对数字资源体系进行了系统化的整理。这套我校自主编写的教材作为我国第一套(小学版)科创教育实验教材已由北京师范大学出版社正式出版。

我校于2016年12月成为“全国中小学STEM教育示范基地”、2017年1月成为“全国科普调查体验示范学校”、3月成为“中国教育学会科创教育联盟首批成员学校”、“中国新样态学校联盟首批实验学校”,5月成为“中国教育信息化STEM教育&创客教育首批实验学校”、今年4月,西安市教育科学研究所将中国教育科学院“STEM教育协同创新中心”落户我校,我校成为中国教育科学院“陕西STEM教育协同创新中心”首批合作学校,6月,我校获得“2018年度最佳STEM空间奖”,7月我校成为“中国STEM教育2029行动计划”首批领航学校,今年年初成为“陕西STEM教育试验基地”。

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