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把创新的微光变为灿烂的烟火

来源:人民教育     时间:2021-05-10 08:29:12    浏览数:835

建设科技强国,是新时代实现中华民族伟大复兴中国梦的必然选择。建设科技强国离不开创新型人才,而创新型人才的培养则离不开创新教育。高中教育作为基础教育与高等教育衔接的重要阶段,如何为培养有责任心、使命感的创新型人才奠基?

长期以来,由于受应试教育的影响,学生的研究能力和创新能力培养一直是基础教育的一个薄弱环节。学生的学习方式还比较单一,以被动接受式学习为主,缺乏学习的主动性与问题意识,缺乏问题的探究能力和创新的意愿与动力。加之不少学校在研究资源方面存在的局限和研究氛围的淡薄,导致许多学生存在应试能力强而创新能力弱的现象。这是当前高中学校在培养学生创新素养方面所应着力克服的难题与挑战。

上海市七宝中学自1998年起开展研究性学习,一直十分重视学生创新精神和实践能力的培养。我们认为,创新不是少数人的专利,创新教育应该面向每一位学生,因为每一位学生都有创新的潜质。当他们出现创新微光的时候,如果能够遇到点亮微光的老师,再加上相关的资源和平台,那么创新的微光就很有可能变为灿烂的烟火。因此,针对学生创新素养培育中存在的薄弱环节和各类问题,不应只从单一、局部、零散的教育活动中去寻找解决方案,而应该从课堂、课程、文化、资源等方面进行系统化思考与设计,为学生构建创新教育的生态场。

基于此,我们在办学中充分发挥“研究”的育人功能与价值,把“研究”作为提高学生创新能力与综合素质的重要载体和途径,提出“创建研究型高中”的办学目标,从整体上进行育人模式的创新与变革,致力于“人文·研究·创新”教育生态场的构建,对培养未来创新型人才进行了一系列探索。

一、激发学生的志趣与学习动力

创新型人才需要持久的学习与创新,这不仅需要知识与能力的积累,兴趣与热情的支撑,更需要思想的指引和人格动力的助推。因此,高中阶段的创新教育,不仅要为学生奠定扎实的知识基础和基本技能,还要注重激发学生的志趣,把培养学生的爱国报国之志、感恩品质、家国情怀与远大人生理想作为学生学习与创新的不竭精神动力。

学校通过一系列活动,如专家人文讲座、国旗下的讲话、感恩主题班会,以及开展社区志愿服务、爱心助学考察等,积极开展人文教育、爱国主义教育、感恩教育。在丰富多彩的各类学习实践活动中,孕育学生的爱国情感、感恩品质和家国情怀,也让学生明晰自己的社会责任与使命担当,在思考自己的人生规划与职业理想时,能够突破“小我”束缚,树立“大我”境界,把自己的发展方向与祖国的发展和需要紧密相连。

我校2020届毕业生小李,从小对航空航天特别感兴趣。在七宝中学人文教育与感恩教育的熏陶和浸润下,她更加坚定了为祖国航空航天事业作贡献的决心。在高考志愿填报时,本来她可以零志愿进入清华大学,但最终她放弃零志愿而坚持选择了清华大学强基计划中的致理书院。她以服务国家基础学科发展的坚定决心和人生志向,彰显了七宝中学学子“平民本色,精英气质”的责任担当,这也为她未来的学习与创新提供了源源不断的持久动力。

二、强化学生的问题意识、探究能力

爱因斯坦曾经说过,“提出一个问题往往比解决一个问题更重要”。强烈的问题意识不仅是研究的开端,也是创新的前提。学校通过改革课堂教学方式、构建校本研究课程体系等途径,不断培养学生的问题意识、研究意识、探究能力与创新思维。

1.改革课堂教学方式,创设探究氛围

2013年以来,学校以“基于学科特点的高中研究型课堂教学实践研究”项目为载体,积极开展研究型课堂教学实践探索,构建了“创设情境,生成问题;引导研究,解决问题;学以致用,巩固深化”的一般教学范式并初步研制出《七宝中学研究型课堂评价表》,引领教师持续开展研究型课堂实践,为学生的研究与创新创设氛围。研究型课堂实践不仅助推了教师课堂教学方式的转型和学生学习方式的变革,也使学生的研究意识与创新思维伴随学习过程得以激发和提升。

例如,物理组徐明老师在上《电磁感应现象》一课时,通过设置一个简易的情境问题,启发学生对1820年物理学家奥斯特研究的“电能生磁”问题进行逆向思考“磁是否也能生电”?针对这一问题,学生结合科学史,提出了“磁铁周围存在电场”和“通电线圈旁的线圈会感应出电流”两个假设。他们利用课堂上的实验设备进行探究验证,通过对实验数据的汇总和归纳推理,学生最终得出“产生感应电流的条件是闭合回路中的磁通量发生变化”这一重要结论。该堂课包含“提出问题、作出假设、制订计划、使用工具、收集证据、处理数据、解释问题、表达交流”等关键步骤,体现了一个完整的科学探究过程,培养了学生的问题意识、探究能力。

2.开阔学生视野,激发研究兴趣

为了拓展学生视野,激发学生研究兴趣,学校在关注“学习认知、实践体验、研究创新”的基础上,遵循“普及、提高、深化”的课程开发原则,借助于“学生科学院”和“学子人文书院”中的创新平台,开发构建了一个包含“积淀期、拓展期、研究期”的“金字塔型”校本研究课程体系。

积淀期,主要是文理通识教育,包括学生研究与创新兴趣激发以及基本知识、技能和思想方法的培养。每周五下午是学校固定的学术大讲堂时间,不同科研院所和高校的专家学者分别为学生开设各类学术讲座。如中科院南京地质古生物研究所、复旦大学、中科院上海技术物理研究所的专家分别为学生开设“地球生命简史”“化学与未来能源”“传感器与人工智能”等前沿学术讲座,上海航天局、上汽集团等行业精英组成的科创教育团队为学生讲解不同行业、专业领域的发展概况及未来前景等,这些都极大地拓宽了学生对于未来科学和不同行业、专业的认知与学术视野。

拓展期,学校充分利用“学生科学院”“学子人文书院”的创新平台,开设各种拓展性课程,开阔学生视野。如“学生科学院”的地空创新平台为学生开设了《地球的密码》《发现地理之美》《仰望星空》《数值分析与预报》等众多主题模块课程;生化平台在中科院上海药物科学研究所的帮助下为学生开发出《天然药物化学》平台拓展课程。这些课程不仅帮助学生拓宽认知视野,也激发了他们的研究兴趣。

我校高二两名学生选修了地空创新平台的城市规划方向课程,他们在学习了城市规划的相关知识后,对解决上海陆家嘴、徐家汇等地夜间公交结束营运后黑车猖獗、市民出行困难这一问题产生兴趣。后来,他们以“基于市民出行特征的上海夜间公交线网优化研究”为题开展研究,最终寻找到问题的解决之道。

研究期,这是课题的主要研究阶段,主要目标是在课题研究实践中培养学生严谨的科学态度、良好的思维品质以及综合研究创新能力。学校开设了通识性的《课题研究方法导论》,注重对学生进行基本研究方法、研究技能指导,注重培养学生的问卷设计或实验设计能力、实验仪器和设备操作能力、数据处理与分析能力以及研究成果的写作与表达能力等;开设了不同领域的课题研究指导微课程,为学生的课题研究提供个性化的指导与帮助。这不仅仅是提高能力的过程,对求真求实的科学精神、严谨的研究作风和良好学术道德的培养也潜移默化地贯穿其中。

学校积极与上海交通大学、中科院生化所、上海航天局、上海测绘院等高校、科研院所合作,以挂牌校外创新实践基地的方式,在周末及假期为学生的研究实践活动提供支持。例如,2020届被上海交大录取的曹骏成同学,利用周末和假期在上海交通大学机械工程实践工作站,依托传感检测与信号采集技术,完成了课题《智能防臭安全地漏设计》并获国家实用新型专利。

在研究性学习开展过程中,学校制定了“七宝中学学生研究能力特色评价指标”,从“问题提出、方案设计、文献检索、数据处理、结果分析、报告撰写、研究答辩”等方面,对学生的表现进行等级评价,充分发挥评价对学生研究素养与创新能力培育的导向作用。

三、营造浓厚的学校创新文化氛围

创新人才的培养,不仅需要教育理念到位,课程建设、课堂改革跟进,也需要学校创新文化的滋养与助力。从2005年开始,学校制度化地设立八大校园主题文化节(狂欢节、体育节、感恩节、科技节、爱生节、读书节、班主任节、艺术节)。虽然有些主题文化节看似与创新没有什么直接或必然联系,但学校要求每个节日都要以“创意·创造·创新”作为活动设计的原则,让每一个节日活动都充满“人文、研究与创新”的元素和韵味,让学生在创意设计、组织执行、自主合作、沟通协调、个性表达等方面都得到历练和提升。

例如,每年十月举办的“读书节”,活动内容不仅包含倡导读书,举办征文比赛、辩论赛、演讲比赛、读书会等,还有“跟着学长做研究”这一具有较强学术性的活动安排。学长们以TED演讲的形式跟学弟学妹分享自己课题研究的心得感悟,很受学生欢迎。

再如,每年的“狂欢节”方案中,除了有经典班级文化展示、社团风采展示、盛装大游行、古典音乐会、师生OK秀、篮球对抗赛、手工创意等活动,还增设了“科技·创未来”智造大赛、“创新杯”七宝中学结构设计竞赛等需要科学和创新思维的科技活动,让狂欢节不仅成为欢乐的海洋,也成为情感、艺术、体育、科学与创新创意相互融合的综合校园文化平台。

除了这些校园主题文化节日,学校还非常重视社团文化建设。目前,我校建立了人文类、科技类、体育类、艺术类等70多个学生社团,“种子文学社”“辩论社”以及“机器人社”“化学社”“DISCOVER探索者协会”等社团都成为引领校园研究文化、激发学生学习与研究动力的研究型、学术型社团,也成为培养学生“人文·研究·创新”核心素养的有力平台。

此外,学校还制度化、系列化和特色化地举办了各类校内外科技竞赛和科技创新活动,积极组织学生参加市区级和全国各类科技创新大赛,为学生营造了浓郁的人文与研究氛围,促进了校园创新文化新生态的形成。

四、完善研究创新的硬件与设施

“巧妇难为无米之炊”,如果把学生比作“巧妇”,那么物质条件就是有炊之“米”,学生的创新实践需要一些基本的设施与资源保证。为了给学生的科学探索和课题研究提供更好的硬件资源与设施,学校创建了物理科技探索馆、生命科学实验室、化学检测实验室、微纳米实验室等19个具有现代教育理念、跨学科、综合性、多功能、开放型的创新实验室。学生可利用其先进的硬件设施和相关资源,开展一系列内容丰富、组合灵活、独具特色的研究项目。如获得第32届全国青少年科技创新大赛一等奖的参赛课题《废弃塑料ABS的回收、改性及在3D打印中的应用》,就是利用生化平台的创新实验室进行材料的回收和改进,同时也依托综合平台的资源开展3D打印方面的研究。

五、创新教育的实施提升了学校的综合办学水平

多年的实践探索,使学校的创新、研究氛围非常浓厚。学校100%的学生参与了研究性学习并完成至少1项课题研究,课题范围涵盖自然科学、工程技术、交通运输、衣食住行、生态文明建设等诸多领域。课题研究促进了学生对社会的认知,激发了他们的社会责任感与使命感,提升了他们的人文素养、研究素养与综合创新能力。2005年至今,师生申请发明专利总数达467项,涌现出“明天小小科学家”“上海市明日科技之星、科技希望之星”等共124人,获全国和上海市级层面的科创大赛奖共1354项,其中上海市青少年科技创新大赛一等奖总数从2014年至今已经实现“七连冠”。学生的创新能力和综合素质在高校招生“综合素质评价”中得到充分体现,近年来进入“双一流”大学深造的毕业生人数名列全市前列。

创新教育促进了教师学习研究共同体的形成和教师综合素养的提升。教师的育人理念、问题意识、学习意识、教学反思能力、问题研究能力以及课程开发能力都显著增强。教师对校本课程的开发热情和能力大幅提升,学校先后开发了100多门拓展性课程,很多课程被评为市级和区级“精品课程”。近三年来,教师在区级、市级乃至全国层面的教学比赛中获奖50余人次,完成市、区课题81项,发表论文315篇,出版个人专著6部。

创新教育的实施,提升了学校的育人层次、育人品质及综合办学水平,促进了学校研究型高中建设与研究型育人模式的初步构建,《普通高中“研究型”育人模式的探索与实践》获第二届基础教育国家级教学成果奖二等奖。

作者:朱越,系上海市七宝中学校长

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