《创新教育活动研究报告》

四川省普教科研资助金重点课题“基于创新课程实验室的中小学创新教育研究”子课题研究报告课题批准文号川教函[2014]446号课题类别重点课题子课题题课题名称创新教育活动研究课题负责人程宗根课题承担单位成都市天府新区新兴中学填报日期2016年12月15日四川省教育科学研究所制2016年5月《基于创新课程实验室的中小学创新教育研究》子课题《创新教育活动研究》研究报告一、问题提出1、创新教育现有的研究状况自《国务院关于大力推进大众创业万众创新若干策措施的意见》【国发〔2015〕32号】提出“大众创业、万众创新”以来，中小学创新教育就成为一个热门话题，全国也出现了卓有成效和丰富多彩的研究成果。如东北师范大学黄烁的《基于创新教育的中小学教学模式研究》，对基于创新教育的教学模式特例——合作探究式教学模式，从内涵、实施条件、实施过程及局限性四个方面进行论述，提示教师在新课改背景下，应结合教学目标、教学内容、学生水平等方面采用有效教学模式，培养学生创新思维的发展,提高学生学习兴趣；再如上海市闵行区基地附中的机器人创新实验室和数学思维创新实验室，总结了机器人校本课程建设以及科技实践活动的有益经验，探讨“机器人”创新实验室建设与实践运用的路径和方法，通过“参赛–普及–提高”的发展路径，切实培养了学生的创新意识和实践能力；又如山东省的《潍坊市中小学机器人创新教育实验研究》，通过区域推进的方法，引进先进地区的经验，在各个中小学开设机器人选修课，探索了中小学机器人教学研究的方法、途径和规律，培养了中小学生的创新精神和实践能力。这些研究，为探索中小学创新教育提供了很好的范式，学生创新能力也得到不同程度的提高，但同时也存在一些局限性。有的过于隐性，主要基于课堂，通过在学科教学中渗透创新教育来达到创新教育的目的。但似乎难见“创新”成份，学生也容易没有兴趣；另一种虽然显性，立足于科技活动，但参与面不够广，难免给人造成“作秀”的感觉。2、学校科技创新教育面临的问题我校以“科学、人文、创新”为办学宗旨，在创新教育中有一些经验，也取得一定的成绩。但也存在上述的局限。为借鉴其它相关学校的研究成果，我们调查了解了学生的一些真实想法，有些“生性好动”的同学对科创活动的兴趣基于立竿见影的成果的呈现（以男生为主）；而另一些同学则想在实际过程中感受点滴变化带给他们的成就感（以女生为主）。在前期的实践过程中，我们对中小学创新教育有许多的疑惑和困难，例如，由于条件及时间的制约，创新实验室任务和目标的思考中存在着老师参与成分太重的问题。怎样让新实验室任务及目标由学生自定义，如何才能增强学生的自主参与和提高创新能力呢？虽然我们不断思考与探索实践，但一直没有很好的突破。提出本课题，是希望通过延伸学科教学内容，开展创新教育实验室活动，来让学生感知学科知识的用途，对科技创新活动产生浓厚兴趣，培养学生的创新意识和提高学生的创新能力。反过来又作用于学生对学科知识的学习。3、提出课题是课改和学校发展的需要结合学校现有成绩和实际情况，经过课题组成员的反复研讨和论证，我们在学科教学中渗透创新教育的基础上，把无土栽培、航模及自动化展演、机器人创新活动和科技发明等创新教育活动作为创新教育的载体，从而达到科技创新教育的目的。我们认为这是完全符合新课改教学理念的，这将为推进我校的课程改革和素质教育起到非常积极的作用。另一方面，我们也将在中小学创新教育的方法、途径等方面探索出一些新的做法和一些新的经验，如扩大学生参与面的问题，与学科教学有无冲突的问题等。同时，也一定会提出一些有待进一点思考和解决的问题，为中小学创新教育研究添砖加瓦，尽一份自己的力量。二、核心概念界定1、创新教育：就是以培养学生创新精神和创新能力为基本价值取向的教育。其目的是培养学生的科学精神和科学态度，掌握一些基础的创新技能，为他们的后续发展奠定坚实的基础。其核心是在普及九年义务教育的基础上，在全面实施素质教育的过程中，为迎接知识经济时代的挑战，着重研究与解决在基础教育领域如何培养中小学生的创新意识、创新精神和创新能力的问题。2、创新教育活动：是指符合学校现状和实际的创新教育专题活动，主要包括无土栽培、航模及机器人创新活动、科技制作与发明、科技小论文和科幻画等适宜初中学生的教育活动。三、研究综述目前，国内创新教育研究已开展有很多，但此类研究还大多以学科内容为研究载体，大多是以结合学科内容而提出的。如数学教育中如何发展学生的创新思维研究、在语文教学中开展创新教育等。还很少提及有以专门的创新课程。近几年，在国内发达地区陆续有学校建立起创新课程实验室，开始了对创新教育的专门课程教育尝试。但这也大多在一些高校内进行，在义务教育阶段内比较少见，尤其是在作为内地的四川省内更是一个新的开始与尝试。创新课程实验室有的以绿色环保为题材的，也有一些开展起以“城市小菜农”实验室为名的城乡体验实验室，这些创新实验室都以当前所热门的新能源、生命科学、学生品德形成等相关题材而进行，也具有相应的创新教育所要求体现的跨学科、跨地域、兴趣性等“综合性”，也能极大地培养学生的创新思维与创新能力。首先，本课题是在初中阶段就建立起专门的创新课程实验室，并以此来展开研究。总课题提出从中小阶段就开展课程方式研究，这本身就是首创，而创新实验室的建设又为研究提供了基础的物质硬件保障。其次，课题组的在结合总课题组的要求是，也提出了结合学校实际的其他创新教育活动。一方面丰富了活动的内容和形式，另一方面又可以满足更多学生的兴趣和爱好，激发他们的创新积极性。在两年多的研究活中，课题组结合学校实际，除以班级授课教学的教学形式，以机器人教学为载体，培养学生的创新素养和能力外，还开发了无土栽培、电子制作、航模、科幻画、科技小论文、水科技等系列创新教育活动。教师们每天都感觉自己要学的太多，而又每天总收获很大。可以说每个成员都感觉是累并快乐着，辛苦并收获着。四、本课题研究意义1、有利于学校学生创新能力及综合能力的提升，全面落实素质教育。我校已开展了机器人教学已近三年。开展创新教育活动研究，有利于培养学生的创新思维、提高学生的创新能力，还有利于学生的全方位成长。同时，机器人教学、无土栽培、电子制作、科幻画、科技小论文等能满足不同学生的喜好，更有益于促进全体学生主动学习，同时在学习过程中伴随着知识、能力、情感的全面发展，有利于综合能力的提升，全面落实素质教育。2、通过以机器人创新实验室的建立，并在管理与教育过程中，以机器人为平台的创新教育理念引入学校，进行机器人教学与实践活动的研究，促进教师借助创新教育教学研究为契机，积极探索开展机器人教育的模式、规律和方法，实施教学评价与反思，增强教师本身的创新意识与研究能力。3、有利于师生创新能力的培养，提升学校知名度。开展各类创新教育活动，是学校课题研究的重要组成部分之一，它与其它研究相结合，成为课程改革的有效手段之一，其有力开展必然推进学校课程改革，同时必然促进师生创新能力的培养，伴随这一系列的成功，必须提升学校的知名度与办学品味，进一步扩大学校的影响。4、有利于加强创新教育研究交流，为其他学科提供改革经验，加强兄弟学校之间的相互交流。通过对本课题的研究，进一步探讨创新教育，总结开展创新教育的实践经验，丰富相关理论。同时作为素质教育的一部分，本课题总结的经验也必然能指导借鉴应用于其他学科，共同促进其他学科改革的深化。同时，我们在研究过程中，按时完成总课题组分配任务，也不可避免地会向其他兄弟学校的共同探讨交流，扩大了与同仁间的交流，带进更多的先进理念与方法，促进区域间或区域内的教育的交流与发展。五、研究目标通过为期约两年的一系列创新教育活动的开展，大幅提高我校学生的创新意识、创新精神和创新能力，为学生继续发展奠定坚实的基础。获得一批有一定影响力的成果，出现一批比较突出的创新人才，锻炼培养一批具有较强创新教育能力的教师，形成学校科技创新的新特色。六、研究内容1、探索初中学校创新教育活动的内容和形式；2、探索初中学校创新教育活动的组织与管理。七、研究方法2、研究方法（1）文献研究法：课题组通过收集、学习和查阅相关文献，掌握创新教育的基本知识和操作要领，制定出规范的活动方案，再在活动中不断修订和完善。（2）行动研究法：我们将在省教科所总课题组专家们的指导下，去开展研究工作，解决研究中可能出现的问题，从而不断地研究的理论水平，提升教师的实践能力，发展教师的专业水平。我们不囿于某一种理论知识，而主动容纳和利用有利于解决实践问题、提高行动质量的经验、知识、方法、技术和理论，特别重视参与研究教师对问题的认识、感受和经验。八、研究措施和活动1、学校成立创新教育活动教研组，由李侨老师任组长，专门负责创新教育活动的一切事宜。组内分工明确：无土栽培（熊艳）、航模及自动化展演（罗世辉）、机器人创新活动（李侨）、科技发明（蔡玉超）、科技论文（李勇军）、科幻画（李波）。2、搜寻有关资料，并编订成册，定期研讨学习制度。3、到其他学校进行学习交流。4、针对不同活动采取不同的措施和方法：（1）无土栽培：无土栽培因条件和对环境的要求较高，为此在开始之初，为了便于实验器材及实验现场的管理和记录实验数据，无土栽培实验小组将主要实施场地选择在生物实验室、化学实验室和实验准备室，后来在具体操作过程中，发现一方面因实验室本身的器材较多，学生参与度就大打折扣，也更不利于在学生中宣传和让更多的学生参与这一实践活动；另一方面，受植物本身生长的需注，在实验室里光照面和光照时长等因素同样制约着实验的准确性。基于此点，实验小组将实验基地建设到了学校办公大楼的顶楼屋顶上，这样一来解决了植物生长的自然化的问题，品种也多样化了，为了解决推广与普及，让更多的学生参与其中，实验小组将无土栽培分散到各个班级中，由班级推荐对这一实践活动感兴趣的同学到学校“无土栽培实验基地”领取相关实验器材，到班级中自行观察培育，同时也对更多的同学起到了宣传推广的作用。（2）航模：航模实验小组则是想通过学生在实践活动中感受课本所学知识在课外的实践体验，让学生对自然科学只呈现的知识有更深层次的体会。实验小组主要通过航模的制作或组装感受其动力原理，并通过这些原理来修正航模的运动轨迹。自动化创新设计则是通过学生通过自主选择器材，设计机关及完成通关的一个展演过程，其思路源于成都市科技局创意机器人活动。因为这项活动的完成方式不限，取材不限，给学生自主的空间更大，达成任务途径更多，所以在学生中很受欢迎，参与面和普及性明显也比较理想，也是学校科技活动月展演的亮点。（3）机器人：一是按照总课题组的要求开设机器人教学课程，一是开展不同的机器人比赛培训和训练。机器人小组其实验平台相对较为固定和单一，为了更多更好的宣传、推广机器人控制的相关知识，将原本复杂的任务简单化，如设计机器人达到指定区域（忽略判断），寻线后达到指定区域，寻线达到指定区域后原路返回到起始区域，最后再将任务升级到寻线到达交叉路口经过判断后达到指定任务区域等，让整个实践过程有层次性，也让学生通过每次任务的达成和进一步任务的思考达到对机器人实践活动的兴趣的提升。（4）水科技：每年都开展节水装置和雨水收集装置校内比赛，先由各班级自己比，宣出优秀作品进行有针对性的培训开展在校内比，然后选出3件优秀设计作为学校未出参赛的种子队，再次进行培训，再推出一支队伍参加上级比赛。（5）其他活动：结合国家和省市区的有关科技创新比赛开展相应的活动。如科技发明、科技论文、科幻画等。九、研究取得的成果1、初步形成了对创新教育的基本认识（1）初中的创新教育目标定位问题。初中教育的重要目标之一就是“培养学生掌握必要的文化科学技术知识和基本技能，具有一定的自学能力、动手操作能力，初步具有实事求是的科学态度，掌握一些简单的科学方法。”我们认为，创新教育就是动手操作能力、实事求是的科学态度和科学方法。因此我们把我校创新教育活动的目的这样定位：通过在校三年的教育活动，使学生萌发初步的创新意识，具有一定的创新精神，创新思维和创新能力得到进一步的发展，掌握一定的科学方法和科学技能，为后续发展奠定良好的基础。（2）创新教育活动应遵循主体题性原则