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山东省济南市历城第二中学（以下简称“历城二中”）于2002年开始了科技教育的探索：2004年，学校开展全国青少年信息学奥林匹克竞赛人才培养工作；2008年，学校将科技创新课程纳入课表；2013年，校园科技馆建成；2018年，创客中心投入使用……学校在科技教育方面积累了丰富的经验和成果，为实施小初高一体化科技实践教育奠定了坚实基础。在此基础上，学校构建了与学生年龄、身心发展深度契合的创客课程体系，为学生打造了一座充满无限可能的创新乐园。 打造三类创客课程体系 历城二中小初高一体化科技实践教育团队依托智慧教学系统，开发了三类创客课程体系。 （一）开设普及类创客课程 普及类创客课程在初一、初二和高一3个年级有序开设，每周每班1课时。初一上学期开设的“奇妙机械”课程带领学生走进奇妙的机械世界，帮助学生掌握常用的机械结构与原理；初一下学期开设的“开启创新之门”课程帮助学生掌握创新发明的技能；初二上学期开设的“智能控制”课程帮助学生掌握利用信息技术进行智能控制的知识和技能；初二下学期开设的“生活中的科学”课程引导学生发现生活中的科学奥秘；高一上学期开设的“未来世界”课程带领学生展望当代前沿技术领域，使学生紧跟时代步伐，在发明创造的道路上奋勇前行；高一下学期开设的“TRIZ理论与项目设计”课程为学生提供了科学探究的方法，教会他们如何利用这些方法进行发明以及如何撰写研究报告和论文。这6门课程基于学生的认知规律，形成了一套逻辑严密、环环相扣的完整课程体系。通过学习这些课程，学生能够拥有进行发明创造必备的思维方式、知识结构和技能，为成为创新人才奠定坚实的基础。 同时，团队还开发了6个系列的小学课程，在学生心底埋下创新的种子。搭建系列的“小小建筑师”和“小小工程师”课程旨在培养一、二年级学生的动手能力和空间思维，设计系列的“小小设计师”课程旨在增强三年级学生的创造力和审美能力，发明系列的“小小发明家”课程鼓励四年级学生大胆想象、勇于实践，科技系列的“小小科学家”课程引导五年级学生探索科学的奥秘，AI系列的“小小编程家”课程使六年级学生初步接触编程世界，为未来的学习打下基础。 （二）开设社团类创客课程 社团类创客课程是为了满足学生个性化发展需求而开设的选修课程，这些课程组成了丰富多彩的专业课程群，课程以某种专门技术或专业内容为特色，引导学生利用专业器材进行深入的专业研究。 学校利用互联网学习系统开设了100余门选修课程，涵盖航空模型、编程机器人等众多领域。这些课程具有精品化、小型化的特征，一般为12课时，让学生在有限的时间里深入探索自己感兴趣的领域。选修课程将互联网学习系统和创客空间硬件设备相结合，开展课题研究性学习，为学生寻找专业方向提供了良好的平台。 （三）开设竞赛类创客课程 竞赛类创客课程主要根据国家、省、市、区举办的各类竞赛开设，始终秉持“优中选优，精耕细作”的育人理念，培育了一批在赛场上展现风采的优秀学子。 每年，150余人次怀揣热忱与抱负参与各级竞赛，于10余个核心赛项中展开角逐。历城二中学子从在区域赛事中崭露头角，到在省级舞台上大放异彩，直至在国家乃至世界级赛场上与对手展开巅峰对决，他们以破竹之势获得多项荣誉。在世界机器人大赛中，历城二中学子获得冠军，让世界见证了中国青少年的智慧与力量。 三级创客课程体系通过系统性、连贯性培育，将创新思维深深植入学生的认知。学生不仅在循序渐进的学习与实践中具备了扎实的知识储备，更在反复锤炼中铸就了强大的心理素质，拥有了丰富的实战经验。 建立四层级课程开发模式 为了让智慧教学体系更好落地，历城二中建立了四层级课程开发模式，以实现“把教书交给机器，把育人留给教师”的目的。 （一）课程系统层 课程系统层是由课程专家、课程开发教师和软件公司的专业人员共同探讨而搭建起来的一个智慧平台。课程专家将认知发展规律与前沿学术成果编织成严谨的知识网络；课程开发教师以丰富的一线教学经验为基础，将抽象的理论转化为生动的教学内容与实践场景；软件公司的专业人员将教育者的构思转化为可视化、可交互的智慧平台，运用软件开发技术，搭建起流畅稳定的系统架构，同时融入智能推荐、动态反馈、虚拟仿真等前沿功能，使平台兼具实用性与创新性。三方人员构筑起一个集课程资源管理、智能教学辅助、学习数据分析等功能于一体的智慧平台，打破了时间与空间的界限，为学生带来了个性化、沉浸式的学习体验，也为教师提供了高效精准的教学支持。 （二）课程工具层 课程工具层是实现个性化教学的关键支撑，围绕每门学科专属的知识结构与教学特点，以模块化、低门槛的设计理念，构建起教育智慧与技术创新深度融合的桥梁。 课程工具层为教师搭建了低代码开发平台，非专业的编程教师也能化身为课程设计师，通过可视化的拖拽式编程操作，辅以少量代码编写，便能将教学理念转化为功能完备的课程工具。这种“所见即所得”的开发模式，让教育者能够将更多精力聚焦教学内容的创新与优化。 以学科特性为导向的插件体系是课程工具层的亮点。在数学学科的教学中，公式编辑插件让复杂的数学符号与公式推导变得更加简单；在物理学科的教学中，虚拟实验道具插件能够创设虚拟实验室，学生不仅能在虚拟实验室里安全便捷地操作各种精密仪器，还能通过动态模拟观察物理现象的本质规律。这些插件是依据认知心理学与学科教学法精心设计的教学助手，它们既能帮助学生理解知识，又能激发学生的探索欲望，实现“寓教于乐，寓学于用”。 课程工具层的存在，不仅解决了课程开发的技术难题，更重塑了教育者与技术的关系。它让每一名教师都能根据学科特色与教学需求快速定制专属的教学工具，使课程开发从标准化生产转变为个性化创作，不仅提升了课程开发的效率与质量，更为学生提供了更贴合认知规律、更具吸引力的学习体验。 （三）课程内容层 课程内容层是课程专家与一线优秀教师共同进行的一场教育艺术创作。课程专家把握着课程内容开发的方向，依据认知科学理论与教育发展趋势，精心规划课程的知识体系架构，确保每一堂课的内容都契合学生的认知规律与成长需求；一线优秀教师凭借丰富的教学经验和对学生学情的精准把握，将抽象的理论转化为生动鲜活的教学内容。双方在思维的碰撞中，共同探讨每节课的教学设计，让课程内容既保有学术的严谨性，又充满教育的温度。 课程内容的落地离不开课程插件与平台的有力支撑。课程插件依据不同学科的特点量身定制，为教学内容增添丰富的表现形式。而智慧平台则为课程内容搭建起一个动态、个性化的展示舞台：智能推荐系统能为学习进度和能力不同的学生推送适配的学习资源；借助学习数据分析功能，教师能实时掌握学生的学习情况，及时调整教学策略，实现精准教学。 实践器材的设计也是课程内容层不可或缺的重要一环。每一门课程的实践器材都经过反复推敲与精心设计，既要契合课程教学目标，又要符合学生的操作能力和安全规范。这些实践器材使学生在动手操作中深化对知识的理解，培养实践能力和创新精神。 课程内容层的开发，不仅为学生提供了优质的学习内容，更塑造着学生的思维方式和科学素养。 （四）课程实施层 课程实施层的革新，形成了以学生为中心、以技术为支撑、以教师为引导的新型教育生态。智慧教学系统的深度介入使教师从知识的传授者转变为学生学习的合作者、引导者。智慧教学系统以人工智能与大数据技术为基石，搭建起一套完备的知识传递体系，将理论转化为生动的动画演示，把概念打造成趣味横生的互动游戏，让知识的传播突破时空的限制。系统内标准化的课程资源、智能化的讲解模块，使每名学生都能接收到优质且均衡的教育内容。在此背景下，教师依据学生的个体差异与认知节奏规划学习路径，当学生在知识的迷宫中迷失方向时，教师通过“一对一”辅导，解开学生思维的死结，帮助其跨越认知障碍。 教学评价环节在课程实施层中焕发出新的生命力。教师通过智慧教学系统实时捕捉学生的学习轨迹，从在线练习的正确率到实验操作的专注度，从小组讨论的参与度到创新方案的独特性，每一个数据点都成为分析学生优势与不足的重要依据。教师基于多维数据生成的评价报告，既能为学生提供精准的学习建议，又能将反馈的信息输入智慧教学系统。这种双向互动机制助力智慧教学系统持续优化课程内容与教学策略，形成“教—学—评—改”的良性闭环。 课程实施层的革新，让教育回归育人本质，使教师能将更多心力投入到观察学生的情感需求、培养学生的核心素养、激发学生的创新潜能中。 课程实施层获取的教学数据反馈到课程内容层并得到及时有效的处理，处理不了的问题则反馈到课程工具层、课程系统层。获取反馈的每一层都会根据反馈内容快速进行迭代修改，让教学内容满足学生发展的需要。 课程建设取得显著成效 小初高一体化创客课程智慧教学系统不仅在历城区的42所学校推广实施，也推广到历城区之外的一些学校，惠及校外15万名学生。 历城二中在2021年系统建设省级综合实践学科基地，和山东省青少年科技教育协会、山东省工程师协会合作，整合资源，建设综合实践学科支持课程，和威海市实验高级中学、菏泽市定陶区山大附中实验学校建立友好学校关系，共同促进综合实践学科发展。省级规划课题“人工智能教育装备与教育教学的深度融合研究”已顺利结题。历城二中从事高中综合实践学科教学的教师高月锋兼任山东省济南市历城区少年科学院院长，获得全国中小学信息技术创新与实践大赛优秀指导教师奖、全国青少年劳动技能与智能设计大赛组织工作先进个人奖，被历城区14所中小学聘为科技副校长。在省、市级教师培训活动中多次应邀作专题报告。 历城二中被评为全国青少年劳动技能与智能设计大赛优秀组织单位、第四届山东省青少年创意编程与智能设计大赛全省总决赛优秀组织学校，组织217名学生参加2023—2024学年全国中小学信息技术创新与实践大赛等8个赛事活动，155人次获得奖励，其中获得国家级别冠军5人次、获得国家级别亚军4人次、获得国家级别一等奖44人次、获得省级一等奖98人次。 历城二中通过小初高一体化创客课程构建了“基础夯实—能力拓展—创新突破”的立体化培养模式，既符合素质教育对核心素养的要求，又为未来科技革命储备了人才，让每个阶段的学生都能在适合自己的创新土壤中扎根生长，形成从“创客幼苗”到“创新栋梁”的可持续发展生态。（李新生）
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