深圳将构建全方位中小学科创教育体系
广东

深圳将构建全方位中小学科创教育体系

2021年11月29日 07:43:55
来源:凤凰网广东

探索分层培养 链接优质资源

深圳将构建全方位中小学科创教育体系

高中生机器人夏令营决赛在深圳市南方科技大学精彩上演。

一款新型智能消防面具,具有佩戴快速、火灾智能预警、滤芯过期报警、应急照明、实时监控、APP远程联动等功能,让逃生者能够快速脱离险情,提高火灾生存率;通过Arduino开源硬件+物联网技术,帮助家长实时监测孩子体温,且能根据体温变化动态降温,保证婴幼儿安全健康……

这些兼具创意与实用的项目,分别来自深圳市第三高级中学、深圳市第二实验学校的高中生团队。在第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛萌芽赛道中,上述项目均摘得创新潜力奖,其中新型智能消防面具项目同时还摘得最具人气奖。

据了解,从2019年中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛总决赛萌芽赛道项目创办以来,深圳累计获得金奖6个,单项奖“最具人气奖”2个,成为全国萌芽赛道累计金奖数最多的城市。

每年举行的深圳学生创客节,无数学生创客都会带着他们脑洞大开的创意作品进行展示或比赛。

在国内较早聚焦创客教育的深圳,近些年通过政策引导、资金支持、体系打造、生态链建设等一系列创新举措,深入推进科创教育工作,取得丰硕成果,科技创新也成为深圳教育一张闪亮名片。

科创教育如何调动更多孩子的积极性?如何更好解决师资、课程资源不足等难题?如何更好地先行示范……这是科创教育纵深推进中,深圳需要面对和解决的难题。

记者了解到,聚焦这些重点、难点,深圳未来将通过创新工作机制、构建科创教育课程体系、打造高素质科创教师队伍、建设一批有影响力科创教育特色学校、挂牌一批高水平科创教育实践基地、打造系统科创教育竞赛体系等途径,构建多层次、多元化、全方位的中小学科技创新教育体系,全面提升深圳中小学生以科学精神和实践创新为核心的创新素养。

撰文:南方日报记者 孙颖

摄影:南方日报记者 朱洪波

以“组合拳”系统推动科创教育发展

面对骑行人数增长,发明多功能智能安全骑行头盔,通过“倾斜传感器+LED灯模块”,骑行者身体自然前倾,头盔便会亮灯,提醒后车司机,前面有人。通过“超声波传感器+蜂鸣器”,当后车靠近时,头盔会发出声响警报,提醒骑行者靠边慢行。通过“按钮+蜂鸣器”,骑行者受伤时,可一键发出“SOS”声音求救信号;为保护医护人员进入病房时可能被感染,发明自主爬楼梯、帮医护人员运送药物的机器人;了解到货车刹车不及时频酿事故,发明大货车快速安全刹车装置……

这些酷炫且实用的作品,都出自深圳学生之手。观察可发现,深圳学生创客作品,几乎都是从生活细节中得到启发,且通过摸索实践将创意变成现实。

开放、交流、分享,接触前沿技术、激发创造潜力、动手将创意实现……“创客”所包含的教育意义受到教育界人士的认可和欢迎。

随着深圳经济发展方式逐步转变,人们也在思考“创新之都”深圳如何在基础教育上既回应“钱学森之问”,又为深圳创新驱动发展提供支撑?

在深圳市教育科学研究院中小学科技创新教育基地主任黄爱华看来,科创教育已突破传统边界,在很多方面实现融合式发展,“培养创新型人才的路径有很多,但科技创新教育是其中很重要的一个。深圳希望通过科创教育提升学生综合素养,培养具有原创引领能力的创新人才。”

在教育部教育发展研究中心副主任陈如平看来,深圳大力推进、发展科技创新教育的原因,与深圳打造创新型城市的城市定位、以创新驱动为主导的城市发展战略密不可分。

据了解,从上世纪90年代开始,深圳就把科技特色作为重要的学科特色来推动,在“十一五”“十二五”期间,深圳在科技学科特色基础上,进一步关注学生创新素质的培养。随着社会对创新型人才的呼唤,创新教育也由特色教育上升为深圳教育发展系统设计。

针对基础教育中存在的重分数轻素质、重知识轻能力等违背创新型人才培养规律的现象,深圳在2014年出台《关于进一步提升中小学生综合素养的指导意见》,在国内率先提出进一步提升中小学生品德、身心、学习、创新、国际、审美、信息、生活八大素养,在全面提升学生综合素养的基础上,鼓励学生在优势领域成长,培养特区新一代青少年。

“八大素养的出台,标志着深圳从政策层面开始推动科技创新教育。”深圳市教育科学研究院中小学科技创新教育基地副主任毋丹丹介绍,2015年市教育局出台《深圳市中小学科技创新教育三年行动计划》,则从顶层设计上进一步明确了创客教育行动方略。此后深圳推出的中小学创客教育课程建设、实践室建设、学科教育与创客教育融合等系列指南,则推动深圳中小学创客教育向标准化和规范化发展。

中小学科创教育百花齐放

周内每天下午4时半,在福田区红岭中学园岭初中部创客空间里,十多名初中生背着书包蜂拥而至,随即放下书包转身投入到各自“工作”中。正是这样一个看似普通的实验室,却在“孵化”着未来的创客和发明家——平均年龄只有14岁的他们,诞生了世界机器人大赛冠军和德国红点设计奖得主、国际青少年教育机器人奥林匹克竞赛机器人相扑比赛金牌获得者。

培养创新型人才不能空谈,最重要的基础是课程。记者了解到,深圳诸多学校努力开发相关课程或者面向全球引入好课程,科技创新教育呈现出百花齐放的态势。

在红岭中学园岭初中部创客空间,你会发现,智能无人车、大型激光切割雕刻机、3D打印机、人工智能套件、创客实验箱等科技设备一应俱全。这里还开设了程序与算法设计、人工智能、Arduino开源硬件、Solidworks三维设计、3D打印与激光切割、机器人、智能无人车等校本课程,以此培育学生提出问题、研究问题、解决问题、动手制作等综合能力。

走进光明区长圳学校创客实践室,创作区、加工区、器材区、多媒体区等每个区域都配套有相应的设施设备以供学生使用,探究室中不乏数控机床、激光切割机、3D打印机等先进设备。该校不仅开有自主开发的模拟飞行课程,也有引进的小发明研究课程、机器人课程、编程课程、3D打印课程、激光切割课程等。

在深圳市第二高级中学,创客教育已经实现全校普及,学校不仅为学生建设了现代化的“创客空间”,还自主开发了《爱上创客》课程体系,带领学生开展项目式学习。

值得一提的是,在深圳教育部门的鼓励和支持下,更多的深圳学校打开校门,通过项目带动,将各种企业、社会优质资源转化为课程资源,为创新人才成长搭建更多平台以及营造良好氛围。

如深圳中学与腾讯、华为、比亚迪等知名企业或研究机构共建创新体验中心,还与中国科学技术大学、香港中文大学(深圳)等国内顶尖高校强强联手共建创新实验室,把创客教育融进课堂教学之中。依托这些优质平台,以“项目式学习”为主要模式,以科技和工程为核心,结合数学、物理、生物、化学、政治、信息技术等学科,该校研发出一系列STEAM校本课程。

在中国科学院深圳先进技术研究院实验学校,有深受学生喜爱的“博士课堂”,中科院先进院为学校配备了以年轻领军科学家领衔的科学导师,开设有趣的科普相关课程,带领学生开启科学之旅。

除各学校的探索努力外,深圳教育也探索构建了课程供应新机制,即课程市场化,将好的课程资源引入学校,丰富可供学生选择的课程库。如讲述华为创新成长故事等接地气的课程受到学生欢迎。目前深圳已开发出700多门创客类课程。

创新人才不是教出来的,而要通过学生自身不间断的探索、研究,逐渐成长而来。深圳在“教”与“学”方式上也进行了一些探索,来培养学生创新意识和实践能力。如组织开展中小学探究性小课题研究,小学生、中学生每个课题分别资助1.5万元、2万元,同时建设优秀科技社团,每个社团给予15万元资助,还对学生创客实践室给予经费支持。数据显示,目前深圳已创建了200个中小学创客实践室、250个中小学生优秀科技社团,重点资助了近150门创客教育课程、2100项学生探究性小课题。此外,还通过推动学生创客实践室、手工作坊等建设,为学生创意成长搭建新空间。

近几年来,深圳多个区发力未来学校、未来教育,期望利用信息技术,通过空间、课程、学习方式和组织管理方式等的协同创新,最大限度满足学生个性化学习需求。

一系列“组合拳”,极大地激发了深圳中小学生的创新意识,推动了研究型学习的深入发展,深圳学生在国内外科创类比赛中频获大奖。如近5年,深圳获得全国青少年科技创新大赛一、二、三等奖共23项;获得国家国际级奖项近900项;累计有348名学生获得“小院士”称号,约占全国总数的1/4。

围绕课程、师资等重点将推出多项重磅举措

面向未来,深圳科创教育如何纵深发展?如何更好地先行示范?

在一些一线科创教师看来,师资、课程资源及如何更大范围调动学生积极性等,都是科创教育纵深推进需要解决的问题。

据了解,在深圳的中小学,创客教育多以科技和创客社团的形式开展,将其课程化且独立列入课表的学校并不多。“如果没有课时量来支撑,那么一门科创教育课程的效果就像蜻蜓点水。没有标准化的课时和固定的教学场地,只是说有这么一门课存在,科创教育只能成为过眼烟云,这股‘风’过了就没了。”深圳市第二高级中学创客教育研究中心负责人周茂华说。该校是中国最早创办校园创客空间的学校之一,目前创客教育在这里已实现全员普及。

师资、课程资源也成为科创教育深入推进的一大“拦路虎”。“创客教育涉猎的内容不仅包括机器人,还包括物联网、硬件、生物医疗等太多的东西,很多知识中小学老师是没办法解决的。比如有学生做了快速找癌变化的一个东西,需要医学、生物方面的专业人士指导,我根本不知道怎么帮他们去找。”深圳一高中创客教育负责人说。

“如何擦亮深圳科创教育名片,科技创新教育如何更好地先行示范,也是我们在深度思考的。”黄爱华说,教育行政部门、教育教学研究单位、科协等单位协同推进科创教育;链接高新技术企业、高校、学会等优质资源助力科创教育;引进更多科创名家引领学生,为他们播下热爱科学的种子;政府重视科创教育且出台一系列文件进行专业引领,打造区域特色;在粤港澳大湾区内进行科创教育课程、师资等多方面的联动,深圳在上述五大方面已有较好的实践,且积累了一些经验,希望在这些方面率先为全国作出示范。

针对科创教育师资、课程资源等难题,黄爱华介绍,深圳已推行科普名家进校园行动、科创成果共育行动,充分依靠市科协所属的协会、学会、研究会等社会团体的专业力量,指导学生完成科创项目,提高深圳科创教育水平;联合中科馆、市科协、高新技术企业、高校及科研院所等,共同推进10余个项目实施,正式授牌50所“馆校结合科技教育基地学校”,扩大科普资源共建与分享等;还推行创客实践室与科技社团建设行动,建设一批有影响力的科技创新教育特色学校,打造一支稳定的中小学科技创新教师队伍,培养一批科技创新幼苗。上述行动未来还会加大实施力度。

针对调动学生积极性,黄爱华称,深圳从今年开始推出中小学“明日科创之星”认定,并会建立“明日科创之星”英才库,为认定的每一位学生确立档案编号,希望通过机制创新,促进中小学创新型人才脱颖而出,做好中小学拔尖创新人才的选培工作,并为后期引导式培养和定期分流奠定基础。同时,今年底深圳将在光明区义务教育阶段试点科普教育学分制,目的也是从小培养学生对科学的兴趣。

黄爱华告诉记者,事实上,即将出台的《深圳市中小学科技创新教育五年行动计划(2021—2025年)》对科创教育工作机制、师资、课程等重点、难点,都有针对性更强、更有力度的举措。

比如在课程方面,将会研发具有深圳特色的科技创新教育课程,深入推进学科教育与创客教育融合;推动全市各中小学校平均每周至少开设一节科技创新教育课程;在中小学逐步推广人工智能相关课程等。在师资方面,将建设中小学专兼职科创教师队伍,并加大培训,同时实施科创带头人培养工程、加大科创教师保障力度等,提高科创教师参与创新科创教育的积极性以及专业度。

再比如在分层培养方面,将开展科创教育普及工程,全面提升全市中小学生科创能力,同时将通过成立深圳青少年科技创新院、“明日科创英才”计划等方式探索培养科创英才。

将以更大力度链接优质科创资源

“深圳科创教育在多年发展中取得了硕果,也为城市发展和人的创新能力培养奠定了坚实基础。”深圳市教育局直属学校责任督学吴希福说,深圳有一批高端创新实验室、创新龙头企业以及一批世界级科学家等,这些都是这座城市发展科创教育的自带优势。

陈如平认为,深圳已逐渐形成以城市创新为平台、以企业创新为龙头、以学校创新教育为基础、以构建阶梯式人才队伍体系为特征的完整创新体系,“在城市创新体系建设上,深圳走在全国前列。整个城市对创新力培育和应用的重视,反过来也将极大地推动整个城市的发展和经济特区的建设。”与国内其他城市相比,深圳作为新兴产业的集聚地,具备了推进科技创新教育的独特优势。

在专家看来,深圳要做的是在顶层设计上出台相关机制、搭建相关平台,更好地联动、链接这些优质科创资源,为科创教育所用。同时有优质科创资源的高科技企业、院校等单位也应该承担起社会责任,积极助力科创教育。

深圳大学中国经济特区研究中心副主任袁易明建议,深圳的高科技企业可以定期设立开放日,为青少年提供学科实践的见习基地或者提供参观学习的场所,“例如让青少年知道手机是怎么研发出来的、机器人是怎么造的、无人机是怎样组装的……这些生动的现场能够激发他们的思考兴趣,和创新思维能力。”

在袁易明看来,如果深圳科创企业承担起这份社会责任,从长远来说,对企业本身发展也有好处,“在这个城市里成长起来的年轻人具有创新素养,整个城市的人才环境会更充满活力。”他建议政府创造政策条件,引导更多科创企业承担社会责任,助力深圳科技创新教育,“依靠政府、企业、学校三个平行主体的共同努力,才能更主动、更直接地推动深圳的科技创新教育走深走实。”袁易明说。

吴希福则建议,政府可出台各企业单位科创教育资金投入比例,同时,各科研院所和基础教育学校也要有科创教育专项经费投入,并且对经费投入和产出进行严格考核,“持久下去,一定会结出不一样的果实。”

在链接优质科创资源方面,黄爱华透露深圳接下来也有一系列计划,比如将积极引导高新技术企业加大对教育的支持力度,充分发挥企业工程师的作用,在全市遴选一批具有专业优势、符合师德要求的工程师,建立“科技创新客座教师库”,并鼓励学校结合自身情况邀请专家到学校开展讲座、开展对科技创新教师的培训以及其他相关科技创新类的教育活动;在学校、企业、科研院所、科技馆、青少年活动中心等单位遴选一批社会责任感强、课程内涵丰富、具有较强教育实践意义的科技创新教育实践基地,并进行授牌等。

记者 孙颖

来源 南方日报