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[追踪]科技教育特色学校:校园科技节中STEM教育活动的设计与实施

文_张 岩 马晓欣 王 雱/北京理工大学附属中学

2022-11/总第320期

阅读数7

北京理工大学附属中学建于1950年,是北京市示范高中,北京市科技教育示范校,北京市学生金鹏科技团,英才计划北京基地校,北京市翱翔计划、雏鹰计划基地学校,科技后备人才早期培养计划基地学校和科技俱乐部基地学校,同时也是全国气象科普教育基地、全国海洋意识教育基地、全国STEM教育领航学校。学校本着“秉持发现教育,成就每位学生”的教育主张,发现学生优势特长,发掘学生潜能,帮助学生实现个性化自主发展,成为最好的自己。以“满足学生全面发展和个性化需求,全面提升学生科学素养”作为科技教育工作的指导思想,设计、谋划、传承、实施学校科技教育。

实践表明,STEM教育对发展学生的综合素养非常有效,但受到学生精力的限制,相关项目主要在初中实施。高中学生学业压力较大,持续地、长周期地参加STEM课程活动只适合少数学有余力的特长学生。基于这种现状,考虑到科技节是面向全体学生的普及性科技活动,在科技节中开展STEM挑战活动,全体学生自愿组队参与,可在较短时间内提升学生的综合素养。将“培养学生的创新能力、问题解决能力、决策力等高阶思维能力,落实立德树人核心素养,培养学生正确的人生观和价值观”作为科技节开展STEM挑战活动的目标,利用目标指导活动的主题设计、内容设计、流程设计、评价设计等环节,以实现预期的教育效果。


主题设计

高中学生处于智力迅速发展阶段,他们的思维能力不断增强,逻辑抽象思维能力逐渐占据主导地位,开始以批判的眼光看待周围的事物,有自己独到的见解。此外,高中学生在小学、初中已经参加过很多科技活动,可谓是“见多识广”,要调动学生参与活动的积极性,就要对科技节STEM挑战活动进行精心设计,其中活动主题的设计尤为重要。

5年来学校开展科技节STEM挑战活动的主题分别为:2017年花灯设计,2018年奥运场馆及文创产品设计,2019年“献礼新中国成立70周年”小球马拉松,2020年“献礼校庆70周年”创意彩车设计,2021年北斗绿色校园测绘。由此可见,活动主题的选取贴近学生生活或社会热点,能充分激发学生的好奇心,提高参与度;同时在活动中渗透爱国、爱校教育,落实立德树人核心素养,培养学生正确的人生观和价值观。

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北京理工大学附属中学综合楼

内容设计

让学生先动脑再动手

提前下发任务书,学生需要在现场活动前完成设计方案,绘制设计图,选择材料,培养学生提前规划设计的意识和能力。

设置材料超市

超市中的材料尽量以生活中常见材料甚至废弃材料为主,比如PVC板、泡沫板、雪糕棒、吸管、牛皮纸、锡玻璃纸、瓶盖、纸杯、超轻黏土、曲别针、LED发光二极管等,突出STEM教育“真实或模拟生活情境”的特点。现场制作时,每组发放固定面值的代币用于购买材料,且每组只有3次进入材料超市采购的机会,培养学生的成本和预算控制意识;不允许自带材料,以保证比赛的公平性。

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2017年科技节花灯设计活动

路演展示

小组成员回顾作品设计、选材、制作的整个过程,相当于梳理了问题解决的过程,逐渐习得解决问题的一般路径,有助于知识的迁移。同时,在有限的时间内将作品展现出来,学生在收获成就感的同时,也锻炼了他们的沟通表达能力。


流程设计

赛前准备

赛前2周:根据活动内容设计制作宣传海报,张贴在校园内醒目位置,通过班级例会等方式进行活动宣传、下发宣传材料和报名表,接受各班学生自发组队报名,通知培训时间。

赛前1周:开展赛前培训,帮助学生了解活动目的、意义,明确任务目标,下发活动手册;学生小组合作,完成项目设计方案,画设计图,选择材料。

现场制作

领取代币,进入材料超市选购材料;分工合作进行制作,时间一般为2~3小时。由于时间有限,对于一些较为复杂的项目,需要进行合理的前处理,比如彩车设计活动,赛前培训时完成彩车底盘制作,现场只进行车身制作;小球马拉松项目,为保证比赛效果,每个小组完成1块KT板上的轨道设计,每3个小组的轨道合成1个最终作品。

展示评价

每组3~5分钟汇报展示本组作品,专家根据评价量表打分。

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颁奖展示

每个年级评出一、二、三等奖,在全校科技节总结会上给予表彰,让参与的学生收获成就感与荣誉感,也激励更多学生参与下一次活动。


评价设计

设计评价方案时,注重过程性评价和总结性评价相结合。制作类活动的评价指标主要考查作品完成的情况,比如花车设计(表1),学生进行现场制作时,评委对每组的活动手册进行评审,针对二级指标“名称与简介”“设计图与结构”为每组打分,记录在活动手册的打分表内;学生作品完成后,再针对其他二级指标进行打分;设置“经济分”的加分项,鼓励学生尽量使用生活中常见、低廉、易得的材料,培养学生的成本控制意识;设置“工作台整理”减分项,培养学生收纳整理的习惯,提升责任意识。


活动反思

科技节开展的STEM挑战活动,设计新奇有趣,贴近学生生活,5年来逐渐成为最受学生期待的科技节项目,给学生留下有纪念意义的回忆。收获快乐之余,学生的综合能力也获得了提升。要获得更好的教育效果,还需要通过各种方法提升活动的参与度和关注度。如“献礼新中国成立70周年”小球马拉松比赛活动,设计了图片直播环节,学生、教师和家长通过直播关注活动,照片直播点击量过万;北斗绿色校园测绘活动后,将学生为绿色校园的建议反馈给学校党委和后勤服务部门,学生在校园中看到自己的建议被采纳并真正实现,收获了成就感,也吸引更多的学生参与到后续活动中。


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