摘要：通過(guò)納米防曬化妝品創(chuàng)新課程的開(kāi)發(fā)與實(shí)施，對(duì)基于科技創(chuàng)新項(xiàng)目的校本課程的開(kāi)發(fā)與教學(xué)模式進(jìn)行行動(dòng)研究，歸納出包括科學(xué)性、可行性、實(shí)踐性在內(nèi)的科技創(chuàng)新課程開(kāi)發(fā)原則，并實(shí)踐了任務(wù)驅(qū)動(dòng)型的科技創(chuàng)新課程實(shí)施模式，為豐富學(xué)校課程建設(shè)，開(kāi)發(fā)切實(shí)可行的科技創(chuàng)新課程，培養(yǎng)青少年科學(xué)素養(yǎng)與創(chuàng)新能力提供參考。

　　關(guān)鍵詞：科技創(chuàng)新項(xiàng)目 校本課程 科學(xué)素養(yǎng) 教學(xué)模式

　　《德州學(xué)院學(xué)報(bào)》本刊的辦刊宗旨是：繁榮學(xué)術(shù)、求是創(chuàng)新。辦刊方針是：堅(jiān)持黨的領(lǐng)導(dǎo)，堅(jiān)持為社會(huì)主義服務(wù)的方向，以馬列主義、毛澤東思想、鄧小平理論為指導(dǎo)。

　　目前各學(xué)校校本課程尤其是科技創(chuàng)新類校本課程的開(kāi)發(fā)與教學(xué)呈現(xiàn)兩個(gè)極端。一是單純依靠高校、科研院所或者各類專業(yè)機(jī)構(gòu)，開(kāi)發(fā)的課程內(nèi)容通常非常“高大上”，涵蓋各領(lǐng)域前沿科學(xué)技術(shù)及最新的熱門(mén)話題如物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等，但深入分析這些課程會(huì)發(fā)現(xiàn)，其課程內(nèi)容較為空洞，或充斥各種高深科學(xué)理論，或是科普講座類型，缺乏學(xué)生真正動(dòng)手實(shí)踐和探究的內(nèi)容。另外一個(gè)極端則是完全依靠學(xué)校教師，有些學(xué)校更是將校本課程開(kāi)發(fā)與授課的任務(wù)安排給了教學(xué)任務(wù)相對(duì)輕松的非高考科目教師或其他行政人員。

　　這些教師由于專業(yè)領(lǐng)域或教育背景所限，很難將前沿科學(xué)技術(shù)引入課程中，通常開(kāi)發(fā)的校本課程圍繞教師個(gè)人興趣或特長(zhǎng)，更多的是學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)或傳統(tǒng)文化藝術(shù)體驗(yàn)課程，難以達(dá)到培養(yǎng)青少年科技素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的目標(biāo)。當(dāng)然，越來(lái)越多的教育專家學(xué)者及中小學(xué)校長(zhǎng)和教師認(rèn)識(shí)到了科技創(chuàng)新課程在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面的重要性，開(kāi)始實(shí)行科學(xué)教育改革，將科學(xué)教育課堂移至科技館、博物館等各類社會(huì)場(chǎng)所或者高校及科研院所，通過(guò)各類實(shí)踐活動(dòng)讓青少年理解科[1-2]學(xué)，感受科技創(chuàng)新。但是這些更多還是停留在實(shí)踐層面，課堂作為教育的主陣地，承擔(dān)著科學(xué)教育的根本任務(wù)，學(xué)校應(yīng)該在科技創(chuàng)新課程開(kāi)發(fā)方面投入更多人力資源及物力，確保科技創(chuàng)新校本課程的數(shù)量、質(zhì)量和實(shí)施效果。

　　筆者希望以本校科技創(chuàng)新課程的開(kāi)發(fā)與教學(xué)模式為例，總結(jié)歸納出一套較為可行的科技創(chuàng)新課程開(kāi)發(fā)與實(shí)施模式，為更多學(xué)校拓寬校本課程開(kāi)發(fā)思路，拓展校本課程開(kāi)發(fā)資源，為學(xué)校真正開(kāi)發(fā)出學(xué)生感興趣，適合青少年學(xué)生認(rèn)知水平，且能夠真正培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的課程提供參考。

　　一、源于科技創(chuàng)新項(xiàng)目的校本課程開(kāi)發(fā)思路與原則

　　本文所提到的科技創(chuàng)新項(xiàng)目是青少年個(gè)人或者小組(一般不超過(guò)3人)在高校/科研院所導(dǎo)師或校內(nèi)科技教師指導(dǎo)下完成的一項(xiàng)相對(duì)完整的探究課題，具有完整的多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或創(chuàng)新作品，且最終呈現(xiàn)形式是結(jié)題論文或研究報(bào)告。由于近年來(lái)國(guó)家對(duì)青少年科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重視，教育部《普通高中課程方案》也將研究性學(xué)習(xí)納入國(guó)家必修課程計(jì)劃，越來(lái)越多的青少年參與到科技創(chuàng)新活動(dòng)中來(lái)。以本校為例，每年有近300名學(xué)生參加科技創(chuàng)新課程，分小組完成科技創(chuàng)新項(xiàng)目，最終完成科技論文100多篇。這些科技創(chuàng)新作品涵蓋了前沿科技的多個(gè)領(lǐng)域，且很多與現(xiàn)實(shí)生活密切相關(guān)，非常適合作為校內(nèi)其他學(xué)生進(jìn)行科技探究項(xiàng)目的啟蒙或基礎(chǔ)課程，因此是非常好的科技創(chuàng)新課程素材。

　　但是科技創(chuàng)新項(xiàng)目與科技創(chuàng)新課程具有較大的不同點(diǎn)。科技創(chuàng)新項(xiàng)目是學(xué)生個(gè)人或小組完成，最終目標(biāo)是為了參加各類青少年科技創(chuàng)新大賽或展示活動(dòng)，因此項(xiàng)目注重創(chuàng)新性，通常涉及較多的高于高中學(xué)業(yè)水平的理論知識(shí)和較多的實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容。這與科技創(chuàng)新課程有所不同。科技創(chuàng)新課程作為一門(mén)課程，要面向更多學(xué)生，要有相對(duì)明確的教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容。且考慮到學(xué)生知識(shí)水平的差異，需要進(jìn)行相關(guān)學(xué)科背景知識(shí)學(xué)習(xí)。

　　因此科技創(chuàng)新課程在內(nèi)容設(shè)置上需要遵循科學(xué)性、可行性、實(shí)踐性的原則，保障更多的學(xué)生能夠參與到課程中。

　　(1)科學(xué)性。基于科技創(chuàng)新項(xiàng)目的課程設(shè)置要充分提煉項(xiàng)目中的科學(xué)知識(shí)和原理，并將這些科學(xué)知識(shí)和原理與中學(xué)學(xué)科內(nèi)容進(jìn)行整合，搭設(shè)學(xué)生學(xué)習(xí)的臺(tái)階，避免跨度太大給學(xué)生造成過(guò)渡負(fù)擔(dān)。如在納米防曬化妝品創(chuàng)新課程開(kāi)發(fā)中，將納米材料與學(xué)生在高中化學(xué)學(xué)科中學(xué)到的分散系、膠體等概念聯(lián)系起來(lái)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到納米材料其實(shí)就是學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)的一類物質(zhì)，從而消除了學(xué)生在認(rèn)知上的陌生感和恐懼感。

　　(2)可行性。科技創(chuàng)新項(xiàng)目中的實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容相對(duì)較多，且有些實(shí)驗(yàn)費(fèi)時(shí)較長(zhǎng)。為了適合課程時(shí)長(zhǎng)，要對(duì)科技創(chuàng)新項(xiàng)目中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行單元整合，使學(xué)生在每次課上都能夠完成一部分相對(duì)完整的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。另外，如果項(xiàng)目?jī)?nèi)容中涉及到精密儀器的使用，教師還需考慮在轉(zhuǎn)化為課程時(shí)如何確保學(xué)生能夠自己動(dòng)手操作精密儀器，在該板塊的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中需要提前對(duì)學(xué)生進(jìn)行儀器原理和操作的培訓(xùn)。

　　(3)實(shí)踐性。科技創(chuàng)新課程如果想真正達(dá)到培養(yǎng)青少年科技素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的目標(biāo)，必須保障課程的實(shí)踐性。從筆者所在的化學(xué)學(xué)科來(lái)說(shuō)，在課程中保障學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐環(huán)節(jié)至關(guān)重要。因此由科技創(chuàng)新項(xiàng)目開(kāi)發(fā)出來(lái)的科技創(chuàng)新課程在實(shí)踐性上具有很大的優(yōu)勢(shì)。科技創(chuàng)新項(xiàng)目中的研究?jī)?nèi)容在進(jìn)行單元化分割時(shí)，要確保將真正讓學(xué)生進(jìn)行動(dòng)手實(shí)踐的內(nèi)容保留，教師切忌為了課程實(shí)施方便將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行縮減。但同時(shí)值得注意的是，課程的實(shí)踐性并不僅僅是讓學(xué)生動(dòng)手，“照方抓藥”式的實(shí)驗(yàn)操作對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)并無(wú)益處，僅僅能提高動(dòng)手能力，因此教師在科技創(chuàng)新課程開(kāi)發(fā)中要深刻理解科技創(chuàng)新項(xiàng)目的精粹——創(chuàng)新性，在轉(zhuǎn)化為課程的過(guò)程中也要為學(xué)生留足獨(dú)立思考的空間。如在納米防曬化妝品創(chuàng)新課程開(kāi)發(fā)過(guò)程中，將測(cè)試裝置設(shè)計(jì)、納米防曬品制作的實(shí)驗(yàn)方案、測(cè)試方案等重點(diǎn)內(nèi)容以任務(wù)的形式安排給學(xué)生，讓學(xué)生分組思考，提出自己的方案，隨后教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，讓每組學(xué)生按照自己思考出的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中及時(shí)總結(jié)實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，并不斷改進(jìn)。

　　二、任務(wù)驅(qū)動(dòng)型的課程實(shí)施模式

　　有效開(kāi)展項(xiàng)目課程的關(guān)鍵在于明確[3]項(xiàng)目課程的目標(biāo)，規(guī)劃開(kāi)展流程。項(xiàng)目目標(biāo)的完成和凸顯則取決于實(shí)施過(guò)程中各教學(xué)環(huán)節(jié)的驅(qū)動(dòng)性任務(wù)設(shè)計(jì)和教學(xué)組織，為此，在納米防曬化妝品創(chuàng)新課程中，筆者設(shè)計(jì)了5個(gè)課程單元及與各單元對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)任務(wù)，分別闡述如下。

　　核心問(wèn)題：防曬品的原理和制作

　　單元1：防曬品背景知識(shí)

　　驅(qū)動(dòng)任務(wù)1：如何選擇合適的防曬品

　　本環(huán)節(jié)以真實(shí)生活情景引入，激發(fā)學(xué)生的興趣，引發(fā)學(xué)生對(duì)防曬品的思考與探究。學(xué)生看視頻，閱讀文獻(xiàn)資料。

　　單元2：防曬品的防曬能力測(cè)試方案

　　驅(qū)動(dòng)任務(wù)2：如何測(cè)試防曬品的防曬能力

　　教師引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)紫外強(qiáng)度測(cè)試儀器——紫外照度計(jì)。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行測(cè)試裝置設(shè)計(jì)，并畫(huà)出測(cè)試裝置草圖，之后分組進(jìn)行交流。本環(huán)節(jié)考查學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力，同學(xué)間不同的分析角度相互刺激，達(dá)到不斷完善實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)的目的。值得一提的是，本環(huán)節(jié)采用的紫外照度計(jì)是學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中沒(méi)有接觸過(guò)的一種測(cè)試儀器，但其原理和使用方法都比較簡(jiǎn)單，適合中學(xué)生獨(dú)立使用。

　　單元3：防曬品的防曬能力測(cè)試實(shí)驗(yàn)

　　驅(qū)動(dòng)任務(wù)3：如何利用設(shè)計(jì)裝置測(cè)試防曬品的防曬能力

　　教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)上一單元交流完善的測(cè)試裝置設(shè)計(jì)稿搭建防曬品防曬能力測(cè)試裝置，并引導(dǎo)學(xué)生測(cè)試市場(chǎng)上銷售的幾種防曬品的防曬能力，記下測(cè)試結(jié)果。測(cè)試結(jié)束后要求學(xué)生進(jìn)行測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析，并采用合適的方式展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

　　在本單元的實(shí)施中，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生的信息技術(shù)水平不同，使用的展示手段各不相同。部分同學(xué)采用了列表形式，還有同學(xué)采用了柱狀圖形式，還有一位同學(xué)在沒(méi)有學(xué)習(xí)到如何利用excel將多組數(shù)據(jù)同時(shí)作圖的情況下，將測(cè)試所得的紫外可見(jiàn)吸收光譜圖采取PS形式合并到了一張圖中。這說(shuō)明本單元的開(kāi)放性任務(wù)設(shè)計(jì)能夠充分激發(fā)學(xué)生利用跨學(xué)科知識(shí)解決問(wèn)題的能力。

　　單元4：納米材料在防曬品中的應(yīng)用

　　驅(qū)動(dòng)任務(wù)4：自制納米防曬品并進(jìn)行防曬能力測(cè)試

　　教師介紹納米防曬劑原理、分類及使用方法，引導(dǎo)學(xué)生制訂納米防曬品制備方案和測(cè)試方案，小結(jié)點(diǎn)評(píng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的可行性。通過(guò)點(diǎn)評(píng)學(xué)生關(guān)于納米防曬劑的用量問(wèn)題，完善學(xué)生控制變量的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則;通過(guò)點(diǎn)評(píng)學(xué)生關(guān)于對(duì)照組的選取問(wèn)題，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組的認(rèn)識(shí)和運(yùn)用。

　　小組合作完成實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，并完成數(shù)據(jù)分析。通過(guò)再次實(shí)驗(yàn)，學(xué)生進(jìn)行完整的自主探究，并充分使用前一單元設(shè)計(jì)的測(cè)試裝置和測(cè)試方案，進(jìn)一步提升實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)探究能力。

　　本單元是本項(xiàng)目課程設(shè)計(jì)的中心環(huán)節(jié)，教師在指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)不斷提問(wèn)和小組交流，深化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，如追問(wèn)“納米防曬劑的選取原則是什么”“國(guó)際上對(duì)納米防曬劑的用量有沒(méi)有規(guī)定”“在規(guī)定用量?jī)?nèi)如何設(shè)置實(shí)驗(yàn)組的用量”等。

　　單元5：得出結(jié)論，展示數(shù)據(jù)，提升方法

　　驅(qū)動(dòng)任務(wù)5：制作實(shí)驗(yàn)探究項(xiàng)目的展示稿

　　教師介紹如何進(jìn)行科技成果展示，學(xué)生自行制作展示文稿，小組交流，教師提問(wèn)學(xué)生展示文稿中的關(guān)鍵問(wèn)題，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)、分析能力及表達(dá)能力。

　　通過(guò)本環(huán)節(jié)的實(shí)施，發(fā)現(xiàn)盡管教師事先進(jìn)行了如何進(jìn)行科技成果展示的理論培訓(xùn)，但是學(xué)生在制作展示文稿的過(guò)程中仍然不能做到活學(xué)活用，比如對(duì)于展示稿標(biāo)題的選擇，如表1所示，不同學(xué)生關(guān)注點(diǎn)不同，沒(méi)能做到標(biāo)題的選取中要“盡量涵蓋自變量、因變量及其[4]相互關(guān)系”的原則。因此本環(huán)節(jié)實(shí)施

　　過(guò)程采取了“預(yù)展示—修改完善—終展示”3個(gè)階段。

　　三、“全科型”教師在科技創(chuàng)新課程開(kāi)發(fā)與實(shí)施過(guò)程中的重要作用

　　在科技創(chuàng)新類校本課程實(shí)施中，我們發(fā)現(xiàn)，提升教師的專業(yè)廣度非常重要。一般一個(gè)科技創(chuàng)新項(xiàng)目?jī)?nèi)容會(huì)涉及到多個(gè)學(xué)科，因此從科技創(chuàng)新項(xiàng)目到課程的轉(zhuǎn)化過(guò)程教師需要了解多學(xué)科的背景知識(shí)，這樣才能高效完成從項(xiàng)目到課程的轉(zhuǎn)化。

　　四、結(jié)語(yǔ)

　　納米防曬化妝品創(chuàng)新課程經(jīng)過(guò)2輪的課程實(shí)施，學(xué)生的科學(xué)興趣得以激發(fā)，科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力得到有效提升，在完成各項(xiàng)探究任務(wù)時(shí)能主動(dòng)利用科學(xué)方法進(jìn)行分析，而不是簡(jiǎn)單地拿別人的文獻(xiàn)進(jìn)行重復(fù)。更重要的是，參加了該創(chuàng)新課程的學(xué)生，在課程完成后又激發(fā)了新的探究方向，從而分小組或個(gè)人進(jìn)行深入探究，完成了若干篇科技創(chuàng)新項(xiàng)目并參加了各級(jí)各類科技創(chuàng)新比賽。因此可以說(shuō)，我們實(shí)現(xiàn)了從“科技創(chuàng)新項(xiàng)目—科技創(chuàng)新課程—新探究項(xiàng)目”的良性循環(huán)，這種良性循環(huán)能夠極大豐富學(xué)校課程建設(shè)，擴(kuò)大學(xué)生自主發(fā)展的選擇空間，并激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望和創(chuàng)新動(dòng)力，進(jìn)而全面提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力和綜合素養(yǎng)。

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　　作者簡(jiǎn)介

　　杜春燕，北京市第三十五中學(xué)，科技教育中心主任，電子信箱：duchunyan2008@163.com。

　　點(diǎn)評(píng)

　　當(dāng)前，許多中小學(xué)都在積極探索開(kāi)展科技創(chuàng)新類的校本課程，但是在實(shí)施過(guò)程中存在各種層面的問(wèn)題。本文作者基于自己學(xué)校科技創(chuàng)新課程的開(kāi)發(fā)與教學(xué)實(shí)踐，著眼當(dāng)下科技類校本課程的不足，較好地把握了科技創(chuàng)新課程與科技創(chuàng)新項(xiàng)目的區(qū)別，明確了學(xué)校科技創(chuàng)新課程的定位，提出了科學(xué)性、可行性、實(shí)踐性的開(kāi)發(fā)思路與原則，并具體介紹了任務(wù)驅(qū)動(dòng)型的課程實(shí)施模式，對(duì)當(dāng)前中小學(xué)科技創(chuàng)新類課程的設(shè)計(jì)和開(kāi)展具有較好的啟發(fā)和借鑒價(jià)值。

　　如果作者能在開(kāi)始對(duì)納米防曬化妝品創(chuàng)新課程有一個(gè)整體的介紹，向讀者展示課程的背景及全貌，進(jìn)一步突出學(xué)校科技創(chuàng)新課程的探索和實(shí)踐，則可讀性會(huì)更強(qiáng)。此外，本文的題目為課程開(kāi)發(fā)與教學(xué)模式實(shí)踐，話題較大，如果能夠進(jìn)一步統(tǒng)合第一部分宏觀層面“開(kāi)發(fā)思路與原則”與第二部分微觀層面“教學(xué)模式”之間的關(guān)系，同時(shí)對(duì)第二部分進(jìn)行適當(dāng)提升和歸納，則更能夠突顯對(duì)于我國(guó)中小學(xué)開(kāi)展科技創(chuàng)新類校本課程的借鑒意義。

　　——高瀟怡(中國(guó)青少年科技輔導(dǎo)員協(xié)會(huì)常務(wù)理事，北京師范大學(xué)教育學(xué)部課程與教學(xué)研究院副院長(zhǎng)，教授，博士生導(dǎo)師。第26屆全國(guó)青少年科技輔導(dǎo)員論文征集活動(dòng)評(píng)審委員會(huì)委員)