中小学科技活动课程教学程序构建与实践

朱行建，郜建辉

(天津经济技术开发区教育促进中心 天津 300457)

国务院印发的《全民科学素质行动规划纲要(2021—2035年)》指出，要“激发青少年好奇心和想象力，增强科学兴趣、创新意识和创新能力，培育一大批具备科学家潜质的青少年群体，为加快建设科技强国夯实人才基础”。中小学科技教育活动在提高学生的科学素质方面起到了重要的作用，但是通过对中小学科技活动开展情况进行调研发现科技活动实施过程基本处于碎片化和随意化的状态，表现在科技活动的教学上基本是以学生活动为主，以科技活动的教学模式代替教学设计，缺乏必要的课堂教学实施流程，大部分教师没有教学设计，其原因是缺乏必要的教学理论指导和没有将科技活动课程化。

1 教学模式与教学程序的区别

科技活动的教学模式是整个科技活动项目实施的要素构成的环节或阶段，教学程序则是指具体的一堂课的教学步骤。我国传统的学科课程中教学通常采用的是信息加工教学模式，如在科学课程中经常采用的科学探究就是这种教学模式，其中包括7个环节，即提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与搜集数据、分析与论证、评估、交流与合作。我国的课堂教学基本上采用前苏联教育家凯洛夫课堂教学程序，即组织教学、复习旧课、讲授新知、练习巩固、布置作业，这是一节课的教学的流程。教学模式与教学程序显然有区别。

2 科技活动教学模式分析

中小学教师在科技活动教学过程中由于没有弄清楚教学模式与教学程序之间的区别，普遍将教学模式作为教学程序，进而造成了课堂教学的无序化。

由于科技活动教学与传统的学科课程教学不同，故传统的凯洛夫课堂教学程序不太适用，必须根据科技活动的特点从课程的角度构建新的课堂教学程序。基于此，有必要分析科技活动实施的教学模式。

科技活动的实施从教学模式上看主要有2类：一是基于项目式学习模式(Project Based Learning)，简称 PBL，是由美国进步主义教育学家克伯屈在20世纪初首次提出的，项目式学习主要包括提出问题(项目选题)、制定方案(项目设计)、解决问题(项目实施)、评价交流(项目展示)4个环节[1]；二是基于6E课程模式，STEM课程是指将 Science(科学)、Technology(技术)、Engineering(工程)、Mathematics(数学)融为一体的课程，通过跨学科整合的教学模式促进学生掌握知识与技能，并能进行灵活迁移应用于真实问题[2]。随着STEM 课程的兴起，美国国际技术与工程教育学会于2014年提出的6E设计型学习模 式[3]是近年来广受推崇的以工程设计为主轴的课程设计模式，其中包含6个阶段，即参与(Engage)、探索(Explore)、解释(Explain)、工程(Engineer)、深化(Enrich)、评价(Evaluate)。6E模式以2005 年美国BSCS(Biological Sciences CurriculumStudy)开发的5E模式为基础，为了更好地呈现“设计”的理念加入了“工程”这一模块，让学生在课程中可以真正像工程师一样参与设计和制作。这表明上述2种类型主要是科技活动实施的教学模式，并非是课堂教学设计程序。

3 科技活动课程教学程序构建

中小学科技活动要从碎片化走向常态化就必须使科技活动课程化，即有一套科学的程序来保证课堂教学的顺利进行。

中小学科技活动从形式上看主要分为科学探究类、设计制作类、调查报告类等，这几种类型应按照课堂教学的要素统一以一定的程序进行设计，以便教师操作。

在借鉴上述2种模式的基础上，按照课堂教学的要素要求构建了六步骤课堂教学设计程序，即做好课程准备、讲解课程任务、演示操作流程、指导活动过程、展示活动成果、评价活动效果，这一阶梯上升式的科技活动课程设计是科技活动课堂教学的操作步骤，旨在指导不同学校按照统一程序实施教学，其具体涉及以下几方面。

3.1 做好课程准备

①确定科技活动课程的目标。

②完成课程所需要的时间(多少课时)。

③准备需要的工具、场地和材料等。

3.2 讲解课程任务

①对科技活动课程的知识与技能等内容进行概括介绍，让学生明晰“做什么”。

②通过动手动脑、头脑风暴提出解决问题的初步设想，让学生明确“怎样做”。

③提供课程需要的必要资源、技术和动作示范等，帮助学生熟悉科技产品制作过程。

3.3 演示操作流程

通过教师的讲解和示范让学生根据课程任务进行初步试验，熟悉工具或设备的使用方法，并掌握流程的关键步骤。

3.4 指导活动过程

为学生创造真实情境，观察、指导、保障学生安全，指导学生完成科技活动制作(创作)过程，进而指导学生制作出符合标准的作品。

3.5 展示活动成果

描述产品的制作过程，展示制作的产品，反思不足，创新产品。

3.6 评价活动效果

通过自评和他评相结合等方法对学生科技活动产品及其整个科技活动过程的表现进行评价，促进科技活动课程育人目标的实现。

4 操作案例

本研究以初中学生为对象，通过课堂教学讲解让学生掌握乐器的原理与使用，并让其制作属于自己的乐器，具体的教学程序如表1所示。

表1 中小学科技活动课程教学程序Tab.1 Teaching procedure of science and technology activity course in prima ry and secondary schools

续表1

5 实施效果

天津经济技术开发区自1984年建区以来聚集了近5万家企业，其中包括近200家世界500强企业，有着一大批高新技术企业，为我区中小学实施科技活动教育提供了良好的基础。为此，以这样一个流程为框架和标准，我们联合了区内8家科技型企业，让企业的科技人员和学校老师共同组成了企业课程开发小组，共同开发了10种科技活动课程，包括低碳环保、创意设计、手工制作、农业育种等。

通过课堂教学程序设计，规范了教师在科技活动课程中的实施流程，得到了本区域一线教师的认可，通过这样一个教学流程让中小学教师在实施课堂教学中有了一定的抓手，使得科技教育活动课程能够和其他学科课程一样具有了一定的教学程序以保证教学效果，进而提高了科技活动课程的质量。■