教育

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乡村学校蝶变科创名校

中国教育报·2020/03/30

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2017年九江镇中科技教育工作年会
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九江镇中学生卢星羽、毛子明分别夺得第70届德国纽伦堡国际发明展金奖、银奖
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国培专家、九江镇中科技处主任刘志伟经常受邀到全国各地讲座
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学校小发明家向同学们介绍自己的发明作品
连续12年荣获全国青少年创造力大赛金奖;连续13年勇夺世界头脑奥林匹克中国区决赛全国一等奖;5次代表中国参加世界头脑奥林匹克决赛,4次荣获冠军、1次夺得亚军;学生创新作品获72项国家专利,在日内瓦、德国纽伦堡、美国匹兹堡三大国际发明展荣获11个金奖。广东省佛山市南海区九江镇初级中学(以下简称“九江镇中”)这个偏远的乡村学校,在强手如云的国内外科创竞技场上,摘金夺银,为国争光。
很多学生在九江镇中实现了低进高出。学校学生主要来自5所村办小学,得益于科技创新、知识产权教育,很多学生成长为小创客。这些成绩背后,九江镇中科技处主任刘志伟有很大贡献。30多年来,刘老师坚守乡村学校,以“创新引领发展”的教学理念,用科技创新教育激发学生创新意识,点亮学生创新人生。刘志伟也成长为国家“万人计划”教学名师、正高级教师,还荣获全国五一劳动奖章等超过50项国家级别荣誉和奖励。
近年来,九江镇中从科技教育“一枝独秀”,发展为创新、创客、STEM、知识产权等特色“百花争艳”。学校科技创新及知识产权教育正星火燎原,照亮广东、四川等地多所学校的创新发展之路,惠及数以万计的师生。
天时地利人和孕育“求异创新”教育理念
上世纪90年代,科教兴国上升为国家战略。科技是国家强盛之基,创新是民族进步之魂,创新人才更能适应未来发展。创新驱动、知识产权强国等相继上升为国家战略。南海区将科技创新转化为经济社会发展动力,明确未来的发展更需要创新人才引领。
春江水暖,先行者先知。为未来育人,培养区域乃至国家经济社会所需的创新型人才,是刘志伟从事教育的初心。早在1994年,他就顺天时、趋地利,借科技发展浪潮之力,勇担教育改革使命。
“创新中国离不开创新人才,创新人才离不开创新培养。”刘志伟将生物课堂和科技活动作为试验田,创立“勇敢同学”“创新同学”等荣誉,鼓励学生积极发言,勇于表达,践行新观点、新思路、新看法,大胆尝试,标新立异。经过不断摸索,凝练出“鼓励求异、引领创新”的教育理念,创建情境引入、探究学习、巩固拓展、创新发展这一层层递进的创新课堂教学模式。
先锋带路,同创精彩。九江镇中教师逐渐从以教为中心转向以学为中心。他们从现实生活、学生成长过程中,选取真实问题,引导学生综合运用各科知识动手实践,让学生在解决实际问题的过程中,把碎片化知识结构化。学生们从记忆性的学习走向操作性的实践,从单科学习走向跨学科学习。
要将中小学生培养成国家创新人才的未来生力军,科技创新、知识产权教育是必经之路。乡村学校学生在全国中小学生中占比较高,由于乡村学校基础薄弱,尚属科技创新、知识产权教育的“贫困户”。“天天是创造之时、处处是创造之地、人人是创造之人。如不能将乡村学生培养成‘创新火苗’,对创新驱动等国家战略将是重大的人才损失。”在刘志伟的带动下,2004年,九江镇中将“科技教育,创新点亮”定为学校发展理念。学校通过科技创新和知识产权教育,打响科技创新教育脱贫攻坚战,努力将更多乡村中小学生孵化成“明日科创之星”。
创新教育不是硬件资源的“军备竞赛”
“中考成绩差一分都上不了重点高中,搞科技创新浪费学生学习时间。”九江镇中刚推进科技创新教育时,部分学生家长及学校教师提出疑问。
不少学校受限于应试教育的惯性发展路径,只看重眼前应试成绩。由于很多学生家长对科技创新、知识产权教育不理解、不支持,九江镇中努力用多赢的事实,创造良好的开局。
在刘志伟的指导下,李锦婷等学生周末到学校附近的西樵山等景点,调研寺庙向游客收取“香油钱”等乱收费现象,分析原因,寻求对策、撰写报告。《南方旅游景点寺庙乱收费现象的调查报告》斩获广东省青少年科技创新大赛二等奖。同时,也并未影响李锦婷等学生的学习成绩。
部分乡村学校采用“单学科叠加式”的人才培养模式,创新教育和学科是平行线,未能纵横连接。学生接受零散破碎的学科知识和技能,难以培养出举一反三的能力。如何让创新教育与课业学习相得益彰?学生如何兼得应试成绩和创新能力?
“培养学生未来发展的核心素质,尊重知识和创新知识,是科技创新、知识产权教育的核心追求。该理念可与物理、化学等学科教学产生化学反应,推动学科教学科技化、科技教育学科化。”刘志伟勇于探索,引导很多教师打开学科课程创新之门,开发、利用、整合本学科的创新教育资源。学生在兴趣、探索、发展、创新的体验学习中,创新能力呈螺旋式上升。
学校教师区坤开在数学课上,鼓励学生探寻更便捷的新解法。学生李浩磊原来非常沉默,课堂模式创新后,他像变了一个人,积极探寻数学题新解法,主动回答问题,进步很快。很多教师在讲过压强等知识点后,通过带学生做喷泉等自主实验探究,让学科知识与生活现象衔接。
学生吴诗韵不但在世界头脑奥林匹克大赛中夺得冠军,学业成绩也屡创新高,中考语文作文拿到满分。广大师生和学生家长看到实在的效果,慢慢从不支持转为积极参与。
乡村学校开展科技创新教育时,还会遇上资金短缺、设备简陋、课程资源不足等“拦路虎”。乡村学校如在硬件资源等方面与城区学校搞“军备竞赛”,天然就处于弱势。但科技创新教育的效果不一定与资源投入成正比,并非一定需要高大上的器材,教学思维和方式更关键。
“乡村学校如能扬长避短,走出科技创新特色发展之路,可以超越城区学校。”在刘志伟看来,乡村学校有很多得天独厚的课程资源,鱼塘、果园、农场、种植园等都是身边的“富矿”。九江镇中科技创新教育因时、因地、因校制宜,就地取材让学生获得实践。
九江镇中把知识学习和社会实践、科技创新相结合,引导学生带着问题和任务,走进西樵山等自然大课堂。学生们以小组为单位,开展野外调研等探究性项目活动。他们在仔细观察、动手采集中,发现、提出、分析、解决问题,提升动手实践能力。
带领更多教师唱响创新教育“同一首歌”
一次性塑料袋使用情况如何?九江镇中教师卢相瑜带领学生深入调查、分析情况、撰写报告。该报告获得广东省青少年科学体验三等奖。而在两年前,卢相瑜还是创新教育领域的“小白”。刘志伟从如何策划选题到调研报告格式要求等,向他传授科技创新教育全过程的方法经验。
“一个人的力量有限,只有帮更多教师成为学生创新创造能力的‘火柴’,才能让科技创新、知识产权教育惠及更多中小学生。”刘志伟作为国家基础教育杰出人才,充分发挥省市名师工作室的引领辐射作用,帮带更多教师成长成才。
乡村学校科技创新、知识产权教育师资紧缺,相关教师专业水平不高,管理、激励机制较滞后,如何辟路前行呢?对基础薄弱的科技创新教师,刘志伟言传身教,带他们选项目、搞科研。在他的推动下,学校采取促胜任机制,帮年轻教师提升科技教育等方面的专业能力,储备科技创新后备人才。
区坤开是学校数学教师,动手能力强,能很快修好学校很多电器故障。刘志伟就把他拉入学校头脑奥林匹克教练组,让他带学生强化动手能力。
九江镇中努力发掘更多有特长、专长、兴趣的创新教师,让他们在项目化的创新教育中各展所长。学校还通过专题学习、沙龙研讨、课题带动,提升教师创新教育的专业能力。近年来,学校50%以上的教师参与了科技教育课题实践研究,并在开题、研讨、汇报、总结交流和成果推广中,不断学习、探索、思考、成长。
乡村学校如何完善激励机制,让教师想做事、能做事、做好事?九江镇中在每年科技教育协会年会上,全校领导谋划全年科技创新工作,重奖有所作为、贡献突出的科研型、创新型教师。学校还在教师绩效奖励中设立科技创新、知识产权教育专项奖。奖励先进的“组合拳”让学校营造出了良好氛围,广大教师争先恐后地带领学生创新创造,形成良性循环。
为让科技创新骨干教师成才成名,刘志伟挑选可造之材,通过科研引领,将其培养成教学名师。学校教师黎淑枝原来教学水平高,但科研能力欠佳。刘志伟就为她量身定制科研引领成长方案,指导她从学科日常教学中发现、解决问题,把感性认知总结为理性经验,知其然更知其所以然。黎淑枝带领学生在省级科技创新比赛中夺奖,相继荣获南粤优秀教师等荣誉。
自2010年以来,一批又一批省内外教师前来九江镇中参观考察、跟岗学习和挂职锻炼。刘志伟作为广东省基础教育“百千万”名教师实践导师、华南师范大学兼职教授,对他们用心指导,很多教师迅速成长。广东省惠州市龙门县龙城第一中学黄伟胜等5位教师成长为特级教师。他还培养出多位世界冠军教练和全国优秀科技辅导员,数十位省市优秀教师、学科带头人、骨干教师。
为助推国家贫困地区打赢创新教育脱贫攻坚战,刘志伟在四川、贵州等省贫困地区设立刘志伟创新专项奖,对热爱青少年科技教育事业、科技教育成绩优异的贫困地区中小学(含中职)教师进行奖励,指导学生夺得国家级别创新大赛(发明类)一等奖的教师奖励一万元。优秀教师受到表彰和培训后,更好地发挥示范引领作用,推动贫困地区科技创新、知识产权教育更上一层楼。
用“创课”引导学生打开“创新翅膀”
如何用A4纸、吸管、牙签等材料做成装置,帮小球攀高?在九江镇中科技课上,学生们小组合作,在头脑风暴中碰撞出奇思妙想,一起动手创造。他们有的做出让球滚下再滚上的斜坡,有的做出撬动小球的杠杆等装置。
“老师先演示,学生们再照葫芦画瓢,这样的实验对学生而言,不是创新而是模仿。”刘志伟指导学校科技课教师备好实验材料、设定目标后,就当好学生创新思维“助产士”,适时点拨,让学生成为创新创造的主角。
刘志伟带队做好九江镇中科技教育课程顶层设计。学校遵循兴趣性、多样性、渐进性、系统性等原则,基于学生的知识结构、认知能力,分年级、分阶段设置不同的科技创新、知识产权课程,积极打造金字塔课程体系,循序渐进、螺旋式上升。这类跨学科的体验性课程紧贴生活,通过直观演示、问题探讨、情景体验、实验探究、考察实践等多种形式,适才扬性。
为在每个学生心里播撒科技创新的种子,九江镇中自2004年就努力开发科技创新系列校本课程,以必修、选修方式实施。学校在初一、初二年级,每周及每两周各开设1课时必修课,总课时数为48课时。学校每周还在初一和初二年级开设科学思维方法等选修课,以讲座、课外实践等形式实施。
自2004年起,九江镇中每年都举办校园科技节。每届科技节都有20多项活动,融知识性、趣味性、科学性于一体,历时一个多月,各班学生参与率超过90%。
学校教师还在科技课、科技节上,积极发掘有兴趣和特长的好苗子。学生沈清兰的组织和表达等综合能力强,经常带组员想出好创意、做出好作品。沈清兰等特长生在课堂上“吃不饱”,就进入学校发明创造协会等十几个协会继续深造。他们在辅导教师指引下,进行更专业深入的学习和训练。
不使用外部能源,小车如何运输物资自行往返?沈清兰作为头脑奥林匹克队队长,带队利用重力势能与动能相互转换的原理,在创客电子实验室努力攻关。起初,小车车长与动力力臂长度不协调。教师授之以渔指出问题,学生自己动手,调整车身、力臂长度,小车顺利自行往返。
“学生提升创新创造能力的关键靠动手,他们需要能大胆创新的‘梦工厂’。”在刘志伟推动下,九江镇中建设了创客电子实验室、梦想空间和人工智能实验室等一批“造梦空间”,配备了车床、3D打印机等设施,让爱好创新创造的学生大有可为。
大型停车场就像迷宫,找车位费时费力。九江镇中“疯狂创客”学生团队研发了地下停车场智能引导机器人。该作品获得全国第14届青少年“未来工程师”大赛“爱创造智能作品”项目初中组全国总决赛冠军。
为让“创新之苗”茁壮生长,刘志伟根据学生特长,组建“疯狂创客”队、“创新风暴”队等。学生们在科技创新大赛中表现突出,大赛也激发提升了这些乡村学生的兴趣和信心,引导他们快乐求知、自信成长,走上科技“星光大道”。
给更多学生的人生增添万紫千红的光彩
“父母平时工作忙,没时间也不清楚如何给植物浇水、施肥。我就想发明一个可以定时定量浇水、施肥的智能装置。”在刘志伟指导下,九江镇中学生卢星羽研制出智能浇水施肥装置,在第46届日内瓦国际发明展上荣获金奖。
九江镇中通过科技创新、知识产权教育,因材施教,为学生们点亮了“创新之灯”。学生们从学习、生活中寻找问题,在科学课上学会创新创造方法,在社团、创新实验室合作造物、解决问题。
学生小曾很调皮,曾让很多教师头疼不已。刘志伟发现他动手能力强,就带领他多创造,指导他夺得全国青少年创意大赛金奖。小曾从“调皮大王”变身“发明大王”,他被澳大利亚一所高中录取。学生吴紫薇不但站上世界头脑奥林匹克领奖台,还学会用创新思维破解生活中的难题,受益良多。
这仅是九江镇中用创新之火点亮学生精彩人生,使得学生创新能力、学业水平、综合素养全面发展的缩影。学校很多学生受益于创新、知识产权教育,实现全面、个性、持续发展,一批学生被清华大学等国内外名校录取。近15年,刘志伟辅导学生拿到72项国家专利,超过100人次学生荣获国家级别以上奖励,其中国际发明金奖11项。刘志伟培养了超过100个小科学家、小创客,培养了数以千计的创新型学生,他们现已发展成为各行各业的技术骨干和创新精英。
《青少年科技创新实践》《农村初中科技创新之路》等专著,为很多中小学校创新教育探路领航。《中小学知识产权教学指引》将在今年4月由国家知识产权出版社出版,实现我国中小学知识产权教育教师用书零的突破。
这些著作、教材都是智慧的结晶,在科技创新、知识产权教育领域反响强烈。它们都是刘志伟总结归纳实践经验,辛勤写就。实至名归,刘志伟主持的“科技与创新”校本课程开发项目获国家级别教育教学成果二等奖,“基于初中生创造力开发的知识产权教育实践项目”获广东省教育教学成果一等奖。近15年,刘志伟主持多个省级以上科技教育改革课题,研究成果获15项省级以上奖励成果,两次荣获广东省教育教学成果一等奖,还创造了乡村学校在省级教学成果奖评选中连续五届获奖的佳话。
九江镇中从乡村学校蝶变为科创名校,相继获评全国教育系统先进集体、中国创新型学校、中国当代特色学校等荣誉。2019年,学校作为广东省中小学校的代表,在全国率先入选全国中小学知识产权教育示范学校。
近15年,每年有超过1000人次教育行政领导及教师来到九江镇中参观学习创新和知识产权教育特色。近两年,学校先后承办全国中小学知识产权教育研讨会等10多场省级以上知识产权教育研讨会、现场会,刘志伟多次受邀到全国各地作创新和知识产权教育方面的经验介绍和专题发言。2019年,全国中小学知识产权教育培训班教师走进学校现场观摩。学校科技创新、知识产权教育经验做法如同蒲公英,在更多中小学校生根开花,给更多学生的人生增添万紫千红的光彩。