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我多年从事科创教育项目组织、课程研发等工作,现结合目前工作中具体的几门课程进行分析整理,从项目管理的角度切入,探讨如何有效整合科创类课程,以培养学生解决具体问题的能力。
现有的人工智能、3D打印、激光切割辅助设计、科学探究四类课程,均倡导跨学科教育,在课堂实践中注重多学科融合,适宜采用项目式教学的方式开展。
基于项目管理的思路,将市面上的课程操作模式划分为工程挑战类、科学实验类两种类型。
人工智能系列课程既已确定为核心产品,3D打印、激光切割作为不可分割的技术手段,也是在工程环节实现创意思维必不可少的工具,因此能与人工智能一起划归工程技术类,三门课程在课程组织形式上有相近之处。科学作为基础学科,涵盖范围较广,而国内外官方所推的科学课,多在自然科学基础上加入了工程技术的内容,此外还加入了大量的写作、计算、数据分析等环节,通过综合活动揉进了诸如产品宣讲、地推等青少年领导力训练的内容,不过都是在课堂形式上做的尝试,但从内容上并未超脱地球与空间科学、生命科学、物质科学的范畴。
科学实验课程的组织形式,涉及到推断、验证的过程,强调的是探究过程,课程体验更加具有开放性,不仅限于解决具体问题、完成任务,学生通过完整的课程体验,实际参与的是科学研究的过程,即提出假设、证实或者证伪的过程。
不难看出,无论是工程挑战类,还是科学实验类,都适用于项目管理的操作形式,为设计课程的整体思路把握提供了形式上的极大便捷。从具体课程的环节上来看,工程挑战解决具体问题,整个过程分为提出需求、方案设计、搭建测试、分享展示四个步骤;科学实验课程分为问题聚焦、设计实验、分析数据、得出结论四个步骤。而无论是工程挑战、科学实践类课程,这些操作思路,均与项目管理的思维过程一致,将课程设计能够统一在一个大的框架下。简单理解就是,工程挑战就是解决具体的项目,科学实验就是探究科学结论的项目。
设计者每节课应确立该次课程的主题,聚焦课程的核心概念。设计者需要认识到,与核心概念相对应的是学生的前科学概念,即围绕核心概念的感性经验或者已经掌握的与核心概念相关联的正确的科学概念。
课程的中心内容,即是教师引导学生通过项目式的探究过程,将自己已掌握的前科学概念转化成核心概念,并通过工程、技术、数学、科学实验、艺术人文手段进行应用。学生一直在教师提供的场景、情境内进行探究活动,自始至终占据主导地位,教师只是借助教案进行课堂节奏把握(保证学生人身安全,维持课堂纪律等),并为学生完成自己的项目提供必要的技术支持,包括一些背景信息的提供、课程中相关器材使用方法、相关材料特性介绍等。
学生的探究过程,是其课堂活动的最核心内容,另外,体现多元化的探究思维元素,是创客教育课程设计的重要内容之一。探究是一个过程,包括思考、行动、交流等人的基本活动,即一个从方法到方案,再到实施的思维活动为主导的人与客观世界的主动交互过程。
通常可以将取得科学研究成果的过程定义为狭义的探究,也是课程内容需要体现的核心元素,探究过程可通过分组讨论、方案设计、表格、提问等方式实现。
以上列举的几个模块,即学生在课堂中通常使用到的思维过程,每个思维模块均可针对性地设计训练内容,将课程内容量化、物化,充分体现探究的过程,使能力培养的过程充分聚集。
(作者系大视野教育集团科技创新教育事业部策划经理)