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辅导青少年科技创新活动的有效途径探究实践———以STEAM挑战大... [复制链接]

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1.青少年科技创新竞赛案例分析

如何有效展开科技创新竞赛,本文以科技辅导员在“航天航空”是STEM形式的项目化挑战赛所运用的教学指导策略,对基于竞赛组织辅导经验进行了总结,探寻科技创新竞赛组织辅导的有效策略。此挑战赛要求参赛队伍围绕“航空航天”这一主题,选手们需要在完全封闭的场地中,使用大赛统一提供的工具材料,考虑作品需兼具实用性、创意性、美观性、工艺性、经性与环保性,自主设计、制作满足大赛主题的装置,完成挑战任务,并以小组为单位参加封闭答辩。因此以此科技活动比赛进行分析极具代表性,下面是具体的案例以及分析过程。

时间:2022.10.04

地点:创客工作室

辅导教师:万老师(化名)、黄老师(化名)

辅导过程:作为初次辅导,首先教师首先需要将驱动性问题“假如要在月球上制作一个空间站,我们可以设计哪些功能装置?”分析给学生听,在驱动性问题中包含“空间站”、“设计”和“功能装置”。听到空间站,学生首先想到的都是“中国天和空间站”,教师及顺势引导学生观看空间站的相关科普视频,在真实情境的带动下学生逐步构思,想法设计一款能够具有利用光能源、会进行安全报警的空间站,便开始进行设计图纸的绘制。本项项目有四位三年级学生参与,因此每个同学都需要进行图纸的绘制,并进行想法的分享,最终确定图纸。这时候学生便会思考如何利用现有的材料完成结构搭建确,定材料并第一次尝试。

若想实现空间站的各项功能,学生们先需要学习创客世界的基础知识。使用可以和硬件结合,制作创客项目的图形化编程软件并利用Adurenio单片机。教师以示范讲解的方式介绍3P线连接和注意事项,为学生提供技术操作的基本方法。其中不仅有口述指导和示范指导,也必要有学生的操作实践。用讲的方法来引路,用演示的方法来突破困难。

在通过本次训练,学生对于不同模块展现出的兴趣和能力各不相同,此时辅导员初步确定孩子的分工,在后期各自项目进行强化训练。


分析:在训练初期,辅导员需要将竞赛中涉及的内容引导学生了解学习,将问题剖析分成各个模块,再根据学生在活动中的情况,帮助学生建立符合其个人特点的具体创新目标,选择适合学生的主负责内容。明确的目标有助于学生在实现目标的过程中构建自己对竞赛项目理解,初步形成“发现问题-提出假设-解决问题”的思路,培养自己的创新能力。
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时间:2022.10.06-2022.10.11
地点:5G+教室
辅导教师:万老师(化名)、苏老师(化名)
辅导过程:在老师的初次指导,学生对于不同模块展现出了的能力越显不一,接下来可以说是增强性的训练。每个学生面临不同的个体因素和不同的情况和问题,每个学生选择不同的训练内容,所以有团体指导和个人指导。团体训练是针对一些常见的问题进行的,如团员必须都了解的基础知识、答辩环节梳理以及训练态度等。作为团体比赛,虽然不需要每个人对于每个内容都精通,但是必须要清楚和了解,能说得出一二;答辩环节从儿童化的语言进行梳理,个人指导通常是针对个别训练任务和某个学生的注意力不集中的状态。当学生遇到一个自己无法解决的难题时,让他们说出自己的面临的情况,辅导老师简单教授相关的操作方法或演示操作,再让学生重复操作,或者延伸更多创意的做法。


图2.前期培训过程
分析:在训练前期,需要平衡团体辅导和个人辅导,引导学生渐渐从外界寻求建议转化为从内部提出问题,可以培养学生独立解决问题的心态。辅导员的指导作用,这种指导对学生来说是一种外部刺激[4]。在培养学生独立解决问题的能力方面,教师提供的外部刺激成为促进孩子内在反思的重要因素。
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时间:2022.10.12-2022.10.15
地点:5G+教室
辅导教师:苏老师(化名)
辅导过程:中期辅导是竞赛的重中之重,辅导员需要及时、恰当地为不同的学生群体提供适当的支持。针对不同学生的不同特点,针对不同学生的不同问题进行适当的指导,将各自的模块内容组合在一起。例如程序编辑的同学如何找到自己代码的问题,线路链接的同学如何对应引脚找到可能存在的错误等等。同时加强答辩环节的辅导,前期通过儿童化的语言进行梳理后,学生们便会开始自我搭建语言逻辑:“考虑了追光系统因此用环境光传感器的作用是取代太阳能板去感受光源。”并且把怎么想的,自己是怎么做的能够有逻辑地清晰地表达出来,锻炼孩子的语言逻辑能力。
辅导完毕后进行再次明确目标是制作完成整合,模拟正式参赛。辅导教师要求强调学生的团队合作,在主体搭建的部分体现得更深,队员们相互帮衬,在这次训练中更加成熟,训练中问题明显,能够相互合作解决问题,外界各种训练规则的内化,体现了学生独立解决问题的能力和心态。



图3.中期培训过程
分析:在科技竞赛模拟的过程中给学生提供完全独立思考的机会,培养学生独立解决问题的心态,也创造相互合作的机会。创造独立思考的机会,有助于学生对学习内容的加工、酝酿[5]。在模拟过程中培养学生独立解决问题的心态是指学生能够将辅导教师提供的关键指导进行内化,以解决自己遇到的问题,并且在完成模拟后立即进行问题的辅导点评,指导学生独立发现测试中的问题和如何解决问题。创造相互合作的机会让学生认识到积极合作的重要性,提供合适的方法促进学生相互合作,增强学生间的合作能力;并且模拟比赛能够提升他们的抗压能力。通过施加压力将学生初步的兴趣转化为训练的动力,促进学生坚持下去,相应提升了学生完成某项科技活动所需的意志力。
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时间:2022.10.15-2022.10.11
地点:5G+教室级及比赛地点
辅导教师:苏老师(化名)
辅导过程:后期辅导其实就是对学生训练情况的查缺补漏,一次次模拟现场情况。现场评委老师可能会提问的问题“你们为宇航员考虑了什么”。这时候队员要联想到答辩中包含的“追光系统、环境系统、安全系统和国歌报送系统”。“你们用什么元件实现功能的?”等一些常规性的题目,考察学生们的信息整理能力。同时还模拟“你们有为宇航员的操作系统考虑过吗?”等一些非常规的题目,考察学生们的随机反应能力。到了正式竞赛前,辅导老师多鼓励学生们,这时候对于队员们来说就是记得协助,放松心态。到了正式比赛的时候,队员们有条不紊地完成符合驱动性问题指向的任务要求,并且在答辩环节能够应对评委老师出的难题,实现科学素养的提升。




图4.比赛过程
分析:在后期辅导中,辅导老师会从多角度进行提问,这有利于激励学生的多维的思考角度。在提问中和回答中学生可以从受到启发,不仅训练他们的语言整理能力,也锻炼他们的反应思维敏捷度。辅导教师在训练过程中运用一系列培养学生创新能力的教学指导策略,拓展了他们的学习平台;比赛中学生们呈现出的配合度、动手能力及语言表达能力体现了他们多维度的能力发展。
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上面进行了STEAM项目挑战赛的案例分析,分析时针对具体的辅导实践指出了辅导教师所采用的教学指导策略以及该教学指导策略在培养学生科技创新能力时所发挥的作用,下面对这些教学指导策略进行一些讨论和归纳。
辅导教师需要引导并帮助学生确立科技创新活动目标。引导和帮助学生树立正确的科技创新活动目标,是蕴含在整个科技实践活动教学过程中的一项重要的教学指导策略。明确的创新目标有助于学生在实现目标的过程中构建自己对创新的理解,培养自己的创新能力。例如,在活动开始时,指导教师应在科技实践活动过程中,根据活动内容,选择适合学生的科技实践活动,引导和帮助学生建立符合其个人特点的具体的、创新性的目标;根据学生在活动中的情况,引导学生发现问题,帮助学生建立新的创新活动目标。并且适时适当性体现在辅导教师能够根据学生特点适时、适当地提供相应的支持,是指根据学生自身特点,在辅导过程中所表现出来的不同特点进行针对性的指导。适时适当性也体现在教学指导发生的时机,指导问题的针对性,解决方法的合理性上面。辅导教师要根据影响学生创新能力的因素,基于自己对创新能力的理解为学生提供适时适当的支持,如在活动中辅导教师根据某个具体目标所需的资源给学生提供适当的支持,支持内容上主要是引导学生拥有正确的学习动机,包括学习动机的强度;用讲授、示范等方式提供技术操作的基本方法,具体方式有文字、媒体式的、工具、模型和辅导教师口头表达式的等。另外还包括适时适当地解决学生的心理矛盾;适时适当地支持学生进行多样化的成果表达引导学生展现创新能力;适时适当地调动学生的兴趣与积极性等。
鼓励学生完成活动的意志策略的主要内容是在完成某个科技活动目标的整个过程中培养学生的完成某项科技实践活动的能力。如感受目标的完成带来的激励效果,激发学生对科技活动的热爱和兴趣,增强学生的抗压能力、自信心及完成目标的能力。在未完成目标时给学生提供适时、适当的支持引导学生进行反思,引导并帮助学生确立科技创新活动目标的策略,在反思的基础上重新确立目标。
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总之,科技创新教育对青少年的成长有着深远而持久的影响,它是科学技术发展进步的基础,是培养人才的重要环节。作为教师必须增强科技创新意识,培养学生的科技创新能力。要通过激发学生的科技创新精神,逐步提高学生的综合科技创新能力,为祖国培养更多适应未来社会需要的科技创新人才。
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孩子们在活动中逐步完成自己的设计想法,分工合作!
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