乡村学校开展科技教育常遇到一个普遍的困境:学生对科学充满好奇,但能接触到的科学课程大多是偶发性的——一次科普参观、一场实验演示,来得快去得也快,很难沉淀为持续的学习体验。2018年,山东省滕州市龙阳镇学区在上司堂小学建设龙山乡村科技馆,创设丰富的科技教育课程,努力给学生创造系统化的深度学习情境。 建馆之初,龙阳镇学区就对科技馆的功能作出明确界定:科技馆是服务日常教学的课程实施场域,而非集中参观的展示空间。馆内规划了创客中心、无人机制作室、机器人实验室、虚拟实验空间和国防教育学习区域。这些功能区被整体纳入课程框架,按照“认知原理—动手操作—综合应用—反思提升”的学习逻辑加以整合。以无人机课程为例,学生需要依次完成结构认知、零部件组装、程序调试和试飞改进,任何一个环节出了问题,都必须重新排查——组装时螺丝没拧紧,还是程序参数设置错了……虚拟实验课程同样如此,学生完成操作后,还需要对系统生成的数据进行记录、分析和表达,深度学习正是在这样的流程中发生的。各功能区并不孤立。为了解决一个问题,学生往往需要在几个区域间来回穿梭——在虚拟实验室弄懂原理,到创客中心动手制作,再去测试区反复调试。几次体验下来学生就明白了,在科技馆中要体验的是一种需要动手动脑的学习,与走马观花式的游览完全不同。 空间有了课程化设计,内容则需要体系化支撑。龙阳镇学区将科技馆学习纳入区域课程规划,围绕学生认知水平和学习深度构建了“科创+”三层次课程结构。 基础课程解决“理解”的问题,通过科技史讲解、展品原理解析和生活案例分析,引导学生认识科技发展的基本规律,理解科技与社会生活的关系。这一层不强调学生动手操作,而是帮学生搭建一个认知框架,让他们明白科学是解释世界的一套方法,不是一堆孤立的公式。 实践课程突出“做中学”,以项目化学习为主要形态,设置机器人编程、无人机制作、虚拟现实实验、废旧材料再设计、土豆发电等内容。实践课程不以完成既定步骤为目标,学生需要经历“设计—制作—测试—改进”的完整流程。例如,在“废旧电池再利用”课上,一个小组的方案进行到第三轮还是失败了,小组里一个女生在实验记录本上写道:“我们一直想让它‘发电’,但其实应该先搞清楚电量还剩下多少。”这种在试错中生长出来的反思,正是课程希望达到的效果。科技馆里积累了一批这样的实验记录本,里面有数据,也有涂改、批注和草图。教师在这一过程中承担学习引导者和支持者的角色,通过问题提示、过程指导和阶段反馈提供学习支架,不直接给出答案。 拓展课程引导学生进入更开阔的议题领域,讨论信息安全、人工智能发展趋势与科技伦理等问题。这些问题没有标准答案,思考本身就是收获。三层课程在不同年级循环上升,同一个学生可能在低年级接触过土豆发电的基础实验,到了高年级再回到这个主题时,就需要从能源转化的角度进行更深入的分析和设计。 国防课程是科技馆中与三层课程结构并行的另一条主线,设置武器模型认知、作战沙盘推演、模拟对抗训练和航空航天模型学习等内容。武器模型认知课上,学生按照真实装备的图纸制作缩比模型,比例算错1毫米,拼装时就会失败,这种精度的要求本身就是一种教育。沙盘推演课上,学生分组对抗,每组都要设计战术方案、分配角色,根据对方行动实时调整策略。输赢不是重点,重点是在对抗中理解协作与决策的关系。两门课程通过主题化设计实现融合。在“卫星导航与国家安全”“无人机技术的多元应用”等项目中,学生既要理解相关科技原理,又要分析其在国防建设、应急救援和社会治理中的实际应用,实现科学素养与价值引导的同步生长。 课程的稳定运行离不开课程研发团队支撑。龙阳镇学区以校内科学教师为主体,吸纳科技馆工作人员、退役军人和社会志愿者共同参与课程实施。起初,大部分教师是科学课的“兼职选手”,上课主要靠说明书和操作手册。学区通过定期培训、联合备课和实践反思,逐步推动教师从“活动组织者”向“课程设计者”转变。几年下来,教师能独立设计课程方案——把一个科技项目拆成可执行的课时,预判学生在哪个环节会遇到困难,也知道什么时候应该干预,什么时候应该等待学生自己解决问题。各实验室依据课程需求配置设备,根据教学反馈持续更新调整,同时通过课程指南、操作手册和数字化资源建设,为学生自主学习和教师教学提供稳定支持。评价方式上注重过程性评价,通过学习记录、作品展示、合作表现等维度呈现学生的成长轨迹。 近年来,科技馆的育人效果逐步显现。学生在科技学习中的参与度和专注度明显提升,动手实践能力、团队协作意识和问题解决能力不断增强。师生作品在山东省青少年科技创新大赛、山东省信息素养大赛等省市级赛事中屡获佳绩,部分课程成果被应用于实际场景,实现了从研究成果到真实产品的转化。科技馆累计接待全国各地76个考察团交流学习,为乡村中小学因地制宜推进科技课程建设提供了实践参照。 龙山乡村科技馆8年探索的核心经验可以归结为:把场馆变成课堂,把体验变成课程,让科技教育从一次性活动沉淀为持续性的学习过程,让学生在深度学习体验中获得真实成长。 (作者单位分别系山东省滕州市龙阳镇龙山屯小学、山东省滕州市东郭镇中心小学)
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