在高中开展设境导学的科技教育模式的研究
南洋中学 陆赵华
摘 要
我校继承和发展“自主，求实”的办学传统，结合高中学生特点，坚持科技教育特色，以科技教育为突破口，全面推进学校素质教育和学校发展，开展“情境激趣——指导实践——引导探究——领悟体验”的“设境导学”的科技教育模式，发展科技教育新内涵，加强全面性、实践性和人文性的结合，把科技教育特色渗透于教育、教学、校园文化环境之中，体现了独特、优质、稳定的教育特征。以营造良好的科技教育氛围、开发科技教育校本课程、加强课堂实验教学等主要举措来开展学校科技教育。
关键词：设境导学、科技教育
一、科技教育特色的形成
我校是有着深厚历史底蕴的百年老校，学校在历史文化积淀的基础上，经过近二十年来的发展，逐渐形成了自己的办学特色和进一步发展的优势。目前，学校已经自主开发了“太阳能石英钟”、“音乐水车”、“校园鸽”、“金钥匙”、“机器人”等含有较高科技成分的校园科技景点四十余个，营造了爱科学、学科学、用科学的学校科技教育氛围，激发了学生参加科技活动的兴趣和科技探究精神。学校以科技教育为突破口，全面推进学校素质教育和学校发展，开展了：以科学素养与人文素养和谐发展为目标，积极创设科技教育环境，重视对学习过程的引导的科技教育模式，简而言之，叫做“设境导学”的科技教育模式。
二、科技教育模式及理论依据
1、对科技教育特色功能的思考
学校科技教育特色渗透于教育、教学、校园文化环境之中，体现了独特、优质、稳定的教育特征。“独特”是指学校教育要以实施素质教育为根本目标，形成学校各自独特的办学风格。“优质”是指办学特色必须以保证质量为前提，培养的人必须是符合社会发展需要的、有适应能力的优质人才。“稳定”是指在探索、实践、完善特色的过程中，其宗旨和最终目标应当是稳定的、清晰的。教育特色
2、科技教育模式——设境导学
“设境导学”就是以学生的发展为本，学校注重搭设舞台与营造科技气氛，将体验科技教育环境、参与科技活动与培养科学精神相结合而进行的科技教育。“设境导学模式”的主要过程是“情境激趣——指导实践——引导探究——领悟体验”。其主要特点是：通过设置科技环境（包括物质环境和心理环境），激发兴趣、强调参与、优化过程、淡化结果、注重实践、落实感悟。强调学生的主体地位；以科技教育环境为轴心，能动地向科学、人文领域自然延伸与拓展，引导学生直接参与、真切感受科技活动；在这一过程中学习科学知识，训练技能，激发学生把所学知识用于生活中解决实际问题的兴趣，培养学生的科学精神，进而形成良好的科学习惯和态度。
3、高中学校科技教育模式的理论依据
（1）环境心理学的场理论（勒温）认为：人的行为是人和环境相互作用的结果，认为个人的行为就是某一个人在特殊环境下的函数即Ｂ＝ｆ(P·E)。在一些心理学家看来，影响一个人行为的环境不只是指能引起一个人目前注意到的客观事物，更主要的是指客观事物被一个体意识处理后而产生的那种主观意义上的心理场。只有这种主观意义上的心理场才是对人的行为产生影响的最终决定因素。
根据环境心理学的基本原理，科技教育要达到所期望的目标，就要依据学生心理特点来创设相应的教育环境，使学生以期产生积极的心理场，从而影响他们的行为，培养良好的科技素养。
（2）建构主义学习理论认为：学习环境由情景、协作、会话和意义建构四个要素组成。建构主义主学习观是站在学习者的角度，关注个体如何如以原有的经验、心理结构和信念为基础来建构知识，认为教学过程不仅是一个如何传授知识、如何调动学生的注意和动机的问题，也是一个传授生成学习、激发学生学会生成的过程。
科技教育运用建构主义学习理论，强调以“情境激趣”为先导，以“问题探究”为主干，以“反思领悟”为归宿；以质疑产生问题，以问题驱动发现，以发现激励思维；而教师是气氛的维持者、探究的鼓励者、交流的协助者、反思的引导者。
三、科技教育内涵的发展
为了贯彻我校的办学思想，学校十分重视科技教育走内涵发展道路，在开展科技教育中加强全面性、实践性和人文性的结合。
1、主体参与、以普及与提高相结合，注重全面性原则
科技教育面向全体学生，体现在以普及与提高相结合，课内课外相适应开展科技教育活动中。学校通过设立和改造风能电站、厌氧发酵沼气装置等景点，使科技景点涉及领域拓展到新能源、环保、生物发酵技术等多方面。学校科技节的各项活动既是同学们平时活动成果的展示，又是一个互相学习、互相启发的过程。全面性还表现为在各种教育途径和课程形式中加强科技教育。如学校开设的拓展课中有较多注重动手创新的科技课，学生从中学习科技知识和科技制作，提高了自己的创造能力。
2、师生协同、启发创新，突出实践性原则
学校建立了数码、现代机械加工、风力发电等科技实践专用实验室，形成了一批有特色的科技活动系列，充分了发挥学生的自主性与创造力。如高一、高二各有两个班学习单片机知识应用、图形计算器知识应用、新能源知识等比较前沿的知识。又如，在征求校园科技景点方案中，学校采纳了学生提出从环保的角度应重视雨水利用的方案，建造了浇灌校园绿化的蓄水池；还应学生的要求，对如在音乐水车等景点做了改进，增加了高科技的含量。同时，挖掘校外资源，开展科技教育活动。如同学们把研究性学习带到了东方绿舟，成立了“东方绿舟新能源科技考察站”。
3、科技教育与德育相结合，营造科技氛围，渗透人文性的原则
学校的科技景点中注意人文景点的开发设置，我校挖掘校史中的人文教育资源，在教育内容上以人文充实科技教育的内涵，使科技教育和人文教育得到整合，在校园环境中营造一种尊重人与自然，崇尚关心与理解的文化氛围。让学生从“知其然”到“知其所以然”的认识深化，如在升旗仪式上学生进行“太阳钟与惜时”，“喷水池的遐想、”“院士精神”的演讲等活动，使科技教育与德育相结合的活动本土化，使科技教育与人文教育有机结合。
四、开展科技教育的主要举措
1、抓校园科技环境建设，营造良好的科技教育氛围
在创设校园科技景点时，不仅要使景点具有科学性、新颖性、可观赏性和可探究性，更要注重景点的实用性，尽可能使学生参与。还要使科学与人文相结合，使学校科技教育的整体环境得到优化，即既要设计和建立各种对学生有启迪作用的物质环境，又要营造能激励和陶冶学生的精神环境。
（1）建立蕴涵科技成分、富有启迪作用的科技景点
这类景点蕴涵着新的科学知识和科学技术的成分，需要通过参与尝试或琢磨思考一番才能弄明白。以声控音乐水车为例，它由声电转换装置、继电器、水流循环系统、音乐播放系统等装置组成，在这景点前，只要用力拍手，就能使声音感应器感应从而驱动整个装置，通过多种能量转换，使水流出推动水车转动，同时发出美妙动听的音乐。这一过程包含着力学、电磁学、声学等科学知识和电子、机械等技术。学生在这一景点前不仅会兴致勃勃地参与“动手实验”，还会琢磨其中的科学原理和技术。不但加深学生对科技知识和原理的理解，还能激发学生对科学知识和科学技术的兴趣，促使学生探究其中的奥秘。
（2）建立雕塑画像类的科技人文景点
这类景点强调培养学生的科技素养，如“院士大厅”对一陶冶学生对科学家和科学的崇尚、激发和强化热爱科学的热情、促进为祖国科学事业作贡献的理想和增强学习动力无疑有着积极的意义。
（3）建立由学生参与的科技天地类科技景点
这类景点主要在于学生的参与，如教育橱窗的设置、各班黑板报的科技宣传、科技角等，一般是由各班学生在自己班级内自行设计和布置的，以不花钱或少花钱为原则，以展示学生自己动手制作的科技作品、模型和科技成果等为主，也包括学生开展的各种研究型活动的课题与成果。既培养了学生的动手能力和创造性思维，又美化了教室。
2、立足学校特色和教师专长，开发科技教育校本课程
把“科技教育”的办学思想渗透学校课程体系之中。优化课程设置，为发展科技教育特色搭建学习平台。在基础型课程中，加强文理科中的科技教育，在完成拓展型、研究型课程设置的基础上，初步形成以科技教育和人文精神培养为主线的学校课程框架，最终形成着眼于每个学生潜能开发和个性发展，体现素质教育要求的课程体系，开发了一批体现科技教育特色的学校课程。
3、加强课堂实验教学，培养学生的创新精神和动手实践能力
科技教育在课堂教学渗透是该校科技教育的另一特色，即以现有的课程内容与科技教育的结合点，运用贴切的方法和手段渗透科学观念、科学精神、科学态度、科学方法、新的科技知识和科学实践能力。如广泛地开展文科教学中加强科技教育的活动，主要强化科学方法、科学精神和科学价值观方面的教育；在理科教学中，结合学科教学有意识，适时地给学生介绍最新的科技知识、科学发展史，人类认识自然的规律、科学方法、科学精神、科学世界观等内容。
4、开展利用科技教育环境有效开展研究型科技活动的教学模式
在利用科技教育环境有效开展研究型科技活动的教学中，我校教师根据我校特色，结合科技活动的开放性、综合性、自主性和实践性的四大特点，在学生充分实践的基础上，从对自己感兴趣、有特长的领域里选择课题，进行专题研究或综合研究。在活动的过程中，引导学生积极参与，由被动地接受教师提出的问题进行体验探究，向由学生主动发现问题的方向发展，并在发现问题之后，确定课题，积极思维，大胆想象，探究问题的所以然。并使学生在课题研究中，学会用科学的方法思考问题并进行必要的试验和实验，能运用各种有效的手段、通过多条途径来解决问题。既体现了教师的主导作用和学生的主体地位，又抓住了科技教育的重点——培养学生的创新意识和创造能力。
五、今后的想法和打算
我校虽然在科技教育环境的创设做了一点尝试，但是，科技教育的环境如何与科技教育的课程，科技教育的活动有机地配合起来，更好地发挥科技教育整体教育作用，还需要在实践中进行探索。为此，我们要注重“三个开发”、“三项研究”，走南洋科技教育可持续发展之路。“三个开发”指：开发现有的科技教育资源；开发科技教育的内容；开发新的科技景点。“三项研究”指：研究校园科技环境与学生科技素质提高的关系；研究优化科技教育贯穿于课堂教学的教学模式。研究课程教学中的科技教育、拓展型课程和研究型课程的科技教育与环境化的科技教育如何有机地结合起来。我校广大教师将对此继续进行实践和研究，为拓宽科技教育的途径，提高科技教育的效果而努力。