高境三中IPA科学探究课程建设的实践与探索

高境三中IPA科学探究课程建设的实践与探索

一、IPA科学探究实验室的创办理念

学校以“科技引领，开发智力；以人为本，发展‘四能’”的教育理念，在科学教育的实践中强调“校本化”，以我校学生的发展为本，形成了以德育为核心，针对学生的心智特点和生活实际，面向全体学生，“全面发展，学有所长”的适应未来社会发展的创新型人才的育人模式。

我国教育主管部门从1996年来对基础教育改革进行了部署，特色化教育已成为新形式下时代发展和教育改革的必然。为学生建设全面发展的平台，为促进中学学习从“完成型”向“发展型”转变，使学生形成科学的学习观念和学会自主研究的能力，进一步建构自我发展的基础，从“学习—研究—再学习”的跃升式个性发展的思路出发，建立学生全面发展的平台。这其中的每一过程均基于需求导向的培养，寻求学生发展模式的创新，将人与人的沟通、学生人生的规划思想、科学的思维方法、科学的历史发展观渗透到初中四年课程的每个环节，使得高境三中创新型人才教育得以实现学生全面发展的要求。

我们认为“创新”并不集中体现在少数学生身上，所有学生都具有创新潜能。在“IPA学生发展模式”下成长，学生成为主动发展的主体，培养提高学生在素质教育活动中的能动性、自主性和创造性使他们具有自我教育和自我完善的能力，从而构建出在初中科技特色活动中IPA课程下学生的发展模式，为项目研究提供了学术与实践的分析基础，并辐射于文明和谐校园的建设，对推动校本课程的开发产生了良好的效应，对于学生的身心发展、性格培养、能力养成、主观能动性的发挥具有十分重要的意义。

    因此，我们不会在某些学生身上一开始就“贴标签”，使得“创新”成为趋高和寡的奢侈品。我们有着全校上下共同的价值追求，将教育看作是一个整体。同时，又能够对不同的学生进行因材施教。将认知这一“内因”靠整体和局部的完美结合体现在“科技引领”的全面发展这个“外因”上来。

二、IPA科学探究实验课程的理论支撑

“IPA学生发展模式”是指在在一定的儿童发展理论与学习理论指导下，为实现“充分发展儿童的全部潜力”，对学生成长过程有着基本作用的兴趣（interest）、表现（performance）、能力（ability）三大要素的作用结构与运行的程序的系统作出的简要表述。通过2334，即二个基点：科学（science）、道德（moral）；三个要素：兴趣（interest）、表现（performance）、能力（ability）；三条路径：品行磨练、课程学习、课外活动；四项原则：主体性原则、需要性原则、整体性原则、支持性原则，让学生伴随着质疑产生、呈现方式自主选择、任务价值理解、主题知识与价值增加，情境兴趣从激发维持转变为个体兴趣的萌芽和成熟，逐渐在学习和生活中充分展现最佳表现，不断充实自我效能感。

通过IPA学生发展模式展现的这种教育功能，促进学校科技特色品牌的内涵发展，运用科技创新这一载体，使高境三中全体师生在自己创造的和谐文化氛围中受到熏陶、得到升华，并在行之有效地机制下推进课改。

三、IPA科学探究实验课程的构建

中学创新教育归根到底是为创新人才的培养奠定基础。要坚持把提高学生科学创新素养作为中学创新教育的出发点和落脚点，着力增强学生勇于探索的创新精神、善于解决问题的实践能力以及积极营造鼓励团队合作能力、独立思考能力、科技竞技能力和心理抗挫能力的形成。

我校于2010年成立了学生IPA科学研究院。学生IPA科学研究院是以建立完善的优秀人才发现、跟踪、培养机制，培育一批具有创新潜力和一定科学实践能力的科技后备人才梯队为宗旨。以整合学校的科技教育资源，设置具有现代教育理念、跨学科、综合性、多功能、开放型的研究中心（创新实验室）。并以研究中心为平台，组建学员队伍；组织校内外指导力量；构建资源网络、形成运作模式、实施科学研究等具体工作；通过专题研修、课题研究、科学沙龙等活动为学生搭建开放、多元、互动协作、自主创新的环境为建设目标。服务于学生个性化成长；服务于教师专业化发展；服务于拓展型、研究型课程及学生社团；服务于师生的创新实践活动。

目前学生科学研究院由专家导师团、课题开发部、专利委员会、实验中心和社团部五个部门组建而成。其中实验中心分为三大平台——“数理平台”、“生化平台”、“工程平台”，并由无土栽培探索馆、水族生态馆、IPA科学探究实验室、车模工作室、创意研发工作室以及车模博物馆共同构建而成。各实验室配置相应的仪器和设备，为学生参加科技创新活动提供硬件资源。课程资源的开发和运用现已成为学生进行系统科学探索的实践场所、师生之间共同成长的交流平台和让学生展露创新智慧之光的灵动空间。

IPA科学探究课程以生态探究为抓手，现有净化工作台、培养架、智能光照培养箱、恒温培养摇床、实验纯水装置、高压灭菌锅、多参数水质分析仪、溶氧传感器、导电率传感器、温度传感器、PH传感器、色度计、超声波清洗机、高速离心机等仪器。

学生IPA科学研究院组成框架图

四、IPA科学探究实验课程的实践

科学探究课程的校本实施将凸显学校的个性化教育特色。高境三中“科学素养”课程将按照学生的认知规律分为三个层级，以“科技导航，智力靠三中开发” 为努力的目标。

1.课程目标：

学校以科技创新项目为抓手，通过学生的不断动手实验，培养学生的观察能力、合作能力以及质疑问题的能力，让学生通过体验式的学习，对科学产生浓厚的兴趣，培养学生的科学素养和不断追求创新、不断自我发展的科学观。打造一支具有科学的态度、科学的精神、科学的意志、科学的情怀的科技精英团队。探索学校发展需要，开拓学生创新性人才培养之路。

2.课程实施：

高境三中“科学素养”的课程是一个贯穿于整个初中阶段的系列课程。强调在培养创新型人才方面有步骤地逐层推进，点面结合，以点带面，在实施普及型通识型科学探究课程中发现和关注拔尖创新型科技人才，在对拔尖人才地专门化特色培养中，也注重发挥他们对全体学生的辐射和带动作用，提升学生的整体科学素养。

由学校科学教育网络中心设计和开发的系列课程，将以学生IPA科学研究院为基础，学校优秀科技教师和大学相结合，以严谨的态度、宽松的氛围培养具有科学潜质的各类学生进行各学科、各层次的探索。并运用现代科技的先进方法培养一批勤于思考、勇于发现、善于总结的科技创新人才。

2。1课程管理：IPA科学探究课程是承担综合性、设计性和创新性三维一体的课程，组织学生动手实验，参加学科赛事，为学生参加科研项目提供一个开放的平台。通过采用自主管理和自主学习方式，以培养学生创新精神和实践能力为目标，设立课程安全管理制度、课程项目管理制度、仪器设备管理制度、元件和书籍管理制度等，为课程的正常运行提供了坚实制度保证。

2.2课程的组织形式：科学实验与创新能力的培养课程分课内和课外两种创新组织形式。课内课程每周安排2个课时的教学时间单元（周二拓展课内安排），由10位教师组织授课，由1名教师进行跟踪辅导。课外课程利用双休日每周安排1天的教学实践单元，利用市科普教育基地资源，开展课程活动。使学生关注当代世界科学发展热点和人类面临的科学问题，培养学生与时代同步的科学信息、科学思想和科学技能，以科技创新活动和生态探究为抓手，通过跨学科的体验学习和实践操作，不断实现从知识到能力，理论到实际，接受到创造，学习到生活的沟通。

2.3课程导师团：学校根据学生的课程规划和研究项目的需要，从我校抽调有专长的老师，组成科学研究导师团，对学生的研究性项目进行适时指导，对于研究有深度的项目，进行更深入地展开，同时配备专业导师，进行一对一的辅导，并鼓励学生带着自己的课题成果参加科技创新大赛等各类活动评选。

目前，我校IPA学生发展模式研究项目在配套完善学校整体教学设备、实验仪器和师资力量的同时，已寻求华东师范大学、上海师范大学、上海海洋大学等高等院校与研究院帮助，主动联系宝山环境监测站进行跟踪学习。成功建立校内科学教育网络，由校长室牵头，教科室、教导处全面负责，精心选拔了1位专职科技总辅导员，配备了2位专职科技教师，7位兼职科技教师和17位中队科技辅导员，健全和完善学校水质净化科研组工作运行机制，同时聘请校外科技工作者以及大学教授、专家学者担任我校的科技指导顾问。

3.课程内容：

该课程是一个逐层推进的系列课程体系，具体分为三级实施，每个层次都有特定的层级目标、课程内容和实施步骤以及评价方法。第一级：科学基础入门课程“兴趣伴我成长”、第二级：科学拓展“表现彰显魅力”、第三级：科学深化“能力创造未来”，从认识自我开始，激发学生对各门类科学知识的兴趣，发掘和打造科技创新团队。

课内课程分为三个模块课程，覆盖光学、电磁学、力热学、生命科学、物理化学、材料化学、生化检测、环境科学、计算机、通讯等内容，以符合学生的认知规律，培养学生学习兴趣为出发点，用生活中各种现象作为模板，深入浅出教学方法探究其内在规律。将现有基础型课程与拓展型课程结合，增加学生的动手能力，活化学生学习思维模式，提升教学的深度与广度，最终形成校本课程，为教师和学生创新性课题的研究提供良好的平台，也是学生研究课程的重要场所。

课外课程以学生科学研究院的各个实验馆室为依托，开展STEM项目学生研究，以大学、研究机构的软件人才为校外辅导团队，进行紧张有序的科研活动。对自己感兴趣的领域和方向，以研究小组的形式开展研究性学习，亲身体验课题研究的过程和魅力。科技精英夏令营、冬令营、野外实践考察、上海市明日科技之星评选、上海市青少年科技创新大赛、ISWEEEP、ISEF评选、Global Natural History Day™ —青少年自然科学知识挑战活动等一系列丰富多彩、高级别的科技竞赛帮助IPA科学研究院的学生增强国际交流的能力的同时，切身体会到国际前沿科技的发展，奠定了学生矢志不渝的科学理想。

4.课程评价：

本课程的总体基本上是综合学生三个模块课程的表现，以及课外课程中的综合实践表现，给于一个等第和一个对学生科学素养水平的描述性的评价。层级课程评价内容包括：

1)学生在各类项目中的参与度。

2)实验报告的完成度。

  3)学生在研究型课程中表现出来的思考问题的各方面。

4)学生对课题的把握和理解。

5)团队合作评级。

五、IPA科学探究实验课程实施成效：

初中学生的好奇和求知欲旺盛，他们的显著个性得以发挥。让“问题”成为贯穿始终的线索，将问题的形成链条——“发现问题—提出问题—思考问题—动手解决问题”。能够参与高级别科技竞赛无可争议的成为了每个IPA科学研究院学子们梦寐以求的事。在第29届上海市青少年科技创新大赛中，共获得青少年科技创新成果一等奖6项、二等奖3项、三等奖3项，同时荣获科技兴海奖、上海市生命与自然科技创新奖、上大附中杯、数字长宁奖、上海科技发展基金会创新奖等各类专项奖5项的好成绩，充分展现出我校IPA科学探究社的教学成果，成为今年宝山区中小学全市科技创新大赛成绩最好最多的一所学校，为区争了光。

经过几年时间的运行与沉淀，已成立IPA科学研究院项目社团10个，其中课题研究27个，社团成员达到300余名。在课程实施的过程中，每位学生都获得了成长，其中学生朱芸成为了一颗耀眼的明星。她成为上海市近20年来第一个获得全国青少年科技创新大赛最高专项奖——“中国科协主席奖”的上海初中学生，也成为了第一个代表上海参加美国第64届英特尔国际科学与工程大奖赛的初中学生，为此中央九套记录片频道为她量身订制拍摄了一部纪录片——《梦想小行星》。

从第26届、27届、28届、29届青少年科技创新大赛一路走来，我校27项青少年科技创新论文，涉及植物学、微生物学、环境与科学、生物化学、医药与健康、社会科学、工程类等7个类别，共获得全国青少年科技创新成果一等奖1项、上海市青少年科技创新成果一等奖12项、二等奖8项、三等奖6项、专项奖17项的成绩。通过跨学科的体验学习和实践操作，让学生在和谐校园科技创新项目的摇篮中收获知识，快乐成长。

《高境三中篷勃发展的车辆模型运动教师指导丛书》、《模型设计与制作》、《车模竞技训练方略》、《走进多姿多彩的化学世界》、《有趣的物理学》、《显微镜下的生物世界》、《自然笔记》等系列校本课程为区内12所兄弟特色学校组建的宝山区创新联合体提供交流学习的平台。

基于“学生发展的需要”，以学生的兴趣（Interest）、表现 (Performance)和能力(Ability)为出发点，注重全面性、突出实践性、渗透人文性，结合环境化、课程化和活动化组织创新教育，不断深化把握规律性认识，让学生在科技创新的摇篮中收获知识，提高综合素质能力，展示创新精神和实践能力。学生在IPA科学探究课程的引领下得到激发，使中学科技教育从“被动参与”走上“校本发展”的新阶段，为校园特色资源的最大程度共享提供平台。