整合创新促进学生自由成长_stem论文

整合创新促进学生自由成长_stem论文

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      当前,我国正处在社会发展转型期,作为未来社会建设者的青少年学生的能力发展是亟待全社会着力解决的问题,也是各级各类学校正面临的挑战。

      教育应该是自然的,应该遵循生命的本然唤醒和呵护学生沉睡的或被压抑的创新意识;但教育又不完全是自然的,学生的创造能力需要我们有意识地培养。中学阶段的教育必须着眼于基础,所以我们无需期待所有的学生在中学阶段就能有所创造、有所发明。但我们应该为所有的学生打好“创新取向的基础”:培养学生的科学精神和人文精神;让学生的知识世界和生活世界融合起来;有效地转变学生的学习方式,使他们从心底里产生热爱学习、热爱探究的情感。

      一、五十载办学成果积淀

      南京外国语学校(以下简称“南外”)是在周恩来总理直接关怀下于1963年创办的全国首批7所外国语学校之一。历时50多年的办学过程,南外为国家培养了一批又一批外语特长、文理并蓄的国际化复合型人才,成绩骄人。南外共开设英、德、法、日四个语种,现有在校生4150余人。南外具有鲜明的外语教学特色和卓著的教学成绩。优质的师资、小班化教学的模式、多样化的课程设置、频繁的对外交流机会,为学生在中学阶段的外语学习提供了极为有利的条件。迄今为止,南外已为国家输送了数百位优秀的外交骨干人才,其中有10多位校友出任中国驻外大使,40余位校友担任国家驻外参赞、商务官或武官,40余位校友先后在邓小平、江泽民、胡锦涛、习近平等党和国家主要领导人身边工作,南外的校友中还有5位将军。更多的优秀毕业生在国内外金融、商业、科学、教育、经济、文化等领域取得了杰出成就,成为各行各业的领军人物,成为国家所需要的栋梁之才。

      在具有优良的外语教育优势的同时,南外也具有突出的文理科教学优势,为学生的“文理并蓄”奠定了坚实的基石。在国际奥林匹克学科竞赛中,学校学生先后荣获8枚金牌。近3年,南外学生有数百人次在信息学、数学、物理、化学、生物等学科竞赛中获国际、全国和省级一等奖。仅2014—2015学年,南外学生就先后获得了第27届国际青年物理学家锦标赛金牌,第三届世界青年自然科学锦标赛冠军,2015年美国高中物理竞赛中国区第一、全球第二等骄人成绩。同样,在省级以上的各外语类、文科类、演讲类、风采大赛类比赛中,南外学生捧回众多的特等奖、一等奖奖杯。除了丰富的校本课程之外,南外具有丰富多彩的校园文化,为学生锻炼能力、张扬个性、展示特长提供了广阔的舞台。南外生动活泼的校园文化,培育了学生自主、自信、自强的精神气质。

      同时,南外有频繁的国际交流活动。国际化的视野为南外的发展带来勃勃生机,各种不同背景的文化在校园里交相辉映。学校与美国、英国、德国、法国、日本、澳大利亚、新西兰、波兰、丹麦、荷兰等国家的40余所中学建立了友好姐妹学校,彼此间的国际性双向交流活动日益频繁。

      近些年,南外有大批优秀学生被国内外著名大学录取,如中国清华大学、北京大学、南京大学、浙江大学、复旦大学、武汉大学,美国哈佛大学、耶鲁大学、普林斯顿大学、斯坦福大学,英国剑桥大学、牛津大学,加拿大多伦多大学,法国巴黎政治学院、法国综合理工学院,德国慕尼黑大学,日本早稻田大学等。同时,南外的高考升学率连年在江苏省、南京市名列前茅。

      二、新时期培养目标定位

      在全球化进程迅猛发展的今天,在面向世界开放办学的同时,南外清醒地认识到基础教育在传承和维护民族文化独特性与独立性中的重大责任,意识到学校一方面置身于中国特色、中华文化之中,另一方面又面对着蓬勃发展变化的世界潮流和五彩缤纷的全球其他民族文化,学生必须在未来能够在面对21世纪全球化各个领域的竞争和挑战过程中建设自己的祖国并传承祖国的文化,同时为祖国和世界的物质、精神两方面的发展作出应有的贡献。因此,南外将培养目标定位在“培养有中国灵魂、世界胸怀的现代人”。

      “中国灵魂”是中华儿女的民族之“根”。有了“中国灵魂”,才能守住中华民族文化的精华,并在此基础之上凝聚世界文化的精彩,成为富有个性魅力的自己。“世界胸怀”是一个现代人的开放之“眼”。有了“世界胸怀”,才能站在更高的层面高瞻远瞩,拥有更为开阔的思路和战略眼光,成为世界通用的现代化人才。“现代人”是指所培养的人要具有现代化的知识背景与能力、现代化的思维方式和解决问题的方式,并具有良好的与时代相匹配的科学素养。

      在“培养有中国灵魂、世界胸怀的现代人”的目标引领下,学校提出培养有外语特长、文理并蓄的国际化、复合型创新人才的二级培养目标。中学教育的国际化包括教育教学理念与国际先进的教育教学理念融合接轨,坚持立足本土、对外开放,拓宽办学思路,以实现教育格局的多元化。只有教育者的眼光放远,学生才能站得更高、学得更活、思想走得更远。如果说南外的外语特色和国际化的办学思路为学生插上了飞向世界的翅膀,那么牢固的学科知识、综合的学习能力、优异的个人素质则是支持学生终身展翅飞翔的实实在在的力量。为此,学校在课程体系、课堂教学模式、评价与测试、资源建设方面作出了大踏步的改革与创新,取得了辉煌的成就。

      信息化时代,如何培养学生的“信息素养”“创新能力”?如何将学生培养成为国际化、复合型创新人才?南外在原有的国家必修课程体系和各类校本选修课程体系基础上确立了“走向大师”创新项目和“STEM+”立体多维的创新课程体系。

      三、STEM+课程体系构建与实施

      新世纪以来,美国政府意识到国家科学技术发展出现瓶颈,拔尖的科技人才严重不足。美国政府,特别是美国教育部对科技人才的培养模式和制度进行反思,直接导致了当今广受重视的跨学科、跨领域的STEM教育的出现。

      STEM是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics)四门学科的简写,这是四个彼此独立又彼此关联的领域,是现代科技竞争的主导和引领学科。STEM教育多采取各学科融会贯通的方式,结合项目加以开展,以研究性学习为主,注重培养学生的探究能力,提升学生科学素养、技术素养、工程素养及数学素养等。STEM教育发展的方向是以技术为桥梁,实现跨学科整合为特征,关注新技术及其实践应用为主要原则,培养能够综合运用多学科知识解决实际问题的复合型创新人才。

      基于STEM融合理念,南外提出STEM+课程构想,即在STEM课程基础上融合人文、艺术等课程,培养学生的人文素养、艺术素养,促进学生在课程学习中形成学科知识、能力、素养之间的“立体性融合”,包括“文理融合”“数理融合”“理艺融合”“理论与实践融合”等方面的有机融合,从而使学生在中学阶段逐步具备良好的人文素养、科学素养、审辩性思维能力、创新实践能力等综合素养。STEM+课程扩充了STEM教育的内涵,强化了社会价值、人文艺术、信息技术与STEM的融合,学生智力因素与非智力因素的融合。具体来说,南外主要从以下几个方面构建并实施STEM+课程体系。

      (一)提升校本课程品质,注重学科之间融合

      STEM+课程不仅提倡学习个别独立学科知识,更提倡一种翻转课堂的教学方式:让学生自己动手完成他们感兴趣且与他们生活相关的项目,从过程中自主构建各种学科以及跨学科的知识。学校落实STEM+课程理念,除了在数学、物理、化学、信息学等必修课程的教学中增强学科融合应用之外,更注重增强校本课程的融合性,从而提升其品质。

      一是科学与技术的融合。学校开设“数字化化学实验”“灵敏的触角——生物传感器”等课程,其中“数字化化学实验”让学生了解数字化传感器的工作原理,利用数字化传感器设计化学实验,对教材中传统实验进行改进与拓展,探究生产生活中有趣的化学问题,拓宽学生实验设计的思路,提高他们对实验的观察分析能力,培养他们的探究意识和科学素养。

      二是技术与艺术的融合。学校开设“通用技术与创新制作”“软件设计与立体雕刻”“软件设计与三维模型打印”等课程。其中,“通用技术与创新制作”课程立足电钻、手摇钻、锯床、钻床、切割机等基本加工工具以及激光雕刻机、3D打印机等先进设备的学习和使用。该课程中,学生通过对作品的设计制作,培养自身创新制作的能力,进而产生创新制作的作品。

      三是科学与人文融合。例如,在“青年物理学家辩论”课程上,教师带领学生用实验探究一系列物理问题,培养学生的动手实验能力和观察分析能力,帮助学生提高综合分析问题、解决问题的能力。同时,教师带领学生学习辩论技巧,提升学生的科研能力和思辨能力,并带领学生参加世界青年物理学家对抗赛,培养他们的团队合作精神,为其今后从事科学研究打下基础。

      这些校本课程充分体现了科学教育核心价值观以及STEM+教育所提倡的理念,即由学生亲自去体验和探究,进行科学知识的发现和创造。

      (二)丰富学生社团活动,促进学科、社会融合

      STEM+教育不仅强调学科之间的融合,也非常注重学生与社会以及知识与生活间的联系。南外利用丰富多彩的学生社团推进科学学科间、科学与社会的融合,在体现STEM+教育理念的活动课程中培养真正的创新型科学人才。例如,“病理研究社”的宗旨是“让医学走进中学生”,旨在为学生提供一个了解医学、培养医学兴趣的平台,让学生更加了解自己身体的内部构造和运作模式,了解各种疾病的发病原理和治疗方式,获得一定的有助于健康的医学常识。“工程社”的宗旨是“拥抱工程,创造和谐社会”,旨在为学生提供一个走近工程、亲身实践的平台,使他们对工程有全方位的认识,同时也呼吁他们倡导绿色工程,通过绿色工程创建更加美好的和谐社会。“水质研究社”以丰富学生关于水质方面的知识、了解并调查南京水质状况、为水质保护作出贡献为宗旨,对南京各地水质情况开展调查,检测家庭用水是否安全,组织参观南京污水处理厂等活动。教师带领学生运用学过的理科知识和采用科学的方法来体验水质检测过程,完成科学报告。同时,社团成员向全校同学传授生活中节约用水、保护水资源的知识,倡议同学从小事做起,关心爱护水资源。

      这些社团活动不仅让学生将所学学科知识与社会生活密切联系,同时也体现了社团的特点,即社会协作性,增强了学生关注社会、参与社会的责任感,培养学生解决社会实际问题的能力。

      (三)开拓国际视野课程,增进多元文化融合

      STEM+教育融合的理念也要求教育者加强国际交流和合作,与国外先进的教育教学理念接轨,拓宽教师与学生的视野,吸收多元文化之精华。近年来,南外努力创造国际化视野下的多元化教育发展格局,引进国外优质的教育资源,融合中西方办学理念、课程、评价体系等。学校先后与加拿大联合建立双学制、双学籍、双文凭中加国际高中;与英国剑桥大学合作开设国际A-level高中课程和国际IB课程。这三个课程之间微妙的差异为重视个性化发展的学生提供了多样化的选择,国际教师也在提高学生批判性思维和创造能力方面有其独到之处。例如,IB课程的三门核心课程是知识理论,拓展论文,创造、活动与服务。知识理论课是一门必修的跨学科课程,其目的是培养学生的判断与综合归纳能力,鼓励学生对基础知识进行质疑,防止主观臆断和思想意识上的偏见,增强学生理性分析和表达的能力。

      除了以上国际课程外,学校还引进了其他国际课程,如哈佛辩论课程、LEXILE英语阅读课程、“面对历史和我们”课程等。其中“面对历史和我们”是1976年于美国创办的一个专业的国际教育发展机构并设有完善的课程体制,旨在结合历史与当今社会热点培养学生的国际视野,发展学生的表达能力、综合分析能力和批判性思维能力。这些国际课程致力于通过提供综合性的、全面均衡的课程,帮助学校尽力开发学生的聪明才智,引导他们将书本知识与现实世界紧密联系起来。这种课程不仅重视发展学生的智能、提高学生的成绩,而且强调培养学生国际间相互理解的意识和公民的责任心,使他们成为一个有决断力和同情心的思想者、终身学习者,成为在国际国内事务中有见识的积极参与者。

      (四)开发实验创新课程,培养创新实践能力

      当前的科学教育往往徒有其探究形式,实际大都以知识内容为取向,教师只关注将科学知识输送给学生,而忽视其与其他学科、社会的联系。为摆脱科学教育这一困境,学校以STEM+教育理念为核心,以提高学生科学素养、技术素养、工程素养、数学素养及人文艺术素养为目标,开发建构综合实验创新课程。学校依托已经装备并投入使用的数字化物理、化学、生物、美术实验室以及STEM+课程实验室等,以环境、能源、食品、材料等社会热点问题的解决为情境,开展科学与技术、学科与社会相融合的实验创新的实践研究,以综合实验创新课程的开设为平台,培养学生的STEM素养。

      例如,高一的部分学生与南京大学环境科学院的研究生合作,对校园不同场所及家庭、上下学路途中的大气PM2.5进行为期一个月、每天24小时的连续测定,从而发现浓度与场所的变化规律。另一部分学生根据乘坐公交车、骑车、步行等不同出行方式,比较上下学路途中PM2.5浓度的变化规律,从而为同学的健康出行提供合理化建议。两部分学生都对采集的大气固体颗粒物中的重金属含量进行了测定,并围绕PM2.5与中学生体内重金属含量的相关性申报了后续研究课题。

      在以此为代表的集成性、多样化的主题项目和活动中,学生通过合作和交流的形式进行设计与探究,提高对STEM领域内容的兴趣和参与度,增进对STEM领域内容的认识和理解,培养了自身综合分析问题和有效解决问题的能力。

      (五)开启“走向大师”项目,广泛利用社会资源

      STEM+课程建设强调与高校等社会资源的融合。为了让学生尽早走进一流大学、科研院所与大师们交流,培养和发现自己的兴趣所在,进而为其今后人生的规划和进入大学后的发展提供一个有效平台,2015年秋季学期开始,学校与南京大学、东南大学、南京理工大学、南京航空航天大学、中国药科大学共同启动“走向大师”工程。由南京大学、东南大学等五所高校热心于探索大中学衔接项目的高水平专家学者来担任高中生专业导师,南京大学微结构实验室主任、院士邢定钰,东南大学仪器与工程学院院长宋爱国等专家都参与其中。学校采取双向选择的方式确定参与此工程的学生,这些学生每周都有一次机会与院士、博士生导师等大师零距离接触,领略大师风范,或聆听科技报告、了解学术前沿动态,或走进高校实验室,参加科学研究的项目训练。“走向大师”工程的每期学习时间跨度为一年半至两年,五所高校部分重点(国家)实验室、开放实验室、教学实验中心等都会向参与此工程的学生开放,并为学生创新活动提供专门的支持。

      四、自由成长的价值追求

      “自由成长”是指学生在民主、宽松、和谐、向上的环境中智慧得到启迪、潜能得到激发、身心趋于成熟、实现自我发展的过程。

      斯坦福大学的校训是“Die luft der Freiheit weht”,这句话传自16世纪的德国人类学家修顿,中文译为“自由之风劲吹”。陶行知先生说:“处处是创造之地,天天是创造之时,人人是创造之人。”南外认为,创新取向的文化特征的核心是宽松、民主、和谐。没有创造性的教师,就没有创造性的学生。因此,学校始终鼓励教师张扬教学个性,形成自己的教学风格。学校鼓励平等的师生关系,因为和谐、融洽的师生关系会使学生轻松自如,没有任何精神压力地陶醉于充满乐趣的创造活动之中。

      学校坚持以人为本,努力促成学生自由成长的价值取向。例如,挖掘潜力,努力增加在校学生的人均校园活动空间;提供多样化、差异性的课程结构体系,给学生以更多的选择余地;继承和发扬“平等、民主、自由、和谐”的价值取向和教育风格,让学生的学习兴趣与热情得以培育和光大;开展丰富多彩的校园文化活动,让每个有个性与特长的学生均有展示自己才能的舞台;拓宽升学渠道,让学生找到最适合自己的成才之路;畅通家校沟通与合作的渠道,让学生在校内外感受到步调一致的教育氛围。

      基于培养国际化、复合型创新人才的目标,学校又提出努力打造学生的10种能力和15种素养。10种能力是指学习力、约束力、应变力、承受力、想象力、表达能力、合作能力、发散-聚合思维能力、批判性思维能力和创造能力。15种素养包括健康的心理和强壮的体魄;强烈的自我实现需要(高成就动机);开拓意识、进取心与危机感;敬业、勤奋、负责;热情,高度的情绪自控力;爱国主义情怀;爱心、同情心、正义感,对人类(和自然)的义务感;高度的诚信;幽默感;开放与包容;自信、坚韧、有毅力;强烈的好奇心和求知欲,广泛、稳定、持久的兴趣,执著追求真理;勇气、果断,不畏惧错误,乐于进行智力冒险;协调能力与领导才干;国际视野与国际竞争意识。

      “十三五”期间,在继承和发扬优良传统的同时,南外会继续坚持以人为本、坚持融贯中西、坚持文理并蓄的校本课程特色道路,为学生的发展提供更加多元、更加丰富的平台和渠道。南外将继续坚持“面向现代化、面向世界、面向未来”的战略方针和培养“有中国灵魂、世界胸怀的现代人”的教育目标,为建设成为有中国特色的世界名校不懈努力。

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