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芜湖三中“科技创新·STEAM教育”行动计划

阅读次数:784 编辑: 办公室 发布时间:2017-09-25
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       芜湖三中“科技创新·STEAM教育”行动计划
                    安徽省芜湖市第三中学
                   (2016年11月18日)
 
    芜湖三中坚持特色化办学方向,已初步形成科技创新教育、心理教育办学特色。学校进一步深入探索、实践,努力创建科技创新教育特色品牌。
2016年10月,国际技术与工程教育协会(ITEEA)认证我校为国际技术与工程教育协会(ITEEA)中国大陆首批会员学校;国际技术与工程教育协会中国中心(ITEEACC)批准我校为全国K12技术与工程素养教育特色课程实验学校。学校以此为契机,深入开展“科技创新·STEAM教育”实验,深化特色教育,创建特色品牌,带动学校整体发展。
    学校以STEAM教育理念为指导,以技术课程实施为主要内容,以科技创新、创客教育活动为主要途径,深入研究、实践“科技创新·STEAM教育”特色课程和文化,为学生提供不同于传统学校的生活、学习和创新体验空间,培养学生的个性和特长,促进学生形成科学精神和实践创新等核心素养,培育学校的个性和特色,提升教育质量和办学品牌,建设全省领先、全国一流、具有国际视野的科技创新教育实践学校。
    一、建设以“创造”为特征的学校文化和教育生态环境
    (一)学校精神文化:
    学校文化特征:开放、自主、创造。开放办学,创新机制,特色发展,集聚各方力量和资源,推动办学模式、人才培养模式创新。积极推进以突出和体现学生生命主体为标志的自主教育,充分尊重学生作为学校文化主体的生命价值,为学生创造自由发展的空间。
    学校核心价值观:创造。追求创造教育品质,处处是创造之地,天天是创造之时,人人是创造之人,让创新创造成为学校生活的主旋律。
    学校办学精神:让每一个学生都成为最优秀的自己,让每一个个体都充满创造的活力。“每一个”体现我校学校教育的人文情怀,民主与平等的特征,对个体生命的理解与尊重;“最优秀的自己”意味着有明确的人生方向,对生命的意义和价值的守护与捍卫;“创造”体现美好的生命体验,努力发掘自身潜力,提升创新精神和实践能力,有效应对复杂多变的环境,促进个人价值实现,推动社会发展进步。
    (二)软件环境建设:
    1、体制和机制建设:
(1)成立科技创新教育办学特色工作领导小组,统一领导、协调科技创新教育办学特色建设和STEAM教育实验工作。
(2)成立科技创新教育中心,下设科技创新部、社团部、STEAM教育中心、机器人部、创客工作室、专利工作室、国际部等部门。
STEAM教育中心组织、实施“科技创新·STEAM教育”实验工作。
    专利工作室负责推动学生的科技创新设计转换成实物,并进一步转换成可以产生社会效应和经济价值的科技产品,在科技创新教育活动中培养学生的综合素养。
(3)建立激励机制。鼓励教师积极投入“科技创新·STEAM教育”实验,在专项资金、课题立项、培养培训等方面进行倾斜,保障“科技创新·STEAM教育”的顺利推进。支持学生开展科技创新、创客实践、探究性课题研究,资助活动经费,鼓励学生把研究性学习、创造性活动作为最重要的学习方式。
    2、人才队伍建设:
    (1)加强学校科技辅导员队伍建设。
    (2)邀请校外教授、专家,深度参与、指导学校“科技创新·STEAM教育”,定期对校内专业技术人员以及教师进行定制化培训。
(3)培养全体教师的技术素养和创造性教学技能,为学生自主探究、解决问题提供教学支持和指导。
(4)国际视野英语培训和交流。
    3、战略合作:
    学校依托芜湖市高校、高新企业科技创新教育资源密集的优势,与安徽师范大学、安徽工程大学、高新企业等多方开展战略合作,结合学校校情,量身定制开发“科技创新·STEAM教育”相关的平台以及资源,以大学教授、科技专家、工程师为老师,以生命科学、生物工程、环保技术、数字技术等为主要学习内容。
    (1)建立科技创新教育基地。高校、高新企业到我校挂牌建立科技创新教育基地,科技创新“大牛”到学校培训教师,指导学生创新实践。
(2)建立创新体验中心。学校在高校实验室、高新企业建立创新体验中心,开设创新体验课程。学校安排教师、学生到高校、企业,体验、学习科学与工程实验研究、3D打印、云计算等领先技术,为师生创客提供更高精尖的平台。
(3)建立院士科技学校。邀请(聘请)中国科学院、工程院院士到校指导科技创新教育活动,培训师生。
(4)建立国际科技友好(合作)学校。与国外科技特色学校建立友好关系,进行合作交流,提升学校科技特色办学水平
    4、资源支持:
    (1)建立专题文献资料库。
    (2)购买文献资源服务。
(3)积极、充分利用国际、国内学术组织学术交流、资源分享和专家指导的新平台和新方式,提升教师专业技术水平和实验、研究素养。
(4)利用国际技术与工程教育协会(ITEEA)网站等国际资源。
    (三)硬件环境建设:
    1、完善基础设施:进行网络升级改造,实现有线/无线网络的学校全覆盖,搭建云平台,完成云计算和大数据基础设施的建设,设计基于RFID的智慧校园一卡通和物联网方案。
    2、建设智慧教室:建设36间云端一体化教室,提供云空间和云资源,建设多模式交互教室,配套智能终端。
    3、建设智慧教育平台:建设无纸化办公平台、微信互动平台、信息化教学平台以及学情分析平台。
    4、升级传统功能场室:升级传统图书馆、阅览室及学科实验室,逐渐把1.0版本升级为3.0版本。
    5、建设创新实践室:建立科技创新实验室、技术设计与制作室、艺术设计与制作室、3D打印实验室、机器人中心、激光切割机房、动态几何研究室、DIY创客工作室等创客基地、实践操作基地,搭建门类多样的校园“创客空间”,满足学生动手实践的需求,为学生提供“用知识”“动手做”的场地和机会。
    6、建设“STEAM+”学习系统:充分利用校园景观、教学楼、科技创新教育中心等场所,展示学校多元创新发展的文化特色。
    二、“科技创新·STEAM教育”行动理念:
    1、目标:贯彻落实《全民科学素质行动计划纲要》和《中国学生发展核心素养》,提高科学教育质量,引导学生形成对科学技术的兴趣和爱好,促进学生形成科学精神和实践创新等核心素养,提升学生的综合素养,重点是培养学生创新创造的意识、兴趣,帮助学生树立创新创造的思维、方法。
    2、主题:创新、创意、创造、创客,成长、成人、成才、成功。
    创新是一种行为,其主要含义是更新、革新、改变,《美国创新战略》将创新定义为“一个人或机构提出一个新的主意并将其付诸实践的过程”;创意,就是创新的意识;创造指向实践和成果;“创客”一词来源于英文“Maker”,指勇于创新,努力把各种创意转变为现实的人,创客不是创业,创客教育旨在鼓励学生将自己的想法付诸实践,动手制作出来,启智未来。
    成长就是学会学习,成人就是学会做人,成才就是学会创新,成功就是学会做事,培养学生健全的人格、高度的社会责任感和强烈的创新精神。
    3、内涵:指向以创造力为核心的人的全面发展,使科技创新成为学生的重要特长,将科技创新教育打造为学校品牌特色。
    围绕培养学生的科学精神和实践创新等核心素养,积极开展以学生能力发展为导向的科技创新与STEAM教育实验。
    4、原则:坚持开展面向全体学生的普及性活动,同时开展面向部分学生的主题活动。
  三、“科技创新·STEAM教育”主要途径、策略:
    1、科普教育:每年组织高一年级全体学生参观科技馆;组织专家科技创新报告会。
    2、科学精神教育:在各学科课程教学中渗透科学精神,培养学生的理性思维、批判质疑、勇于探究等科学精神素养。
    3、主题活动:每年组织开展以下主题实践活动:(1)举办校园科技节;(2)与大学、科研机构等合作举办科技夏令营;(3)开展“明天小小科学家”活动;(4)举办科技活动展、学生科技创新优秀作品展;(5举办)学生科技创新成果报告会;(6)组织师生参加、观摩全国、省、市青少年科技创新大赛;(7)出版《科艺》集刊;(8)开展“科艺创造社”等学生社团活动;(9)科普剧展演;(10)其它科技创新教育主题活动。
    4、教育实验:开展K12技术与工程素养教育特色课程实验、STEAM教育实验、创客教育实验等,培养学生的技术素养、工程思维、动手做的习惯和能力,促进学生形成劳动意识、问题解决、技术应用等实践创新素养。
    5、课题研究:开展国家级课题《技术意识、工程思维与创新能力培养的实践研究》、市级重点课题《现代学校文化建设与学生创造能力培养实践研究》等课题研究。
    6、档案记录:建立科技创新活动档案,详细记录学生在科技研究中的所有过程和成果;并依托学校的大数据平台,通过科技活动研究记录和分析系统,形成计算机可以识别的量化数据。
     四、“科技创新·STEAM教育”主要内容:
    (一)开展“K12技术与工程素养特色课程实验”:
    “K12技术与工程素养特色课程实验项目”内容包括机械、电子、控制、建筑、交通、信息、能源、航空、医疗、农业、服饰、环境、家居、娱乐、机器人、物联网、虚拟现实、北斗技术、生物工程、纳米材料、柔性电路、CAD/CAM/CAC/CAT、传统工艺、Arduino应用设计、三维设计与制造等模块。
    K12技术与工程教育是中国基础教育中的短板,也是我国教育改革的增长点。我校以《技术意识、工程思维与创新能力培养的实践研究》课题成为国内第一批K12技术与工程素养特色实验项目学校。
    我校目前重点开展以下5个模块(子课题)的研究实验:高中STEAM模块、能源与环境模块、机器人模块、传统工艺(铁画)模块、三维设计与制造模块。
    (二)开展STEAM教育实验,学科课程教学与STEAM教育融合:
    1、STEAM教育实验与教师全员行动:
    教育部《教育信息化“十三五”规划》《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见》指出,要积极探索STEAM教育、创客教育模式,着力提升学生的信息素养、创新意识和创新能力,促进学生全面发展,发挥信息化面向未来培养高素质人才的支撑引领作用。
    STEAM教育是集科学(Science)、技术(Technology)、工程(Egineering)、艺术(Arts)、数学(Maths)多学科融合的综合教育。
    STEAM概念与高中学科课程的关系密切。
    科学(Science),不仅指自然科学学科,如物理、生物、化学、地理(地质科学、太空科学),也包括社会科学(Sociai sciences),如语文(语言-人类学)、政治(哲学、伦理、政治经济学)、历史(相互关系-考古学),还包括人体学(劳动、体育、心理学)。
    技术(Technology),包括通用技术,信息技术,以及与生物、地理、美术有关的生物技术、交通、能源、建筑等。
    工程(Egineering),包括与多个学科有关的航天工程、建筑学、农业、生物技术、化学、社会学、计算机、电子工程、环境工程、机械工程等。
    艺术(Arts),可以理解为人文学科(Liberal Arts),包括经典艺术、语言艺术(语文)、视觉艺术(美术)、表演艺术(音乐、戏剧)等。
    数学(Maths),包括符号与运算、代数、几何、测量学、数据分析、概率、问题解决、沟通理论(三角函数微积分)等。
 STEAM教育是跨学科、多学科融合学习,以数学为基础,通过工程和艺术阐释科学与技术,具有学科跨界、生活体验、协作创新、艺术设计等核心特征。
    STEAM教育需要教师全员行动,运用跨界思维、无边界思维开展跨学科教学;运用平台化思维, 建构学科融合多方共赢的教学生态圈;运用大数据思维,改善自己的教学行为;运用碎片化思维,把学习分解到非正式场合等等。
    2、构建具有我校“科技创新·STEAM教育”特色的课程体系:
    学校从改造国家课程、开发校本课程、设计班级课程三方面着手,构建具有我校“科技创新·STEAM教育”特色的课程体系。
  (1)国家课程校本化改造。根据特色办学的目标,学校对国家课程进行二次开发,即国家课程校本化改造。
课程内容校本化,挖掘学科课程教学内容中的科学精神、科技创新元素,体现自主、探究、创新学习,培养学生勇敢和创造品质,增强社会责任感,促进个人价值实现,推动社会发展进步,发展成为有理想信念、敢于担当的人。
    (2)校本课程特色化。根据学生多样化发展需要,大力开展学生社团活动,建设社团课程,在校本课程多样化的基础上,重点建设“科技创新·STEAM教育”特色化校本课程。目前,重点建设以下“科技创新·STEAM教育”课程:
    A、学科探究型课程:开设数学、物理、化学、生物、国际关系研究、地理、历史、心理等社团活动课程。对国家课程的补充,给学生提供基础方法、知识拓展、专题探究三个层次的选择。
    B、实践创新型课程(创客课程):开设科艺创造社、机器人社团等社团活动课程。给学生提供进行小设计、小制作、小发明、小创造的时空,培养学生的实践能力和创新精神。
    C、艺术创新型课程:开设文学社、戏剧社、美术社、动漫社等社团活动课程。培养学生具有艺术知识、技能与方法,具有发现、感知、欣赏、评价美的意识和基本能力,具有健康的审美价值取向,具有艺术表达和创意表现的兴趣和意识,能在生活中拓展和升华美等审美情趣素养。
    (3)班级课程个性化。学校根据学生的自主选择,将校内班级分为3种类型,不同类型班级在执行国家课程计划的基础上,根据不同的培养目标,加强班级课程的个性化特色。
A、科技创新班,加强科技创新课程,培养科技创新素养;
B、艺术特长班,开设艺术创作课程,培养综合实践素养;
C、常规文科班和理科班,通过选修丰富多样的校本课程,培养个性特长、实践能力和创新精神。
    3、“科技创新·STEAM教育”特色课程的要求与特征:
    (1)要求:符合科学性、实践性、活动性、创新性等原则。
    (2)特征:体现儿童(学生)立场、生活眼光、故事表达、科技创新等特征。
学校所有社团活动课程,如德育活动型课程(校会、班会、心理教育)、社会科学课程(国际关系研究协会、历史研究社)等,也应努力体现上述要求与特征。
    (三)创客教育实验及其与STEAM教育融合:
    创客教育(Maker Education) ,是基于创造潜能开发的技术与工程教育,在创客空间的平台下,融合STEAM教育理念、项目学习理念,自主应用工具开展创造培养学生的想象力、创造力以及团队协作、解决问题的能力。
    1、建设创客空间。建设技术设计与制作室、艺术设计与制作室、3D打印实验室、机器人中心、激光切割机房、DIY创客工作室等创客基地、实践操作基地。
    2、开设创客课程。开展科艺创造社、机器人社团、动漫社团等社团活动课程。给学生提供进行“五小”(小发明、小创造、小设计、小建议、小论文)活动的时空,培养学生的科学探究意识、动手实践能力和创新精神。
    3、开展创客沙龙等各种创客分享活动。鼓励学生主动参与创新实践,研究跨学科的综合性项目,提升技术,交流创意,最终形成一个汇聚创意的场所。
    五、时间安排
3年为一周期。
2016年9-12月,项目准备阶段。成立课题组,制定相关实验项目方案,进行基础理论与方法的学习和研究,选择我校实施的课程模块,开展教师培训。
2017年1-6月,项目启动阶段。进行学生基本情况的前测和课程模块实施条件的初步准备,继续开展教师培训。
2017年7-12月,项目实施阶段。实施2-3个课程模块的教学研究。
2018年1-12月,项目巩固阶段。就所选择的模块继续进行教学和实验研究。
2019年1-7月,项目总结阶段。进行教育实验成果总结、展示、宣传、推广活动。
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