7月酷暑,烈日炎炎,四川天府新区华阳中学科技创新教育中心办公室内,张晓容的电话响个不停。“一个是全国青少年科技创新大赛终评,一个是全国宋庆龄少年儿童发明奖终评,我们有3个学生项目入围了,8月份要去参加决赛。”张晓容正忙着安排带队老师,一个家长的咨询电话又打了进来。即使在暑假期间,张晓容依然忙得不可开交。
今年57岁的张晓容是华阳中学的科创教育负责老师、全国优秀科技教师。为培养科技创新后备人才,她的工作时间被师生们称为“5+2、白+黑”。2014年以来,她辅导学生参加各级各类科技创新比赛,获国际奖5项、国家奖40余项,42人入选国家英才计划培养,14名学生通过国家遴选公派参加国际青少年科技竞赛。
今年5月,教育部等十八部门联合印发了《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》(以下简称《意见》)。《意见》系统部署在教育“双减”中做好科学教育加法的举措。“我希望科学教育能成为学生学习能力提升和创新思维发展的催化剂。”张晓容表示,为学生种下科学精神的种子,让他们懂得用科学思维解决实际问题,她愿做这个“播种人”。
为学生搭建“脚手架”
引导学生把“问题”变“课题”
张晓容的办公室不只是她办公的地方,也是学生开启头脑风暴的场所,更是学生寻找理想、学业规划、生涯规划的地方。课余时间、节假日,她陪伴在做课题研究的学生身边,给学生联系课题研究校外导师、带领学生到科研院校做实验、训练学生模拟比赛答辩……虽然忙碌,但她乐在其中,并探索出不少科创教育的教学经验。
在科创教学过程中,张晓容注重引导学生把“问题”变成“课题”,助推学生去认真观察、分析、思考并实践。
学生席浩洲是一名摄影爱好者,喜欢拍闪电,但闪电拍摄危险且不容易捕捉到,张晓容便引导他就此问题进行研究性学习。在张晓容的指导下,席浩洲学习了闪电的相关知识、拍摄闪电的最新技术、嵌入式开发技能。专业知识的拓宽,很快让席浩洲找到了研究方向。研究过程中,张晓容努力对接专家资源对席浩洲进行业务指导。一年后,席浩洲的发明《相机可拓展快门线及配套功能模块》诞生了,这种新型的可拓展快门线,可自由接插各种功能模块,解决了雷电和野外野生动物拍摄困难的问题。该发明获得全国创新大赛一等奖,通过国际大赛的遴选参加全球最高科技赛事“国际科学与工程大奖赛( ISEF)”。
“学生们常常有很多问题,但并不是每一个问题都值得研究。”张晓容告诉记者,老师的任务就是帮助学生去辨别有价值的问题,根据科学性、实用性、可行性,把泛化的问题聚焦,才能让天马行空的创意变成现实。“老师的知识也是有限的,并不是每一个领域都懂。我们只能为学生搭建‘脚手架’,给学生提供实践的平台,给他们找资源,帮助他们在研究的过程中学习到解决问题的知识、技能和方法。”
在张晓容看来,科技创新教育就是让学生在体验中发现问题,努力克服困难解决问题,将兴趣转变为乐趣,最后内化为学生的志趣,从而培养拔尖创新人才。
研究性学习成为必修课
推动科创教育普适化发展
拔尖创新人才毕竟是少数,如何让更多学生参与到科创教育中来,一直是张晓容思考的问题。张晓容认为,开展科技创新教育,重在育人、育情、育思,所有学生都具有创新潜质,每个学生都具有创新的理想,将科创教育普适化、开展早期创新能力培养是科技创新教育的方向。
早在2004年,张晓容就着手在学校成立科技社团,吸引有创新潜能的学生在课外自由的空间开放式地学习、讨论、研究。2006年,为解决学生“发现问题难、缺乏创意”的难题,她将创造技法融进研究性学习项目。随后,她组建了科技创新试点班,创建了学科拓展、工程技术、跨学科融合探究、主题科研等实践活动课程,构建起“全员普及到个性培育”的“3+1”进阶式融合课程结构,形成了“学科+创造、操作+创造、学科+学科+创造、学术+创新”的融合实践课程样态,探寻科技创新能力层级提升路径。
如今,在华阳中学,研究性学习已经成为了全校学生必修的一门课程。在学校的课程安排中,每周一到周五会有一到两节研究性学习课程,周六到周日,学生则可以自由来学校操作实践,学校会安排专人指导。张晓容介绍说,学生升入高一就得先进创新教育实验室,选择一门自己感兴趣的课程进行研究性学习。经过一个学期的学习打好基础后,才会安排深入研究。
“上学期,高一学生在研究性学习中就选了68个课题进行深度研究。”张晓容表示,还有学生紧跟热门话题,进行《高中生社交恐惧和网络成瘾调查》《国内偶像养成类节目中粉丝群体的心理研究》等项目研究。“学生们有兴趣,我们就要引导他们在体验中学习、在问题中学习、在反思中学习、在成功的喜悦中学习,从而激发他们的学习内驱力。”
同时,张晓容还为进行项目研究的学生建立了成长数据库,随时追踪监测学生的动态。从监测情况分析,进行项目研究的学生的文化成绩并没有像有的家长想的那样一落千丈,而是直线上升,促成了家长从以前的反对到现在大力支持孩子参加项目研究性学习的思想转变。
在张晓容的眼中,每个学生都有属于自己的闪光点,尽可能培养学生对科创的兴趣,发现他们的优势,帮他们找到自己适合的位置,引导学生建立自己的职业理想,是科创教育普适化的价值所在。
发挥名师工作室辐射作用
让科技教育“遍地开花”
构建培养中小学生科技创新能力的“3+1”融合进阶实践活动课程,研发《实践与创新——中小学 STEM教程》,探寻科技创新后备人才的成长路径,探索出创造性学习串珠模型、六步教学法、多主体协同赋能等科技教育策略……丰硕成果的背后,张晓容表示,离不开团队的支持和共同努力。
为推动创新人才的培养工作,从2008年开始,张晓容参加了多次市级以上示范课和辅导课,示范和推广科技创新拔尖后备人才培养的教改模式。2017—2019年,张晓容陆续成立了四川省、成都市、天府新区三级名师工作室,带领名师工作室几十名成员,以教育科研引领、创新实践课程促进、个性化辅导提升,聚焦中小学科技创新潜质人才选拔及培养的路径和策略研究,打造科技创新教育的名师基地,发挥名师工作室的引领辐射作用,推动全川及全国西南地区科技创新教育的发展。
与此同时,从2008年开始,张晓容就行走在马边和沐川的路上。这两个县的所有科技教师都是她利用业余时间辅导出来的。当山里的孩子拿到一张张奖状的时候,当山区的老师被评为优秀辅导员的时候,张晓容显得比他们还高兴。沐川县教师胡道静从一个科创教育的“门外汉”,走到了乐山市优秀科技教师的领奖台上,她说:“没有张老师的长期耐心义务辅导,就没有她的今天。”
如今,张晓容及工作室团队的足迹踏遍四川省大部分地方,她研发的科技教育课程和积累的拔尖创新人才早期培养经验正在向周边区县辐射。
扎根教育36年,张晓容的心愿是让科技教育“遍地开花”。如何才能“遍地开花”,张晓容表示,科创教育还需进一步打通科创后备人才涌现的道路,在基础教育课程中加强科技创新思维的培养。学校教育也需要与社会资源有机衔接,探索家校社协同育人新路径,让科创教育成为启迪青少年成长的“充电站”和“磁力场”。