基于乐高教育的小学科创课程创新实践

作者: 李文静

2023年5月,教育部等十八部门联合印发《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》,着力在教育“双减”中做好科学教育加法,一体化推进教育、科技、人才高质量发展。我校在多年的科创教育探索中,形成了“基于问题的项目式实践研究”的模式,并取得一定成效,在市、区科技竞赛中取得了较好成绩。但是,面向智能时代的新要求,原有的课程内容显得较为单一,创新性不够强。因此,学校融合乐高教育,积极探索科创教育的新方向。

一、课程实践,开启科创教育新篇章

在多方调研、尝试之下,学校将乐高创新教育融入校本课程,从小团队层级培养到普及课程实施,从问题情境、探究实践、反思研讨到总结升华,努力探索新时期创新人才培养的有效实施路径。

学校设计了具有互动性和灵活性的乐高教室,以适应不同教学活动的需要,并组建了由多学科教师组成的乐高科创课程实施团队,从课程设计、课程实施、课程教学、课程评价入手,运用跨学科理念,探索以学生核心素养为本的课堂教学模式。

比如,学生对学校门口的车辆拥堵问题尤为关注,教师带领他们设计了与之相关的系列单元课程《小车的运行》《智慧通行》。在课程中,教师指导学生组装小车机器零件,学会简单图标模块编程,实现小车的运行(前进、转弯、按压前进)。接着,教师带领学生认识力传感器,学习运用力传感器的作用灵活编程。在此基础上,再引导他们学会测算,科学调整信号灯,实现智慧通行。

基于生活问题开展探索和学习,学生体验到不一样的课堂,体会到解决问题的快乐,有效培养了他们逻辑思维的完整性、灵活性和创造性。

二、课题引领,探寻科创教育新路径

课题研究是联结课堂内外、提升教师专业素养的有效方式。科创团队基于学校教育教学的需求,以课题“乐高教育跨学科学习项目助推创新人才培养的实践研究”为引领,从面向创新人才培育的小学乐高“SPIKEPrime”跨学科学习项目设计与实践研究入手,探索教学策略、展开教学实践、整合课程资源,开启了创新型课堂的变革探究。

在课程实施中,从基础的乐高搭建技巧到涵盖了科学、技术、工程和数学等领域知识的编程课程,教师以项目式学习的方式分层组织和实施,注重团队的合作,让不同程度的学生都能获得实践带来的快乐。例如,根据中、高年级学生的发展特点,结合数智化劳动项目式课程的实施,基于乐高SPIKEPrime科创套装的使用,学校设计了《种菜小帮手》乐高课程,包括中年级课程《种菜小帮手——搭建乐园》和高年级课程《种菜小帮手——程序王国》。

《搭建乐园》主要围绕乐高SPIKEPrime科创套装开展。课程内容涵盖了基础的乐高搭建技巧、机械原理。学生需要分工合作,通过动手搭建,学习如何设计和制作一个模拟种菜过程的浇水器乐高模型。《程序王国》在《搭建乐园》的基础上,进一步深入探讨编程和自动化技术。学生将学习更复杂的编程知识,如循环、条件判断等,并尝试将这些知识应用于自动化种菜模型的设计与制作。

三、活动拓展,构建科创教育新格局

仅靠课堂实施科创课程是不够的,学校构建了“校内+校外”“国家课程+社团课程”“活动+比赛”等模式。以国家课程为根本,在面向全体学生的信息科技普及课中增加乐高教育课程元素,设计科学与信息科技融合的跨学科内容;在学校每周两节的社团课程中,以学生兴趣特长为先,组建梯队式的集训队伍,分学段开展进阶式课程学习;把校内外活动和赛事参与相结合,遴选有资质、有特长的家长加入指导队伍,共同丰富科创活动的内涵和外延。

每年的科技节是学校科创活动的盛事,更是学校科创教育成果的展示。教师们将科技节与体育节结合,设计了《让科技为运动测量——计步器》乐高课程,旨在通过乐高SPIKEPrime科创套装,让学生设计和编程一个计步器模型,探讨人在匀速行走时的动能,并通过统计步数来计算移动距离、平均行走速度和平均动能。学生将使用智能集线器内置的加速度计来检测沿三个轴的移动,记录加速度值,并生成图形显示加速度记录值的最大值和最小值,以此来计算步数。

通过实际操作乐高套装,学生将物理学中的动能概念与计算机编程相结合,实现了跨学科学习,提高了问题解决能力和技术应用能力。

四、结语

“向未来而教,为未来而学”不只是一句口号。在教育创新的道路上,我们一直在课程变革上努力探索,以乐高教育为抓手,推动教育理念与实践的深度融合,构建了学生爱学、乐学的课程体系,让他们从“玩”中学,在实践与思考中解决问题。接下来,学校将继续沿着这条道路前进,不断探索和完善,致力于培养能够适应未来挑战的创新人才。