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《光明日报》报道曲江一中培养新时代创新人才的探索与实践

作者:黄雨晴       时间:2022-07-29       点击:

7月29日

《光明日报》客户端刊发通讯

报道西安市曲江第一中学

培养新时代创新人才的

探索与实践

以下是全文:

从2022年9月开始,陕西省将正式进入“新高考”。基于课标的教、学、考一体化改革,高考评价体系将用“学科素养”这一关键连接层实现融合知识、能力、价值的综合测评,以“情境”作为综合考查的载体,这对学生的认知能力、思维发展和创新意识都有了新的时代要求。

早在在2014年,西安市曲江第一中学(以下简称“曲江一中”)就将思维型教学理论引入课堂指导教学。“思维型教学就是要把课堂教学目标落实到学生的思维训练中,落实在核心素养培育上,充分激发学生的学习兴趣与主动性。”西安市曲江第一中学校长陈勇刚表示。

“我相信我们一定能做出来”

站在新的历史起点,培养创新人才是教育工作者面临的共同课题。作为基础教育最重要的承担者,中学把握着人才培养质量的关键环节,更需要将创新素质的培养纳入学校教育的方方面面。

田玖烜是曲江一中高一年级的学生,在2022年4月学校举办的“智无止境,创享未来”科技活动月中,他和团队设计发明的机器车在众多项目中脱颖而出,不仅得到了老师和同学们的好评,而且受到了专业人士的肯定。

曲江一中校长陈勇刚、副校长刘公潜观摩田玖烜操作机器车

在曲江一中,创新素质的培养已经成为全体师生的共识,而运用思维型教学理论指导各类教学活动则是其实现的重要途径。

除此之外,学校还将许多科技研发必备的基础技能,例如C++、python程序设计等引入校本课程,同时积极筹建STEAM教室和3D打印教室,为学生进一步发展创新能力提供丰富资源。

田玖烜和同学们在编程课上编写了机器车的运行代码,在3D打印室完成了初代小车的3D建模和板材的打印,在STEAM教室解决了控制器与电机、调速器的连接问题。30多次实验,同学们享受着探索带来的乐趣,乐此不疲。目前,田玖烜的机器车已经有了3.0版,实现了无线运行,正在朝着自动跟随的目标持续升级。

“我希望,有一天这个机器小车可以跟我一起,轻松地把桶装水运送到教室。”畅想着未来的应用场景,田玖烜的眼中闪着光,脸上露出兴奋的神情,“我相信我们一定能做出来!”

“不是老师教会了什么,而是学生发现了什么”

思维型教学理论引领下的完整课堂,包括六大基本要素:创设情境、提出问题、自主探究、合作交流、总结反思、应用迁移。这六大基本要素皆与培养学生的思维能力、提高学生的学习动机、促进素养的形成有紧密联系。而在教学过程中,落实六大基本要素、促进教学深度发展则成为关键。

“2021年6月17日9时22分,搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射。从化学学科的角度来看,大家知道火箭发射最关键的物质是什么吗?”在情境创设下,高一年级的王韵涵和同伴们燃起了对火箭燃料的极大兴趣,他们很快成立了研究小组,在自主探究中确定了“固态燃料的研究与研发”课题。

研发小组进行研究性学习展示

但是,大家很快遇到了第一个难题。由于固体燃料中含有一些危险化学物品,部分实验无法在实验室进行。“我们可不可以探究在实验室制备固体酒精的最佳条件呢?”小组成员谢华泽建议。在老师的指导下,大家集思广益,查阅了相关课本和文献资料,苏教版物理九年级上册教材和科粤版化学九年级下册教材都有提到燃料的热值概念,最终研究小组把重点放在了“提高固体酒精的热值”这个问题上。如何提高固体酒精的热值?此时,一个知识点成为了破解难题的关键。“我记得赵老师曾经讲过,油脂也有较高的热值。”小组成员惠天宇提醒道。

研发小组做实验结果对比总结

“固体酒精能否添加一些油脂来提高其热值呢?”循着这个问题,研究小组想到添加一定量的植物油,让实验得以顺利进行。“我们现在用的是橄榄油,效果较好。但是如果要广泛使用,橄榄油的成本就太高了。”赵丽芳老师引导小组成员进一步思考。大家想到“我们可以用废油,比如吃完饭碗里剩下的油,这样也能实现废物利用”。利用中午休息的时间,小组成员魏逸和崔皓恒通过分液的方式收集了一些食堂废弃的植物油。经过实验,这种油完全满足实验要求,大家非常振奋。

从发现问题到最终解决问题,思维型课堂给孩子们带来了许多真实的改变。“我最大的感受是:不是老师教给了学生多少知识,而是学生自己探索和总结出解决问题的思路和方法。他们从自己的兴趣出发,灵活运用课堂所学的知识,不断探索和实验,提升了自身的核心素养。”对于孩子们展现出来的科学精神,赵丽芳老师感到非常欣慰。

“体验的过程就是我最大的收获”

思维型教学强调对知识和方法的深度理解和在情境中的灵活应用,从而激发学生学习潜能。然而从学习到实践,学习潜能将以何种方式被激发则是问题的关键。

2021年8月的一天,一张新型实用专利证书寄到了即将要升入曲江一中高三年级学生惠泉皓的手中。他发明并申请的《打击机构、破门器和破击机器人》获得了国家知识产权局的认证。从一个想法出发,综合运用所学的知识和技能,完成一项发明专利,惠泉皓以自己的亲身经历让思维型教学理论在实践中开出了花朵。

“我注意到破门器等消防工具的改进可以大大降低消防员伤亡的比例,所以就有了这个想法。”惠泉皓回忆道。把想法变成现实并不是一件容易的事。“一开始我还没有什么头绪。有一次于老师在物理课上提到了仿生技术,让我们多观察生活中的力的现象,我就开始留意。后来,偶然间看到皮皮虾在攻击猎物的时候可以在十万分之一秒内将虾螯弹射出去,轻易就能破坏猎物的外壳,这给了我很大的启发。”结合课堂上学到的杠杆机械原理,惠泉皓广泛搜集各种资料,仿照虾螯的伸缩蓄力结构,绘制了草图。随着学校研究性学习的启动,他与同学们成立了研究小组,在于静老师的指导下,将辅助弹簧和共振原理引入设计,不断改进设计方案。

“最难的是,我们在安装激光切割的钢材零件时发现与预想中的不一样,组装上以后无法旋转。”为了解决这一问题,惠泉皓和同学们只要有时间就泡在学校的物理实验室里,反复调整电机与偏心轮的位置,无数次的实验终于找到了解决方案,顺利完成了发明。在小小的发明中,思维型教学让思维的深刻性、灵活性、敏捷性、批判性、独创性逐步落地。

总结研究经验,惠泉皓说:“不要拘泥于已有的科技产品,要把解决问题放在第一位;不要轻言放弃,要重点关注自己可以调动的资源,先做出一个试试看。”通过持续的探索和实验,惠泉皓一点一点把想法变成现实:“这份体验的过程就是我最大的收获。”但惠泉皓并没有止步于此:“在我的预想中,破门器只是安装在机器人身上的一个部件,如果可以的话,我希望未来有机会完成消防机器人的设计。”

发明小组做动能实验

思维型教学理论的提出者、现代教学技术教育部重点实验室主任胡卫平教授指出:“教学一定要注重培养学生的核心素养,而思维型教学的目标就指向核心素养。”在曲江一中,以核心素养为目标的思维型课堂,丰富了老师对教育的认知,让讲课成为一件幸福的事;触发了学生内心对知识的热爱和探寻,让学习成为一件快乐的事;激活了传统课堂教学模式,让创新成为一件自然的事。