讓學生在科技創新天地里展翅飛翔 ——聚焦山東省濟南市歷城第二中學高月鋒老師的“勤志”故事

　　高月鋒，濟南歷城二中科技教研組長，歷城區少年科學院院長，高級教師，山東省特級教師，第四屆齊魯名師建設工程人選，山東省首批科普綜合類專家，山東省信息化專家智庫專家，濟南市教育評估專家庫專家，濟南市教師隊伍建設專家庫專家，山東省青少年科普專家團專家。教學成果獲全國基礎教育教學成果獎二等獎，山東省特等獎。擁有9項國家專利，125次獲得優秀科技輔導員稱號，到全國各地作科普報告380多場。輔導的學生有1370多人次獲獎，申請專利4300余項。著作有《開啟創新之門》《趣味科學探究》等。

　　這是山東省濟南市歷城第二中學(以下簡稱“歷城二中”)高月鋒老師的簡介，他已經在濟南市乃至山東省中小學科技教育界站到了一個新高度。可是，2002年他剛到歷城二中的時候，也不過是一位普普通通的信息技術教師。高月鋒在大學里學的是計算機專業，成績優異且雄心勃勃，決心畢業后在這個領域干出一番事業來。當時的歷城二中是一所典型的農村學校，周邊雜草叢生，甚至有點兒荒涼。高月鋒每每舉目四望，便頓生感慨，原有的鴻鵠之志，也突然有點兒荒涼起來。

　　不過，高月鋒此后20年的生命，非但沒有荒涼，反而發生了一次又一次的飛躍。而他的每一個生命的轉折點，又都與歷城二中的“勤志”文化密切相關。于是，他有自己精彩絕妙的人生，更有了與歷城二中乃至整個歷城教育內在的維系。

　　2003—2008年：機器人和信息學奧賽輔導

　　正當高月鋒“山重水復疑無路”的時候，2003年初，卻迎來了“柳暗花明又一村”，且成為其生命起飛的一個重要轉機。

　　春節剛過，學校接到一個機器人競賽的通知。如果從事機器人教育，高月鋒在大學所學的專業技術肯定會有用武之地，甚至還有可能通過繼續學習與研究，步入“更上一層樓”的境界。于是，他便向學校提出組建和負責機器人小組，承擔機器人教育和輔導學生活動的工作。

　　當時機器人的資料極其匱乏，很多功能配件需要自己通過原始的工具動手打造，通過自制小的配件、自己編寫程序來控制機器人的運行。

　　白天時間不夠用，只好晚上加班加點，每天夜戰已成了家常便飯。而李新生校長也是一個持之以恒的“挑燈夜戰者”，所以，當學校的燈光全部熄滅的時候，他才關上辦公室的門悄然離開學校。可李新生有時還會獨自一人在學校各個地方“巡邏”，于是，多次發現高月鋒的辦公室里依然亮著燈光，便推門而進“命令”其立即關燈回家休息。功夫不負有心人，2003年12月在強手如林的山東省機器人比賽中，高月鋒帶領他的學生一一擊敗對手，榮獲了一等獎的驕人成績。歷城二中，這個在當時尚且名不見經傳的農村學校，讓所有參賽學校尤其是全省名校不由得刮目相看。

　　這也給了高月鋒極大的精神鼓舞，而生命的價值，不但有了自我的確認，而且得到了學校領導和同仁以及其他學校同行的高度贊賞。

　　正當他激情滿懷地投注于機器人輔導工作的時候，信息學奧賽的新使命又降臨到了他的身上。

　　2004年春節過后，李新生校長希望他可以進軍這一新的領域。經過查閱資料，他發現信息學奧賽不但與他之前所研究的機器人一脈相承，而且更適合他所學的計算機專業。于是，他就向李新生校長申請，要帶領學生搞信息學奧賽。此后一直到2007年底，高月鋒所教內容都與自己所學的專業息息相關，學有所用并且始終處于學習和研究狀態之中，使得高月鋒的人生價值體驗和幸福感大幅提升。

　　在這5年里，高月鋒輔導的學生持續發展，他也擁有了更強的蓄勢待發的生命能量。

　　2008—2013年：科技創新教育登堂入室

　　2008年，高月鋒再次迎來生命的一個重大轉折點。

　　對教育具有敏感洞察力的李新生校長認為，開展科技創新不但可以對學生的發展起到“推波助瀾”的作用，還可以提升學校的知名度與美譽度。于是，經過調研論證，領導班子研究決定，由高月鋒具體負責這項工作。

　　2008年高月鋒開始著手開發科技創新課程，并命名為“開啟創新之門”。從2008年秋季開學，學校便將科技創新正式納入課表。他系統備課，做成教學課件，為所有高一學生上課。

　　到2012年，“開啟創新之門”課程體系完全成熟，共7個章節36個課時，并于高一上下兩個學期正式上課。

　　課程開發不到半年時間，學生創意作品在參加濟南科技創新大賽時，已有4名學生獲得二等獎、5名學生獲得三等獎。此后參賽的學生在全國各地的各級各類比賽中連連獲獎，而且取得冠軍者呈逐年上升的趨勢。學生的專利在2008年到2018年已多達4278項。

　　不但學生走出校門參加各類科技創新大賽活動，學校也主動出擊，申請全國各級科技創新比賽承辦權。

　　開展科技創新在鍛煉思維的同時還需要實踐的支撐，即培養與鍛煉學生的動手能力，這就需要有相應的活動場所。為此，2008年初，李新生校長就在教學樓后面專門蓋了一排平房，主要的三間房子就交由高月鋒帶領學生進行科技創新實踐活動。同時，李新生校長帶著高月鋒到歷城區知識產權部門申請了5萬元的資金支持，用于購買相應的材料和制作的工具，這樣學生就可以將自己的創意在科技創新實驗室里面制作出來。不長時間，三間房子就堆滿了學生各種各樣的創新作品，而且各有特色。在領導來校參觀的時候，這個地方就成了必看的景點。當時，創客這個詞還沒有流行，高月鋒已經帶領他的學生在創客領域摸索了。

　　隨著技術的進步，3D打印、激光切割、開源硬件等先進裝備和加工工藝也進入歷城二中的制作室。于是，以前用原始工具無法實現的創意，在這些先進技術的支持下，得到了有效的落地，一些更智能化的創意產品也由此產生了。

　　2013—2018年：校園科技館建設初見成效

　　2013年，學校投入200萬元建設600平方米的校園科技館。這在當時不僅是全省較大的校園科技館，也是全省中學里建設的首家科技館。除了鍛煉學生的思維能力、培養他們的動手能力并將實踐變成現實之外，主要目的是破解科技創新與各個學科融合不緊密的難題。

　　根據以課程為中心的教育理念，高月鋒還開發了一門新的課程——“趣味科學探究”。這使得校園科技館建成之后有了特別好的效果。

　　歷城二中科技館不僅吸引小學生，更吸引初、高中學生前來學習與探究。因為校園科技館里面的很多展品是高月鋒老師帶領優秀的高中生根據課程需要創作的，既有課程系統性特點，又大大激發了學生創客的積極性。

　　從2013年到2018年暑假之間，校園科技館不但成了高月鋒和學生樂此不疲耕耘的地方，還迎來了一批又一批前來參觀的學校。

　　2018—2020年：開發智慧教學體系

　　如果說2013年建起校園科技館對于歷城二中具有開創性意義的話，2018年由此開發的智慧教學體系，則為歷城二中再創輝煌提供了有力支撐，同時，也成為高月鋒生命轉折的一個重要節點。

　　一、開發智慧教學系統

　　2018年，高月鋒尋尋覓覓，終于找到了破解科技館難以大規模自主高質量探究這一難題的方案，那就是開發智慧教學系統，全面實施信息化。

　　這也與學校搬遷新校區有著一定的關系。新校區剛一建成，便投入2000萬元用于校園科技館建設，面積比以前大了7倍，一棟樓從2層到7層的6000平方米都成了高月鋒的“領地”。

　　校園科技館建成后，也為校企合作提供了可能。不到一年時間，專業軟件人員就把高月鋒等教師的設想變成現實，開發了智慧教學系統。

　　2018年之后，歷城二中校園科技館的每一個展品上都貼有一個二維碼，學生到這里學習的時候，只要掃一下二維碼，這個展品的原理、功能、操作方法、科學現象等就能通過視頻、動畫、圖文等各種形式呈現出來。

　　為了學習更加高效，高月鋒還專門設置了一系列任務單。任務單就是課程，一個任務單就是一節課，每一個任務單都有一個主題，引導學生自己去探究。

　　學生到底學得如何，還有一系列相應的檢測，如果能夠完成這些測試，則說明已經真的學會了。所以，每名學生來到之后，發給其一個平板電腦，便可以自行學習與探究了。

　　高月鋒只要拿著平板電腦從終端瀏覽，所有學生的學習情況便盡收眼底，既可以知道他們究竟在學習與探索什么，還能知曉其學習與探索的成效如何。這種方式既讓高月鋒輕松地了解學生學習與探索的情況，又不會給學生造成有教師監視的心理壓力，可謂一舉兩得。

　　智慧教學系統還把游戲的激勵元素融入到課程之中，讓學生學習起來既高效又高興。同時，系統還吸收了游戲中的失血、復活等方法。每一關都有與學習進度相關的學習檢測，而且設計了相應的評價策略，讓學生在勇于闖關的同時，還特別關注學習的效益和質量，養成做題認真仔細的好習慣。

　　傳統的課堂教學，無法關注到每一名學生，個性化的學習難以實現。可是，人工智能技術卻可以對所有學生進行因材施教，讓每一名學生都可以學有所得。

　　如果說以前只有高月鋒一個人為很少的學生上課的話，現在則通過人工智能技術將他的功能無限放大，可以同時給所有學生上課。雖然高月鋒并未親臨教室，但是智慧系統代表著他在實施課程。

　　華東師范大學開放教育學院(上海教師發展學院)院長、教育技術學博士、博士生導師閆寒冰教授應邀到歷城二中指導工作的時候，對這個智慧教學系統給予了高度評價，并稱贊歷城二中在教學信息化方面已經走到了全國的前列。

　　二、為學生量身定做三類課程

　　為了讓不同年級、水平各異的學生都能學有所得，高月鋒還為他們量身定做了三類課程。

　　一是普惠課程。就是面對全體學生的課程，涉及小學、初中、高中所有年級的15門普惠課程。為了有效地實施整班制學習，又專門建立了創客教室，每周一課時。每個年級一學期一門課，階梯式上升，就有了從小學到初中再到高中的一體化普惠課程。

　　二是社團課程。就是為參加科技創新社團的學生設計的課程。

　　社團制學習的內容一般難度較大，學生經常為完成某項任務需要反復測試。為此，高月鋒專門做了一個調試系統，把學生整個調試過程一一記錄下來，并將其轉化成課程資源錄入智慧系統課程資源庫。如果有些學生到了某個學習節點無法進行下去的時候，智慧系統會自適應地將這些資源推薦給他們。學生在學習師哥師姐存留的鮮活的實例時，會讓他們感到特別可親可近，生成心向往之的學習欲求。

　　于是，這里便成了一個開源的課程資源開發環境，既有高校專家、優秀課程教師和企業的專業技術人員研發的課程，也有優秀學生即興積累的課程。

　　三是競賽課程。就是專門為從社團里遴選出來的優秀學子設計的課程。這樣的學生人數較少，專業性很強，卻多能參加各個層級的大賽，有些還能夠取得驕人的成績。

　　三類課程形成的三級培養體制，因人而異地滿足了各類學生的學習和探索需求，讓“因材施教”變成了現實。

　　2020年至今：歷城區少年科學院應運而生

　　2020年，對于歷城二中和高月鋒老師，都具有里程碑的意義。高月鋒在歷城二中所形成的科技創新教學成果，開始由歷城二中向整個歷城區推廣。

　　一、六個模塊的教育

　　高月鋒依據歷城二中建立的科技教育體系，在整個歷城區實施了六個模塊的教育——

　　1.三級培養模式：

　　第一級——普惠式培養模式

　　這種模式是為全區各個學校提供科技創新的課程、系統和器材，然后再由他們在本校開展科技教育。

　　第二級——社團級培養模式

　　這種模式要求已經加入歷城區少年科學院的42所學校作為會員單位建立科技社團，由高月鋒建立一個云端系統，直接為社團學生提供課程和器材。通過這一云端系統，每所學校以社團的方式，讓學生進行學習與實踐，每周學習3個課時。

　　第三級——小院士培養模式

　　2020年9月19日，歷城區少年科學院成立，高月鋒任院長，歷城二中創客中心成為歷城區少年科學院科技教育基地。

　　高月鋒從全區選拔五六十名對科技有興趣又有創新求索精神的孩子，作為少年科學院成立的小院士候選人。每周日集中到歷城二中學習一天。培養一年之后，表現突出的孩子，則授予歷城區科學院小院士稱號。

　　2.邀請老科學家作科普報告

　　高月鋒所邀請的老科學家，既有豐厚的科學素養，又對中小學教育深有感情。所以，全區各個中小學的學生聽了報告之后，都大開眼界，又大有收獲。

　　3.科普大篷車進校園

　　歷城二中校園科技館里展品琳瑯滿目且不斷創新，高月鋒把歷城二中的科技展品裝進科普大篷車，到全區各個中小學校園輪流展覽，受到所到學校學生的熱烈歡迎。

　　4.開展科技研學活動

　　全區各個學校組織在科技創新中表現特別優秀的學生，到歷城二中科技館參與科技活動。歷城二中校園科技館向全區優秀學子敞開了大門，讓他們在研學之中心向往之，又多有收獲。

　　5.培養科技教師

　　高月鋒一方面邀請專家為全區科技教師開設講座，另一方面則組織他們到歷城二中或區里的其他科技教育基地共同進行研討，從而較好地提升了全區科技教師的水平。

　　除此之外還專門對教師設立了項目式培養模式，把項目形成了七個步驟。第一步進行報名動員;第二步進行培訓，分為初級培訓、專家培訓、報告培訓等不同層次;第三步舉行初賽，之后通過評比從中選出優秀者再進行復賽;復賽之前進行第四步復賽培訓，主要是針對初賽中出現的問題，及時改進;第五步復賽，將參加復賽教師的教學設計成果放到所有學生之中進行檢驗，并通過相應的數據了解學生使用之后效益的優劣;第六步對復賽作品進行評比，進而形成優秀的教學設計;第七步將這些優秀教學設計通過構建信息化系統向全區各個學校推廣。

　　2022年初，高月鋒又帶領相關教師制作了一個基于人工智能系統的項目化教學設計，旨在讓從小學到高中各個學科的教師全都能夠在這個系統上設計課程，教師水平的日漸提高，就有了水到渠成之勢。

　　6.舉辦歷城區科技節

　　這是全區所有學校普惠活動的一個展示，科技節設計了很多項目，尤其是創新了考查學生的方式，其中1/3的項目是高月鋒的“專利”，其他學校尚不具備。其中有三四個項目比賽之前并不公布，而是在比賽現場公布，學生利用組委會提供的新穎器材自行完成。

　　高月鋒說，之所以設計這些比賽項目，主要是想改變傳統的評價方式。即從原來單純考查知識，變成考查學生的應變能力和創新水平。這又反過來倒逼教師進行教學思想與教學方式的變革，由原來單一傳授知識，變為更多地啟發學生自我探索。為此，既要變革原有的教學方式，也要變革傳統的學習方式，由原來只為學生當下的考試成績考慮，升華到既要讓學生考出好的成績，又要讓他們具備終身探索的能力。

　　二、設計孔雀型課程

　　高月鋒認為原來單純線性的教學設計不再適應學生的學習需求，需要一個新的課程設計理念，讓每一名學生在這一節課里都能得到充分的學習與發展。于是，就有了孔雀型教學設計。

　　孔雀頭的部分是向自學學生明示的部分，一是學習目標，二是這節課的知識結構等。目的是讓學生一開始明白學習的方向和重點難點，從而讓他們上課伊始就做到心中有數。

　　孔雀身是基本的環節，包含激活舊知、展示新知、嘗試應用、知識遷移和學習小結。這是每一名學生必須完成的基礎部分，即使是學困生，認真學習也可以完成任務。

　　這一教學設計精彩的地方在于孔雀尾，高月鋒稱之為孔雀開屏。這里有大量的拓展內容，旨在讓所有學生在完成孔雀身的學習內容之后，都可以在這里選擇自己感興趣的內容進行自我探索。完成孔雀身學習內容的時候，也就是達到了基本目標之后，就可以得到100分。而到孔雀尾部分的學習時，分數就拉開差距了，有的200或300分，有的可以多達900分甚至1000分等。

　　將這些成績全部統計后鋪開，就有了一個正態分布，它符合不同學生的智力、學習能力和學習過程。

　　開始建立智慧教學系統的時候，需要教師來完成這一任務。學生進入系統學習之后，不同學生的學習樣態就呈現出“千姿百態”的景象，每一名學生的思維走向和學習風格都不一樣，于是就生成了不同學生構建起來的新的課程內容。目前歷城二中取得了一些成績，還在繼續研究與探索，今后也一定會結出累累碩果。

　　三、智慧教學體系四級開發模式

　　為了讓智慧教學體系更好地落地，高月鋒還建立了一個基于人工智能技術與教學深度融合的智慧教學體系四級開發模式。他認為，這是未來學校應該具備的教育生態，通過智慧教學體系，從而實現把教學留給機器、把育人留給教師的教育生態。

　　模式的第一層是智慧教學系統的開發，這一部分是課程專家、課程開發教師和軟件公司專業人員共同探討搭建起來的一個智慧平臺。

　　模式的第二層是課程工具層的開發。這并不需要專業的公司來做，一般會編程的教師即可完成任務。因為智慧平臺為之搭建了一個低代碼環境，比如像SCRATH這樣拖拽就可以了，只需要編寫簡單代碼就可以輕松實現。比如像數學課程，便有很多容易編輯公式的插件;像物理課程，由于具有很多實驗道具插件，編輯起來并不困難。所以說，這種課程插件能夠滿足每門課程開發的需要。

　　模式的第三層是課程內容的開發。這需要課程專家和優秀的課程教師來合作開發，比如這節課到底如何設計，如何更好融入到系統之中。它需要課程插件以及平臺的支持，同時還要為每門課程設計實踐器材。

　　模式的第四層是課程實施層。一般教師并不需要對智慧教學系統的理論與技術掌握得多么透徹，甚至教學水平不高也不特別重要，因為它不需要教師講課，只要負責課程實施就可以了，即：組織學生去學習，進行個別輔導，然后對學生的學習過程進行評價，并把這些評價數據和信息反饋給系統。所以大部分教師就可以完成這個功能。第四層獲取的教學數據反饋到第三層并得到及時有效的處理，處理不了則又反饋到第二層、第一層。獲取反饋的每一層都會根據反饋進行快速迭代修改，讓它更適應教學需求，滿足學生發展需要。這種開發模式具有快速迭代的特點，課程專家和優秀教師開發的課程資源，可以相對順暢地推廣到各個學校，能夠實現優質資源共享，有力促進教育公平。

　　這樣的四級開發模式，可以充分調動教育專家、優秀教師和信息化專業技術人員相互配合，共同完成智慧教學體系。這種開發模式可以融合各種力量，形成分工合作的教育信息化工作模式，迅速促進教育信息化的進程。

　　這種智慧教學系統，不僅已經在歷城區少年科學院的42所學校推廣實施，也被推廣到新疆昌吉一中、威海實驗高中、鄆城一中、菏澤萬福學校、淄博一中、榮成三中等歷城區之外的一些學校，惠及校外15萬名學生。

　　高月鋒說：“在這個領域學習、研究和工作，整天都會處于創造的亢奮狀態之中，因為每天都會出現讓人驚喜的收獲，尤其是學生的潛能被激發出來之后，往往會產生讓人意想不到的生命能量，更重要的是，它還會由此向其未來的生命延伸，從而讓他們擁有一個幸福的人生。”

　　(陶繼新)

　　(正文結束)