一、科技創(chuàng)新實驗室建設(shè)依據(jù)
對于工業(yè)化社會的教育,我們可謂駕輕就熟,從千人一面的學(xué)校、千篇一律的課程,到整齊劃一的管理,學(xué)校規(guī)范化的目標(biāo)是達(dá)到了,可由此帶來的卻是產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化,學(xué)生大都成了統(tǒng)一規(guī)格的“標(biāo)準(zhǔn)件”,帶來的負(fù)面影響也顯而易見。
沒有科技的教育,就難以培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的人才。素質(zhì)教育的重點是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的新型人才,沒有科技創(chuàng)新實驗室這個載體,也就難以負(fù)擔(dān)起培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力的重任。
讓科學(xué)動起來,讓科學(xué)更好玩,讓學(xué)生熱愛科學(xué),在玩中感悟科學(xué),提高科學(xué)素養(yǎng),是建設(shè)科技創(chuàng)新實驗室的重要目標(biāo)?萍紕(chuàng)新實驗室的建立可以滿足學(xué)生對科技知識的渴求,激發(fā)學(xué)生的科學(xué)興趣,促進(jìn)素質(zhì)教育及學(xué)生科技素質(zhì)教育實驗的開展;科技創(chuàng)新實驗室的建立可以讓每一位學(xué)生都能親身體驗科技教育實驗,進(jìn)行相關(guān)的實踐研究,進(jìn)一步加深對科學(xué)原理的理解,感悟科學(xué)的深奧,培養(yǎng)科學(xué)興趣,增強動手能力。
二、科技創(chuàng)新實驗室的建設(shè)內(nèi)容
科技創(chuàng)新實驗室由人工智能與機器人系列、VR體驗系列、航模系列、新能源與新材料系列、創(chuàng)客系列和科技智慧墻等六大部分儀器組成。這些儀器集科學(xué)性、知識性、趣味性、操作性于一體,將光的反射、聲的傳播、力的分解、電的產(chǎn)生、水的循環(huán)、能的轉(zhuǎn)化、磁場變化等自然常識和科學(xué)原理以最直觀的形式演示出來。學(xué)生親自操作,動腦動手,發(fā)現(xiàn)其中的奧妙,掌握其中的科學(xué)原理。
第1部分 人工智能與機器人系列
1、智能居家
2、語音與圖像識別
3、智能控制與自動化
4、綜合系列
第2部分 VR體驗系列
第3部分 航模系列
1、航天航空系列
2、航海活動模型
3、車模系列
第4部分 新能源與新材料系列
第5部分 創(chuàng)客系列
1、電磁學(xué)設(shè)計與搭建區(qū)
2、無線電設(shè)計與搭建區(qū)
3、機械設(shè)計與搭建區(qū)
4、光學(xué)系列
5、生命科學(xué)系列
6、地理系列
7、創(chuàng)客實驗箱
8、打印區(qū)域
第6部分 科技智慧墻
三、科技創(chuàng)新實驗室的功能與特點
科技創(chuàng)新實驗室的功能與特點在不斷擴展和延伸,但主要有以下五個方面:
1、科技創(chuàng)新實驗室具有展教互動功能。展教互動功能是科技創(chuàng)新實驗室的核心功能,展品的互動性是科技創(chuàng)新實驗室區(qū)別于其他實驗室的重要標(biāo)志?萍紕(chuàng)新實驗室的展品多具有互動功能,通過簡單直觀的實物模型表現(xiàn)復(fù)雜深奧的科學(xué)原理。既能吸引學(xué)生動手參與,又能讓學(xué)生在娛樂之中思考和學(xué)到知識,真正做到寓教于樂。其實質(zhì)就是從簡單中體會深奧,在娛樂中學(xué)到知識,從而達(dá)到科技普及的目的。
2、科技創(chuàng)新實驗室是一個良好的科普教育實驗中心?萍紕(chuàng)新實驗室是學(xué)校的文化教育實驗的重要場所之一,既能組織學(xué)生開展科技普及教育實驗,也能為學(xué)生自發(fā)性的科技教育實驗提供場地。
3、科技創(chuàng)新實驗室是一個良好的科技創(chuàng)作中心?萍紕(chuàng)新實驗室是以生動的、可以讓學(xué)生動手操作參與做實驗的實物展教形式,通過學(xué)生動手動腦啟迪思維,從而激發(fā)科技創(chuàng)作興趣?萍紕(chuàng)新實驗室有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究和科學(xué)創(chuàng)新的能力,學(xué)生利用該環(huán)境開展科學(xué)探究實驗學(xué)習(xí),可以較好地培養(yǎng)分析問題和解決問題的綜合能力,較好地參加國內(nèi)外各級各類的競賽,從而獲取較好的競賽成績。
4、科技創(chuàng)新實驗室以學(xué)生的發(fā)展為主體,以綜合、探究、創(chuàng)新為理念而研究和開發(fā)的新課程實驗教學(xué)環(huán)境,符合自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)的新的學(xué)習(xí)方式。學(xué)生利用該環(huán)境開展科學(xué)探究實驗學(xué)習(xí),可以較好地完成課程學(xué)習(xí)任務(wù),而且可以很快適應(yīng)新的考試方法和考試模式。
5、科技創(chuàng)新實驗室中的儀器能反映和說明科學(xué)原理,揭示其內(nèi)在的科學(xué)概念和基本的科學(xué)特征。科技創(chuàng)新實驗室中的儀器具有設(shè)計科學(xué)、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便和外型美觀等特點。
四、科技創(chuàng)新實驗室的建設(shè)
“科技創(chuàng)新實驗室”的建設(shè)要遵循兩個原則,一是經(jīng)濟性原則,要結(jié)合本校實際,杜絕無效投入,做到合理配置,重視性價比;二是實用性原則,要盡可能與教學(xué)內(nèi)容相聯(lián)系,追求與學(xué)科教學(xué)的完美整合。
科技創(chuàng)新實驗室設(shè)備的合理配置也是一個重要的環(huán)節(jié),有些設(shè)備“好玩”,學(xué)生非常喜愛,但因為脫離學(xué)生生活實際,或者蘊含的科學(xué)道理比較深奧,不能被學(xué)生所理解,這樣的設(shè)備就不適宜采用。因此要明確從學(xué)生實際出發(fā)、與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合的基本思想。學(xué)生現(xiàn)有的知識經(jīng)驗?zāi)芾斫饣蛴新?lián)系的,要優(yōu)先考慮;各學(xué)科教學(xué)內(nèi)容涉及到的,學(xué)生不能直觀的認(rèn)識的要優(yōu)先考慮。譬如,雷雨天不能站在大樹底下,否則會有被雷擊的危險。由于學(xué)生沒有生活體驗,也不能通過語言描述進(jìn)行抽象感受,這時就可以通過“仿真雷電”來實現(xiàn),用變壓裝置模擬一個幾萬伏的電擊,并通過閃電擊打到大樹上,當(dāng)學(xué)生親眼看到耀眼的火花,親耳聽到刺耳的“噼叭”聲,相信他們對雷電的認(rèn)識一定會深刻許多,進(jìn)而培養(yǎng)了學(xué)生的雷雨天自護(hù)能力。
五、科技創(chuàng)新實驗室的應(yīng)用
“科技創(chuàng)新實驗室”的教育實驗,以針對性和零散性為主要形式?梢钥紤]采用的有兩種途徑:一是積極整合學(xué)科教學(xué),可以對各年級各學(xué)科教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行梳理,找出與“科技創(chuàng)新實驗室”相關(guān)的內(nèi)容,然后制定出教學(xué)計劃分發(fā)給任課教師,建議他們在組織相關(guān)教學(xué)內(nèi)容時,能夠充分發(fā)揮科技創(chuàng)新實驗室的功能,將科技設(shè)備作為教具來設(shè)計,可以帶領(lǐng)學(xué)生到科技創(chuàng)新實驗室中針對一兩個設(shè)備開展教育實驗,對于一些體積較小、重量較輕的設(shè)備甚至可以借到教室里進(jìn)行教學(xué),進(jìn)而揭開科技創(chuàng)新實驗室的神秘面紗,讓科技設(shè)備與學(xué)科教學(xué)全面整合,充分發(fā)揮科技創(chuàng)新實驗室的教育功能。
當(dāng)然,僅僅依靠課堂教學(xué)的滲透還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能發(fā)揮“科技創(chuàng)新實驗室”的功能的,應(yīng)向全校學(xué)生全面開放,以此滿足“小小科學(xué)迷”的強烈愛好,豐富他們的課余生活。當(dāng)然,這里面涉及到許多管理的問題,譬如,如何控制好教育實驗人數(shù)?如何確保教育實驗的安全?如何保證設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)等,都是值得討論的內(nèi)容。