基于项目教学建构工程理念培养学生探究创新能力

/ 北京科技大学附属中学

项目课程是学校的发展类课程，是为了满足学生兴趣需求，突出个人特长而开设的。学校基于STEM类课程教学内容，设计校本课程开发的模板框架，发挥位于学院路地区优势，整合和借力学院路地区的科研院所和大学资源，激发学校教师项目课程的研发潜能，开设了系列的校本项目课程。近年来，科大附中作为北京科技大学的对口支持单位，利用大学的科技工程资源，设计项目教学，注重工程（E）实践，培养学生善思考、勤动手、重探究、能创新的科技工程素养。“十三五”期间，学校申请立项了海淀区“基于STEM理念的项目教学实践研究”的区级重点课题。

以项目教学为驱动，提升科技工程素养。项目教学与STEM教育的理念有高度的契合点。项目教学， 实质上就是一种基于建构主义学习理论的探究性学习模式，强调应在合作中学习，在不断解决疑难问题中完成对知识的意义建构。

学校组织各学科教师开展基于单元整体设计的深度学习的教学实践研究，STEM类课程各学科老师依据单元主题、理清教学内容、进行学习者分析、确定教学目标、设计教学项目、实施项目学习。同时，物理、化学、生物学科教师还借力北京科技大学实验室资源和专家资源，依据学生学情，合力打造基于单元整体设计的综合项目教学活动。学生以小组合作学习的方式，走进科大实验室，围绕单元教学内容，在真实的实验情境中开展深度探究学习。如此一来，不仅落实各学科核心素养，而且引导学生依据科学知识，创新技术手段，遵循工程实践过程，有序地完成项目学习，提升学生的科技工程素养。

目前，技术学科教师已经将项目学习作为落实技术学科核心素养的主要教学策略和方法。例如，通用技术教师引导学生根据自己生活需求设计项目，设计了创意笔筒、多功能储物盒、定位小车、多功能电脑支架等项目，让学生经历项目技术设计的全过程，落实能够建构一定的方案构思、图样表达、工艺选择及物化能力等学科核心素养。

开设校本项目课程，注重工程实践。科学重在发现，技术重在发明，工程重在建造，用工程实现科技应用，改变世界，服务人类。基于项目教学，通过有序、系统的工程实践过程，培养学生设计、构思、实施和执行等工程素养，练就学生综合运用知识解决实际问题的能力，凸显了学校STEM课程的工程教育特色。

案例一：机器人创客项目课程。借力北京科技大学的思创实验室资源，开设机器人创客项目课程。在科大老师和学校合力引导下，学生分组合作，确定某种功能机器人设计的项目主题，根据现实生活方面的实际需求，开展设计和制作机器人的调研活动，收集相关资料信息，以支撑机器人设计的构思，根据构思细化机器人制作的流程，进而按照流程以小组合作探究的方式落实机器人的制作过程，在制作过程中，还要根据实时遇到的问题，不断学习新的知识和技能，选用新的制作器件和设备，运用新的工程制作工艺来完成机器人的制作。机器人制作完成以后，还要进行测试、修改、调整和完善，直至达到最初的项目设想。

近年来，学生设计的POS智能耳机、三角警示机器、智能环境调节器、Nokey智能锁等机器人项目，在全国、北京市、海淀区等各级竞赛都取得了优异的成绩。

案例二：服装设计项目课程。服装设计课程是通用技术的选修课程，学校通用技术的张霞老师和美术的徐静老师以学科融合教学理念，每学期基于中国民族传统服饰元素，根据不同时期的元素确定一个项目主题，引导学生以小组合作的方式运用传统元素结合当今的时尚需求，开展服装设计项目探究创新活动。张霞老师从工程技术流程指导学生的项目活动有序推进，徐静老师以美术设计的眼光指导学生服装设计体现中国传统、迎合当今时尚。自2014年以来，学校服装设计项目课程的成果丰硕，连续4年在北京市普通高中通用技术服装及其设计竞赛中荣获团体一等奖。

学生项目课程的学习过程，以一个项目贯穿整个学期，运用科学知识，采用技术手段，设计工艺流程，渗透审美思想，在完成项目的实践过程中真切地置身于工程实践，内化了学科核心素养，提高科技工程实践和探究创新能力。