常州市教育科学“十四五”规划备案课题

提升初中生科技素养的校本课程开发

常州市田家炳初级中学 缪洁

一、已有基础

我校历来重视科技教育，关注学生科技素养的渗透与培养。早在2012年5月之前，我校作为市科技特色学校——常州市田家炳实验中学的分校，每年组织学生参加各级各类机器人、信息学、中小学电脑制作活动、创客等科技类竞赛，多次获国家级一、二等奖，省级一、二、三等奖，并获评“江苏省青少年科学工作室”称号。2012年9月，我校首次以独立校身份参加常州市科技创新大赛，获“机器人轨迹”一等奖。2015年校青果机器人俱乐部获“常州市中学生优秀社团”表彰。

项目组由七位来自不同学科的优秀教师组成，他们拥有丰富的科技项目辅导经验，引领着学生在各个项目活动中积极探索不断创新。陈薇老师曾主持过国家级子课题，在省市级刊物上发表多篇论文，市青少年空天科技竞赛优秀辅导员，辅导学生旋翼赛物流搬运赛获一等奖，肖鹏和缪洁老师多次辅导学生参加国家级、省级和市级比赛并获奖，个人获评“优秀机器人教练员”荣誉称号。徐芳老师获江苏省信息技术评优课《机器人的行走》二等奖，常州市优秀班主任，辅导学生参加金钥匙竞赛获省特等奖、一等奖等荣誉。在2019年WER教育机器人世界锦标赛上，我校学生又获得了普及机器人初中组一等奖的佳绩。

学校机器人课程中心的建设稳固扎实，学校重视投入，经过多年的科技教育活动开展，我校已储备教育机器人活动设施、3D打印创客教室、智能设计课程所需软硬件设备，并设置有计算机网络教室、3D打印教室等活动场地。

近年来，我校机器人、3D打印、智能设计等科技类校本课程保持每周开展一次。

在课程开展时，爱好科技的学生们将以小组合作的方式，学习有关硬件结构搭建与软件平台编程的相关知识，并根据任务目标开展需求分析与模型设计等活动。课程中，他们为完成一个个主题项目而不停探索与实践，为后期开展综合性比赛打下坚实的基础。课程结束时，将进行集体展示活动，评比“优秀学员”并颁发证书，激励学生在科技活动中不懈追求科学梦想。寒暑假期间，学校也会开设各种类型的冬令营夏令营活动，学员们在指导老师的带领下，与兄弟学校学生爱好者相互交流切磋，在实践中提高自己的科技素养。

二、课题的核心概念及其界定

1. 科技素养：美国“2061计划”对科学素养的定义是：“熟悉自然界，尊重自然界的统一性；懂得科学、数学和技术相互依赖的一些重要方法；了解科学的一些重大概念和原理；有科学思维的能力；认识到科学、数学和技术是人类共同的事业，并认识到它们的长处和局限性。同时，还应该能够运用科学知识和思维方法处理个人和社会问题”。科学素养包含三个维度：一是科学知识维度；二是科学技能方法维度，包括科学方法和科学技能两个因素；三是科学观念维度。本课题针对初中学生特点，以第一第二维度，重点培养和提升学生科技素养，将学生的科学知识与科学技能综合训练开发，让孩子们在进入充满期待的信息社会时，将越来越多的未来场景一步步变为现实。

2. 校本课程：校本课程是学校自主决定的课程，它的开发主体是教师。教师在实践中，对自己所面对的情景进行分析，对学生的需要做出评估，确定目标，选择与组织内容，决定实施与评价的方式。本课题着眼于科技类校本课程，整个课程体系将由学生、教师、智能设备、计算机共同参与。学生是探究者、发现者同时也是创作者，教师是支持者、引导者，同时也是组织者。近年来，从初中开始，对学生的要求正在向能力化、素质化、个性化、综合化的方向发展，各学科考试更体现了这一点，而科技类校本课程开发的目标和方向可以发挥学生的个性和特长，促进初中生进行各学科融合学习，综合应用各方面知识，有创造性的解决各类问题。

三、研究目标

   1.学生层面：通过科技系列校本课程提升学生核心素养，激发学生利用现代科技技术创建帮助人类构建更美好社会的情感；同时，我们把具有青果文化特色的文创产品融入到3d打印作品中，比如青果笔筒、我校原址复刻等，来感知我们学校的文化魅力，激发学生的爱校心，；

2.教师层面：让一线教师跨学科合作投入机器人课程开发、青果文创作品3d打印设计、智能种植课程设计的开发与实施研究中，加强课程意识与开发能力，拓展视界，提升素质，促进教师队伍的专业化发展。

3.学校层面：积极进行此类校本课程开发可以促进学校科技特色的建立，发扬学校青果文化。

4.区域层面：形成初中科技系列校本课程，提炼总结校本课程开发与实施策略，为初中学校开展科技教育提供理论指导与实践借鉴。

四、研究内容

1.以“万物互联”为主题的机器人校本课程：侧重机械结构设计与任务达成模拟，学生通过任务分析来感受机器人构成三大要素感知,决策,行动，激发学生利用智能技术帮助人类构建更美好社会的情感；

2.以“青果文化”为主题的3D打印创客课程：侧重设计创造，把想法变为现实，学生通过用3d打印设备学习打印青果笔筒、我校原址复刻、对未来我校畅想等具有青果特色的文创作品，来感知学校的文化魅力；

3.以“美化校园”为背景的智能种植设计课程：侧重方案设计，通过本课程的学习，学生要能设计出一种智慧种植的方案并进行实践。通过本课程的学习，学生能感受信息技术和工程在生产生活中的应用价值，感受技术给生活带来的便捷，感受科技给生活带来的美好。

4.构建学校科技类课程校本系列：依托学校文化特色，结合自身初中学校的实际情况，以及我校的办学理念、特色发展方向及办学目标，设计构建我校的科技课程改革方案。

五、研究过程

课题准备阶段（2021.6—2022.1）

课题实施阶段（2022.2—2022.10）

结题鉴定阶段（2022.10—2023.6）

1、课题准备阶段

（1）开展文献与调查研究，确定研究课题，理清核心概念，阐释和完善核心概念的界定，进行课题申报工作。

（2）确立课题组成员，组建教师团队，明确成员分工职责。

（3）健全课题研究制度，确保研究长效发展。

（4）制定课题具体的研究计划。

2、课题实施阶段

（1）开展课题研究，进行广泛的文献调研，集体研讨，构建多维度的课程体系。

（2）在课程体系指导下，教师团队依据个人研究专长结合高中生认知特点，进行高中人工智能校本课程的具体开发建设工作。

（3）在课程方案的指导下建立科学课程体系和教学计划，实施课程，并保证教学的正常。

（4）定期召开专题报告会，定期组织教师跟进教学观察、分析和反馈，完善课程，提炼总结。

（5）定期组织教师团队进行线上线下相结合的专业技能培训，不断提升业务水平。

3、结题鉴定阶段

归纳整理课题研究过程的一手资料和研究成果，如开发的课程、课程中的案例（项目）资料，撰写发表研究论文，收集案例实录，形成校本课程集，建立课程资源库，申请结题。

六、研究方法

1．文献资料法：

通过对国内外有关国文教学生活化、课内外结合等文献的收集和研究，使课题研究的内涵和外延更丰富，更明确，更科学。争取在现有研究水平的基础上有提高和突破。

2.行动研究法：

结合教育教学实际，在实际的教育教学环节中，通过个案分析和作品分析等，对个体的发展进行跟踪调查，及时改进研究措施。

3．经验总结法：

在教学实践和研究的基础上，根据课题研究重点，随时积累素材，探索有效措施，总结得失，寻找有效的提高课堂教学效率和提高学生实际运用、实践能力的方法。

4案例研究法：科技课程内容本身并不是单一的知识点，而是以贴近实际的项目为载体，具有情境性、复杂性、综合性、实践性等特点，不宜采用传统的“讲授”式教学，更适合应用情境化、基于问题、基于案例的教学模式。通过收集学生实践制作校本课程典型案例实录，研究分析并加以反思。

七|、研究分工

八、预期研究成果