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中小学科技教育有哪些重要改变?来看专家解读与实践案例

中小学科技教育
有哪些重要改变?
—来看专家解读与实践案例

《北京日报》采访了北京市多位中小学科技教育专家,为大家解读教育部等七部门印发的《关于加强中小学科技教育的意见》,分享实践经验。
怎样培养学生的科学兴趣和科学精神?
——每个学段都有科学育人目标
北京景山学校教育集团党委书记、总校长
李志伟
解
读
此次教育部等七部门印发的《关于加强中小学科技教育的意见》,聚焦小初高长链条贯通培养体系建设,提出了全学段综合定位科学育人目标,明确:小学低年级段侧重感知体验和兴趣培养;小学中高年级段侧重概念理解和动手探究;初中阶段侧重实践探究和技术应用,围绕“解决真实问题”开展跨学科项目式学习;高中阶段侧重实验探究和工程实践,鼓励开展基于真实情境的实验探究和小型工程实践项目。

“高质量完成‘十四五’规划”系列主题新闻发布会
无特殊标注,图源:新华网
目前,景山学校以统一的育人目标为导向,贯穿十二年连贯制学制,结合基础型、个性型、创新型三类学制通道,形成了分层递进、多元融合的课程生态。
小学低年级阶段,趣味横生的体验、活动和科学课是科技教育的主阵地,学生们在这段时光中,种下热爱科学的小种子。中高年级的学生们可以体验实践科学研究的全过程,关注假设、论证、解释、检验、解决问题甚至体验失败等各个环节,通过团队协作提升创造性思维,逐步形成解决真实世界复杂问题的素养。
小初衔接阶段,学生面临着学习方式与知识量级的变化。学校尊重学生的成长规律,开发设计了PBL(项目式学习)课程,既涵盖生物、化学、物理、地理、信息科技等初中知识,又融合小学学段已学内容,还渗透了工程师思维与设计师视角的初步应用。
初高衔接阶段,于学生而言是乐趣蜕变为志趣的关键时期。学校联动高校科研院所、高新技术企业、科普场馆等……联合开发课程、活动。学生在解决真实情境复杂问题中自然而然地实现科学素养的提升。
科技教育的课程如何设置?
——高端科研资源服务特色课程
海淀区教师进修学校附属实验学校教育集团校长
曾辉
解
读
教育部等七部门印发的《关于加强中小学科技教育的意见》提出,要创新课程生态,变革教学方式,统筹科学、技术、工程、数学等学科资源,并有效对接高等教育需求,推进大中小学一体化设计,着力培养学生的跨学科素养、科技创新能力、工程实践能力和科学思维。
目前,学校构建了一套以课程建设为核心、资源整合为支撑的科技教育体系。课程涵盖人工智能、能源与环境、生命科学、工业制造、宇宙探索等多个领域,培养学生的自主学习、解决问题、批判性思维和创新能力。其中,学校开设的STEM(科学、技术、工程、数学)课程以真实项目为驱动,强调跨学科深度融合,确保核心素养精准落地。该课程围绕富有挑战性的科技议题,系统整合科学探究、技术应用、工程设计、数学建模等环节,通过“问题-设计-实践-优化-展示”的完整流程,培养学生深度理解与综合应用能力。
学校积极推动“大中联动”,将高端科研资源转化为特色课程,比如:与中国科学院微生物研究所共同开发了“微生物培养”“基因编辑启蒙”等课程,构建了生命科学特色课程群;依托国家航天交流中心的专家与素材资源,打造了“火箭工程师”“卫星应用探究”等课程。
教学方式会有什么改变?
——“科学家+教师”联合讲授前沿技术
北京八中党委书记
张晓梅
解
读
教育部等七部门印发的《关于加强中小学科技教育的意见》提出,要变革教学方式,“一校一策”系统化设计科技教育实施方案,统筹校内校外、课内课外、线上线下。鼓励探索“科学家+教师”联合授课的“双师课堂”、基于元宇宙虚拟实验室等前沿技术的“未来课堂”。

举办科技节活动
北京八中建立了一种超越传统课堂的“大科学”教育生态。科技教育……是学生们设计节能建筑模型时的结构力学考量,是编程控制机器人完成复杂任务时的逻辑思维,是对复杂生命系统无尽探索的批判性思维,也是分析环境样本时的系统科学思维。这种以真实问题为导向、以项目式学习为核心的教学模式……有效激发了学生的科学兴趣,锻炼了他们的创新与实践能力。
学校长期与中国科学院、清华大学、北京大学等顶尖科研院所和高校保持紧密合作,借助“英才计划”、科技后备人才早期培养计划、北京青少年科技俱乐部以及北京市基础教育阶段创新人才培养计划等项目成功搭建了“科学家-中学生”对话与深度合作的桥梁。中国科学院大学“春分工程”科普项目落户八中后,共为四个年级开设92节科普课,内容丰富,开阔了学生的视野。
通过“科学家进校园”“实验室开放日”和共同研发特色课程等一系列活动,学生们得以近距离感受人工智能、生命科学、航空航天、核科学、新材料等前沿领域知识的魅力。学校还鼓励学生从社会生活和学习实践中自主发现问题,并组建由校内外导师共同参与的辅导团队,引导学生将兴趣转化为严谨的科研课题研究。
怎样评价学生的学习效果?
——通过真实任务进行全景“画像”
北京师范大学第二附属中学校长
王华
解
读
教育部等七部门印发的《关于加强中小学科技教育的意见》明确提出,要开发“科技素养数字画像”,以此推动评价体系的深刻变革。该画像旨在突破简单以考试等方式对学生学习过程进行片面评价,转向对学生科技素养的多元化、发展性评价方式。“科技素养数字画像”的维度涵盖学生的价值观念、学习态度、知识结构、认知过程、反思意识、创新思维及迭代能力,全面反映学生的内在品格、知识基础、思维过程与实践能力。
在贯穿工程思维的科技项目和学生科研实践的实施过程中,学校学生需要撰写工程日志或科研札记……其中既有拆解任务、制定策略的问题解决路径,也包含反复调整方案、迭代核心结构的完整历程……这些记录,推动评价范式从单一“打分”向全景“画像”的深刻变革,是学生描绘并反思自我成长轨迹的深度过程。
定期举行的“方案庙会”与“产品卖场”是学校为破解科技素养评价难题所进行的探索。作为一个开放而充满活力的“真实评价场”,方案庙会侧重于思维的可视化与交流碰撞。学生不仅展示设计蓝图与技术方案,更要阐述其背后的逻辑推演、价值权衡与持续优化的心路历程。在产品卖场中,创意必须经受“市场”与“用户”的检验。一件模型、一个程序或一套解决方案,其创新性、完成度与实用价值,在同伴、老师乃至潜在“用户”的审视、质疑与反馈中,变得清晰可见、可衡量、可促进。
思考与建议
——中小学科技教育四大问题急需解决
北京师范大学未来教育高精尖创新中心执行主任
余胜泉

用AI生成海报辅助教学《木兰诗》
现阶段,我国中小学科技教育主要存在四个方面问题。一是传统教学方式滞后与知行分离。二是跨学科整合不够。三是学习实践缺乏证据意识。四是教师科技素养与教育资源不均衡。
更好地开展中小学科技教育,学校可以从五个方面着手。一是推动跨学科课程整合,将科学、技术、工程、数学等学科内容有机整合,围绕实际问题组织课程内容,引导学生在项目中应用跨学科知识。二是改革课程体系,增强实践性和探索性,贴近学生的生活和社会热点,切实提升学生的实践能力与解决实际问题的能力。三是开展证据导向学习,在教学过程中,引导学生进行实验、收集数据、分析结果,并通过实证支持他们的推理和判断,从而增强他们的批判性思维与实证能力。四是优化教师培训与均衡配置教育资源,学校可通过社会合作,引入科技企业和社会力量,共建共享科技教育资源。五是通过项目化教学平台有效贯通学校与社会各类科技教育资源,形成共享互联的科技教育空间。
以新域新质思想培育科学素养
北京市教育委员会主任
李奕
解
读
传统科技教育多囿于校园场域,围绕课程、教材与考试展开;而在新域新质理念引领下,我们致力于构建开放融合的新型育人体系,推动学生跨越学科边界、校园围墙,实现科学与技术深度融合、产教融合与科教融汇有机贯通。通过探索“科学家+教师”双师课堂、元宇宙虚拟实验室等“未来课堂”样态,系统推进大中小学一体化设计与家校社协同育人,着力破解学段割裂与资源分散的堵点,让学生在真实情境中动手实践、在项目探索中发展素养。

青少年科技创新大赛
北京……以新型集团化办学为载体,构建贯通小初高的连续培养体系,变“分段供给”为“一体供给”。学生在集团内可早期接触物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、人工智能及量子信息等前沿内容。通过实施“1+3”培养实验、“课创计划”“沃土计划”“脱颖计划”“苗圃工程”,启动STEM教育、科学高中等试点项目,初步形成大中小学衔接、家校社协同的科学教育新体系。
中考改革同样服务于贯通培养与素养提升……改革前,部分学生将理化生视为“文科”,依赖记忆与验证性实验;改革后,更强调动手操作与探究式学习,推动“实验”转向“试验”,增强学生对学科本质的理解,为高中阶段选科奠基,实现从“育分”到“育人”的转变。
今年,北京市教委联合中国科协共同发起“爱北京·爱科创”行动……纵向设计了“可感-科创魅力感受行动”“可知-科创知识研学行动”“可行-科创实践体验行动”“可为-科创力量汇聚行动”四大模块,旨在培养科学兴趣。
在横向拓展上,我们坚持“分科奠基”与“融合实践”并重,建设开放融合的课程生态……依托怀柔科学城大科学装置集群开展“同一堂课——解码国之重器”,推动中小学生走进国家科技基础设施。依托中关村学院成立北京少年人工智能学院,举办AI体验营,探索人工智能领域拔尖人才早期识别与贯通培养机制。通过统筹校外实验室、科技场馆、实训基地等资源,建设科技探究体验空间,打造“无边界学习场景”。
在国际视野拓展方面,依托国际友好城市与校际平台,推动建立国际科技教育城市联盟与学校联盟。今年,北京市十一学校成功举办第二届国际人工智能奥林匹克学术活动(IOAI),吸引63个国家与地区的300余名学生以代码为媒、以科技会友,提升学生的全球竞争力与创新对话能力。
源自:《北京日报》,部分内容有删减

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