青少年科学创新实践工作站:探索综合育人新模式

2021/10/29 17:31:48    来源:解放日报    作者:龚洁芸 凌贤哲    

  

  同济大学物理科学与工程实践工作站

  

  复旦大学环境与健康实践工作站

  

  中国科学院上海光学精密机械研究所物理学实践工作站

  在上海市承担国家新一轮(2014年)教育综合改革领头先行任务的大背景下,自2016年起,上海市教育委员会和上海市科学技术委员会共同贯彻落实《教育部关于加强和改进普通高中学生综合素质评价的意见》《上海市深化高等学校考试招生综合改革实施方案》等文件精神,根据《上海市普通高中学生综合素质评价实施办法(试行)》,结合上海市青少年科技教育工作实际情况,在全市范围内组织实施“上海市青少年科学创新实践工作站”项目(以下简称“项目”)。

  2021年是项目实施的第5年。过去的5年,项目实现了站点体系有度扩容、课程教学有效实施、课题研究有序开展、育人质量有力提升。

  合力提升青少年科创教育

  科学精神如何养成?创新意识如何培养?科学研究到底怎么进行?如何提问,如何将兴趣和好奇心发展成“探究”?科创素养是综合能力,需要集社会之力一同探索培养路径。

  经过5年的建设与实践,项目形成了市级总站、专家委员会、工作站和实践点的多层次实施体系。截至2021年10月,共在本市13家高校、5家科研院所中遴选成立33家青少年科学创新实践工作站,与此同时,先后设立对接实践工作站的实践点132个。随着项目的实施力度逐年增强、覆盖面的不断扩大,2021年学生参与人数在2016年的基础上增长了40.1%,反映了已有工作站在人才培养方面的显著工作成效。

  5年来,项目共有来自225所普通高中的17542名上海市高中学生参与,占到了上海市高中(2015~2021级)学生总人数的5%。

  上海中医药大学中医药实践工作站站长李赣介绍,上海中医药大学中医药实践工作站通过“站—点”联动,以激发兴趣为主,注重科学实践过程中的思考,在考核中突出学生的创新性试验设计;同时以中医药文化浸润让学生感受大医精神和人文关怀,通过科学实验和创新提升学生专业实践和科学创新能力。

  上海天文台天文学实践工作站左文文老师介绍,上海天文台天文学实践工作站为青少年设计太阳系天文、数据挖掘、恒星天文及引力和对地技术研究4个方向的12个课题,为学生全面体验天文科学实践课程提供了平台。

  抓实防疫保障优质师资课程

  2020年初,新冠肺炎疫情突如其来。针对当时的疫情实际情况,总站迅速做出反应,通过调研及时排摸了解各站课程线上教学的可行性,与29家工作站共同调整了授课形式及课程内容,克服环境与条件的制约,适应新模式,开拓新渠道,3次修改并审定课程。6月,启动2020年度高中实践工作站招生工作,共录取高一学生3137人。8月底,29家实践工作站全部完成线上开学。7月至12月间,学员在各工作站完成课程学习及课题研究、评优等工作。

  总站协同29家工作站,在课程中加强防疫科普教育、增加病毒防疫相关研究课题,普及疫情防控知识的同时,坚持立德树人。29家工作站中的27家在科普活动、基础课程及课题内容等3方面加强了防疫科普方面的教育。

  医学方面,上海中医药大学中医药实践工作站除教授常规防疫科普教育内容外,还邀请曾在武汉抗疫一线工作过的医务工作者及研究人员开设科普讲座;物理学方面,中国科学院上海技术物理研究所电子科学与技术实践工作站结合本研究所学科方向,针对此次疫情开设专题讲座和体验课程——红外测温仪的原理和应用;环境科学方面,上海理工大学环境科学与工程实践工作站开设环境与健康安全专题讲座,针对室内外空气质量关联性的风洞实验研究这一课题,指导学员从空气扩散和流动角度开展病毒传染特性研究。

  经过5年的运行,项目充分挖掘高校及科研院所教师资源,组建师德品行高、专业底蕴深、教学能力强、教育视野宽的辅导教师团队。2021年,实际运行的29家工作站共有772位教师参与,具有职称的教师547人,师生比接近1:6。其中,正高级职称教师171人,副高级职称教师196人,高级职称教师比例达到67.1%。闻玉梅、杨雄里、薛永祺、匡定波、褚君浩等成就卓越的院士、知名专家的演讲,点燃了青少年不畏艰难的求索热情,涵咏心系天下的人文情怀。

  工作站以“普及”和“提高”为导向,针对学生年龄阶段、认知能力和知识结构特点,将高中知识与大学知识有效衔接,量身设计定制课程。课程由基础课程和研究课程两部分构成:每家工作站提供不少于10个课题研究方向供学生选择。

  以华东师范大学生物学工作站为例,工作站培养方案要求包含10个以上科学创新小课题题库方案,题库中的课题保持均衡难易水平,供学生选择。项目实施5年来,共开设生物学、医学、化学、计算机等13大类课程,直接指导近两万名高中生完成科创研究学习80余万课时,完成课题研究近两万项。各工作站发挥专业优势,转变教学模式,丰富教学活动,呈现出诸如上海大学数学工作站2+2+4基础课程和16+4+8+4研究课程样式、上海交通大学网络空间安全实践工作站慕课教学及翻转课堂教学模式等一批特色课程,形成了一批适合中学生开展研究学习的科创课题库。

  创新实践硕果累累

  项目注重学生学习过程,遵循青少年成长需求、认知特点和创新实践教育规律,培养了一批优秀的科技创新后备人才。

  以激发学生学习兴趣为驱动,以学生学习创新为核心,实践工作站基于高校教师课堂实践的优秀经验萃取,采用教学科研与课题实践相结合、专业教学与科技实验相结合的模式,组织开展高校开放日、科普教育基地参观、高科技企业参观、科普夏令营等丰富多样的实践活动课程。学生们走进纺织博物馆,了解中国纺织技术、服装文化、品牌时尚;走进中国科学院,做一回小小科学家,了解生活中的光纤技术;走进医院实验室,学会急救互救的技能。这些课程激发了学生的好奇心、求知欲。

  经过5年的实践,工作站项目取得丰硕成果,创新人才培养的体制机制初现成效。其中,工作站的一些成果已经转化为学校校内的课本资源,如华师大生物学实践工作站指导工作站学生的研究性课题,基于实践已经转化成为高中生物教材中的探究实验案例。

  工作站的实践学习也成为学生们发展兴趣、实现理想的平台。来自上海市崇明中学的倪雨清同学是2016年复旦大学基础医学实践工作站的学生,在工作站的学习时光中深深感受到“健康所至,性命所托”,立志从医的她被录取为复旦大学附属医学院临床八年制的医学生。来自上海市高境第一中学的邹一鸣同学,是2020年华东师范大学化学实践工作站的优秀学员,他自小身体就不好,对他而言,科学探究是陪伴他走出人生低谷的挚友。他立志学习化学和医学专业,为更多的疾病找到解决方案,他的梦想是做一个快乐的有温度的科研人。这名来自普通高中的学生,因为参加了工作站的研究学习,获得了“明日科技之星”荣誉称号,参与了第三届世界顶尖科学家论坛,并在“小科学家”论坛上发表演讲,参与了第四届世界顶尖科学家论坛前瞻会议“WLF议题大会——科学共享新生态”。

  上海市教育委员会副主任倪闽景充分肯定了上海市青少年科学创新实践工作站项目的价值。他提出,调研发现中小学阶段有过科技创新经历的孩子在进入大学选择科技相关专业的比例很高,科技教育有“窗口期”,高中阶段也是形成“志、趣、能”合一的最好阶段。他希望项目能继续整合资源形成合力,努力构建更完备的初中、高中青少年科学教育体系,通过精妙课程、严谨组织和过程评价,同时进一步为青少年创造创新和展示空间,搭建综合素养教育平台,为上海建设全球科创中心培养后备人才。