学生提问,老师回答,这是学校里喜闻乐见的常见场景。但是江苏扬州有一家学校,老师不急着回答问题,而是开起了“银行”,给学生们发“存折”,让孩子们把问题和解答都存起来,这可真够怪、也够有创意的!2020年,这所学校获评“中国STEM教育2029行动计划”种子学校。这所学校到底是何方神圣,又有哪些绝招?让我们一睹为快!
说出来可能难以置信,一所小学里的学生已经获得了57项国家发明专利!这所学校就是扬州市维扬实验小学。除了发明专利,这所学校已累计有1000多人次获得省级以上科技竞赛奖项,学校机器人社团、创新发明社团、电子技师社团也获得了全国、省级、市级的多个一等奖。
一个育人目标,两个活动阵地
“12625”模式,这是扬州市维扬实验小学青少年科学工作室多年实践探索总结出的一套STEM教育方*论法**,旨在培育青少年创新人才。其中“1”是指明晰一个育人目标,构建学校一整套STEM教育体系;“2”是指建立两个活动阵地推进STEM教育;“6”是指开设六门STEM课程;“2”是指开展两个STEM品牌活动;“5”是指培养学生创新“五会”能力。
扬州市维扬实验小学依托“崇文明理”校训,将STEM教育理念扎根课堂,明确了育人目标为“让学生成为一个智慧而完整的人”。并从三个方面整体架构了学校STEM教育体系:一是要开展重创新思维提升的创客教育;二是要开展侧重提升学生解决问题能力的项目化学习;三是要开展侧重编程思想培育的机器人教育。
在落实中,学校从软硬件两方面着手,开辟了两个STEM教育阵地:STEM课程工坊和少年科学院。
通过精简并整合功能教室,学校用500平米左右的空间打造了STEM课程工坊,其中包含小鲁班木工坊、小爱迪生创客教室、小马云未来教室、创玩中心、科学实验室、教师交流区和成果展示区。
同时在学校层面建立“启明星”少年科学院,开展STEM竞赛性活动。学校将周四定为“STEM日”,每周四早读课面向全体学生开展“金点子电视台”直播活动,将每月STEM工程挑战赛中的优秀作品进行展示。学校还在班级层面建立以科学家名字命名的少科所,开展普及性STEM探究活动。
有了这两个阵地,学校开展STEM教育的场所问题、人员问题得到了充分的解决。
六门STEM特色课程调动学习热情
课程是STEM教育的灵魂,构建符合学生年龄特征和学校特点的STEM课程意义重大。学校根据学生年龄特征和STEM教育本质开发出了六门STEM特色课程:《小木工》《纸箱王》《玩转3D打印》《机械工程师》《创意编程》《传感器世界》。
《小木工》和《纸箱王》两项基础课程在小鲁班木工坊开设,面向1-3年级的24名学生授课。《小木工》是以木材为基本制作材料,以锯、刨、凿、插接、粘合等工序进行创造的一门课程。通过课程的学习,孩子们将学会各种木工工具的使用、了解各种木材性能,掌握一系列木工制作技巧,在木工制作中发扬“工匠精神”。《纸箱王》则是一门研究各类纸箱的构造、学会各类绳索打结固定的方法以及利用纸箱进行打包、设计创作的课程,旨在培养学生动手实践能力和空间思维能力。
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在创客教室和STEM融合教室开设的课程是《机械工程师》和《玩转3D打印》,上课的学生是4-6年级30名学生。《机械工程师》课程旨在激发孩子们探索周围生活中有关的机械装置的兴趣,通过自己动手搭建,获得与机械、物理知识,如滑轮,杠杆,齿轮等,培养孩子们的团体合作能力和语言表达能力。《玩转3D打印》课程通过项目式学习的方式开展,通过3D打印的实践操作,实现虚拟与真实的结合,使得学生在创新能力和动手实践能力上得到提升。
STEM课程《创意编程》和《传感器世界》在小马云未来教室开设,上课的学生是4-6年级的30名学生。《创意编程》课程将引导儿童自主探究编程化学习工具Scratch,通过“理解问题-找出路径-形成算法”的项目式学习,培养孩子的逻辑思维能力和计算思维能力。《传感器世界》课程主要介绍传感器的基本概念,重点讲解各类传感器的基本原理、特性,同时也介绍各类传感器的实际应用及传感器技术发展的状况及新成果。通过学习,学生将对各类传感器有一定的了解,为组建各类系统正确地选择传感器奠定基础。
两大STEM品牌活动,培育五会能力
校园是学生每天生活学习的地方,孩子们往往对校园有着十分强烈的情感。通过两个STEM品牌活动的开展,学校将STEM教育与校园生活融合,让学生在身边发现,在身边探究,在身边创新。在这一过程中,学生将了解工程、技术、数学、科学等学科的知识,锻炼“会提问”“会发现”“会设计”“会制作”“会创新”的五会能力,最终能够综合运用多个学科的知识解决实际问题。
为了让孩子们会动脑,爱提问,学校在班级层面长期开展“问题银行存折”活动,鼓励孩子们每天提出一个问题,写上存折,让别的同学回答;提问者、回答者都可获得财富——1枚好问章,存入银行。小小“存折”让孩子们入了迷,给他们插上了想象的翅膀。一个个“古怪”的问题不停地迸发出来,一个个奇思妙想在“不经意间”就产生了,一项项专利也随之“出炉”了。
在学会提问的基础上,学校为孩子们精心打造了两项STEM品牌活动,以进一步推进STEM教育的开展。其一是每月STEM工程挑战赛,其二是《拯救小鸟》《智能灌溉》《智慧兔窝》《智能大棚》四大STEM项目校园挑战赛。
STEM中心的小创客们发现,在使用学校卫生间的免费洗手液时,有个别同学经常用力按压,导致洗手液浪费现象严重。针对这种情况,小创客们想到要开发一种可以调节按压取液流量的装置——使用者可以根据每次用量所需调节按压取液量,从而达到干净整洁又环保节约的洗涤效果。这个问题马上就成为了“每月STEM工程挑战赛”的主题项目。在老师的指导下,小创客们综合运用数学、科学、工程和技术知识发明了“按压式取液器流量调节装置”,并给该装置设置了4个档位,用来控制按压取液量。最终制作成功的产品获得了国家发明专利。
在维扬实小的校园内,还经营着一个“小鸟驿站”。它的出现源于孩子们对生态的关注——“远离森林,穿行于闹市的鸟儿们怎样生活呢?”“它们有属于自己温暖的窝吗?”“我们学校这棵大树上为啥小鸟不来呢?”源于他们对科学创造的热情——“给鸟儿做个窝吧!”“怎样的鸟窝更适合鸟儿们生存呢?”随着在一个个小问号的提出和落实,STEM工程《拯救小鸟》项目正式开始,学生们通过问题聚焦、思维导图、分析设计、项目制作、测试与优化等环节的学习,一步步完成了挑战任务。
展望未来,扬州市维扬实验小学表示,将继续以STEM教育为深化课程改革的着力点,以“12625”模式深入融浸到教育教学之中,让校园成为学生创新的乐园和精神的家园。
(以上为2021“云上工作室”系列活动的青少年科学工作室优秀运行案例)