校园里的“最强大脑”

在湖南省长沙市长郡芙蓉中学的校本必修课上，每个学生都要学习与科技创新相关的课程，学校还将这些课程与数学、物理、化学等学科深度融合。在此基础上，学生还会选修其他课程，比如机器人、创意编程、生物科普实践等，丰富的课程和活动给学生种下了思维创新的种子。

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湖南省长沙市长郡芙蓉中学以“科技创新”为核心的校本课程，通过必修课程、选修课程的科学设置，通过科技节、科技大赛等丰富多彩的活动，让学生了解科创、认识科创、探秘科创，用知识和实践武装自己的“最强大脑”。

给每个学生种下创新的种子

在长郡芙蓉中学，初一年级新生最期待的就是每周一节的科技创新课。如何用一根红绳编出各种各样的中国结？如何让一张普普通通的A4纸变成美丽的玫瑰花？如何通过编程设计让电脑里的线条灵动起来或制作游戏让同学来闯关？如何用废弃的旧报纸、旧光盘设计一场既迎合时尚前沿又凸显环保理念的服装秀……这些都是学校校本必修课的内容。

学校自己编写了校本教材《青少年科创STEAM实践》，分为“知识运用创新篇”和“技法运用创新篇”两部分。最初，学校只是开设了一系列零散的科创发明兴趣社团，后来渐渐変为以STEAM教育理念为指导，以目标导向、任务驱动为方式的项目式学习。学校通过对青少年典型科创发明项目的了解、体验、认知、类比、拓展、创意、分享等过程，挖掘学生的创造潜能，从劳动技法、信息技术、创新思维3个方面带领学生初识科技创新，让学生明白科技创新并非遥不可及，而是与每个人的学习和生活息息相关的课程内容。

“恭喜你生了个女孩”，按下开关，面前看似简单的人工智能机器发出女声，这是怎么回事呢？原来，为了让学生弄懂生物课程“生男生女机会均等”这一问题，教师陈水章带领学生一起制作了这个“生男生女”探究器。探究器由塑料瓶、控制模块、语音播报模块等构成，塑料瓶中放置白球、黑球，分别代表男性含X、Y染色体的精子，塑料瓶与控制模块的接口处放置一枚白球，代表女性的输卵管内有一个含X染色体的卵细胞。打开开关，塑料瓶中掉下的若为白球，人工智能语音播报就会提醒“恭喜你生了个女孩”，若为黑球则会提醒“恭喜你生了个男孩”。

在课堂上，教师以生活情境导入，引导学生去观察并发现生活中的问题。比如，小发明“智能方向盘”就是来自学生戴辰、唐唯轶的生活观察。他们发现家长倒车时总不记得方向盘打了几圈了，有时还要多次下车去看才能将车停好。带着这个问题，他们在教师的指导下，运用数学、物理学相关知识，设计了“智能方向盘”这个实用性强的小发明。

带着生活中的问题，融合各学科知识，创新意识在每个学生心中开始生根发芽。

你知道这些课程的创新密码吗

通过科创校本必修课程，每个学生都对科创的知识和技法有了一些了解。对于一些兴趣特别浓厚的学生，学校开始思考——如何在校园中寻得一方空间，让这些学生完成课业任务的同时，保持积极探究、勇于实践的劲头呢？

学校的“科创教育特色中心”有一个布置得井井有条的空间，里面放置了多台电脑、数控车床、激光切割机、3D打印机等设备。这块区域是“0度催化”科技创新工作室，专门用来“催化”学生的创新想法，分为创意催化检索区、体验制作提升区和成果交流感悟区。“0度催化”意味着，学生即使是在科技创新领域属于毫无基础的“0度结冰状态”，也能在这个工作室内得到催化、引导，从而获得成长。

“教室里的日光灯为什么那么容易坏，有什么办法可以改进呢？”创新课堂上，两个学生提出的问题引起大家的兴趣。于是，师生开始共同探讨如何为日光灯“延寿”。经过几个月的查找资料、仔细钻研、反复试验，师生一起采用等效电阻替换一端灯丝的方式制作出“日光灯管增寿转换器”。

许多科技创新融合了物理、数学、化学等学科的知识。曾多次获青少年科技发明金奖的学生蔡韧说：“参加科技创新大赛，跟着老师‘做项目’，不仅提升了我的创新意识、动手能力，也极大提升了我的综合素质。”与蔡韧有相同感受的学生不在少数，学生杨侃曾是一个性格内向的孩子，在介绍自己的小发明“防臭防蚊虫引冰沟盖”时，他紧张得说不出产品介绍词。为此，教师结合他的性格特点，釆用多种方式帮助他练习公开发言。经过一段时间的练习，杨侃不仅能在现场流畅地介绍产品，生活中也变得开朗自信起来。

学校还以科创特色教育中心为依托，开设了丰富的校本选修社团，如DI创新思维、生物科普实践、奇思妙想纸质模型、机器人、3D打印、创意编程等。在生物科普实践社团中，学生动手制作泡椒萝卜和酸奶、制作生态瓶微景观、手绘植物挂牌、观察花的结构、自制手工皂、种植辣椒番茄、设计显微镜转换器、进行水培花的培养和分享……学生张楚云的小发明就是这样完成的——他观察蚂蚁的生活习性，思考如何在不破坏环境的前提下提高养殖红蚂蚁的效率，然后结合生物、物理知识设计了“鸟箱式红蚂蚁养殖箱”。学生从生活中的常见物品出发，将天马行空的想象付诸实践。

这里传承着科技创新的基因

“哇，飞得好高啊”“好神奇啊”……每年4月，学校举办科技节、知识产权宣传周等系列活动，这是小小科技爱好者的最佳展示平台。这里有炫酷的科技展览区，展出的展品均是师生亲手制作的科技作品，包括显微摄像仪、防盗报警背包、反应速度测试仪、摩擦力探究仪、空气能耳机、手摇发电手机壳等；这里有学校科创小组成员精心准备的科技体验项目，如模拟开车、VR探险、电离球等，一个比一个有趣；还有学生的各种文艺创作，畅想未来科技的绘画、科幻征文《我与2035有个约会》……真是奇思妙想，天马行空。

当然，人气值最高的永远属喷气式飞行器比赛。各班学生自制飞机，现场组装，班主任也上阵助力。看着充气小火箭一飞冲天，随后打开的一把把降落伞晃晃悠悠，学生满怀期待，看谁的飞行器飞得最高、落得最慢。在实践操作中，学生也了解了各种飞行器的气动布局和飞行原理。

每年科技节呈现的文学创新作品、艺术创造作品、科技发明作品，无不闪烁着学生的创新基因。形式丰富多彩的校内外交流、科普求知、竞赛制作，让校园焕发着不一样的光彩。

在培养创新思维的同时，学校也注重与创新息息相关的知识产权教育。经过反复构思，学校将知识产权中的版权、商标、专利等内容与学科教学进行对接。语文、英语、音乐学科与版权教育相结合，让学生了解版权保护对文艺作品的重要性；数学、物理、生物、化学、信息技术等学科与创新和专利相结合，鼓励学生联系生活进行科技创新；美术、地理、政治等学科与商标教育相结合，增强学生的商标意识。学校还在初一、初二年级实行知识产权“三每工程”，即每个教师每学期在每个班都要为学生上一节知识产权课——两年下来，学生可以得到30多课时的知识产权内容辅导。

如今，科技创新已经成为长郡芙蓉中学最具特色的综合性课程，学生将带着科技创新的基因，武装自己的“最强大脑”，拥抱更美好的未来。

（作者单位系湖南省长沙市长郡芙蓉中学）

《中国教师报》2021年06月16日第6版