【一等奖小学科学教学论文】科创型科普理念融入小学生科普育人实践策略研究——以《可燃冰与传统化石能源清洁性对比》为例

[摘要]：目前，小学前沿技术科普育人实践过程中普遍存在流于表层、资源转化难度大、合作周期短等问题，而打通科学普及教育的校内外协同衔接通道，推动前沿科技成果向课程教学资源转化是构建长效科普育人机制的关键。对此，本研究引入科创型科普理念，构建“科研人员—科学教师—学生”三方联动、“感知—探究—创新”三阶递进的育人模式，提出科创型科普理念融入小学生科普育人实施策略，并以可燃冰科普教学为载体，依托校院合作机制开展课例实践。结果表明，该模式能打通前沿科技教学转化通道，提升学生科学素养，为校院常态化科普合作提供可借鉴方案。

[关键词]：科创型科普；科教协同；小学科学；可燃冰

智能时代前沿技术的变化日新月异，为做好科学教育的加法，加强前沿科技成果向课程教学资源转化，推动优质科普资源下沉到基础教育是我国科学教育改革的明确导向[1]。《教育部等士八部门关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》明确提出，鼓励高校、科研院所向中小学开放科普资源，支持科研人员深度参与日常教学，推动科教融合落地见效[2]。《全民科学素质行动规划纲要（2021一2035年）》也强调，需打通校内外科学教育的衔接通道，借助前沿科技资源培育学生的创新精神与实践能力[3]。在此背景下，探索科研院所与小学教师协同育人的有效路径，是推动我国科学教育提质增效的重要议题。

然而，目前前沿技术科普教育实践中，仍然存在三方面突出问题。一是活动开展流于表层。传统科普多以“讲座+参观”的单向输出为主，学生处于被动接受知识的状态，缺乏深入的思考与探索，难以形成系统的知识体系，未能充分释放科普资源对思维培养的深层价值。二是资源转化存在落差。前沿技术成果专业性强，科研人员的讲解难以匹配小学生认知水平，导致很多优质的资源，虽然能够进入校园，却融不进课堂。三是合作模式缺乏持续性。多数科研院所与学校的合作停留在单次的讲座或参观，没有建立长期稳定的合作模式，难以跟踪学生后续的问题解决。

针对以上问题，不少学者进行大量探索，为本研究奠定了理论基础，但现有成果仍存在局限性，难以适配小学前沿技术科普课堂的落地需求。在科普活动实施层面，有研究证实当前校园科普存在活动碎片化、课程耦合度不足等问题，但停留于现象诊断，未形成可落地的课堂融合体系与实施路径[4]。在科普资源转化层面，研究多聚焦政策保障、资金投入、人才建设等宏观维度构建优化策略，鲜有课例开发、教学转化等微观实证探索，对一线课堂的指导价值有限[5-6]。在协同育人机制研究层面，现有调研多围绕科技馆与中小学的合作场景展开，忽视了科研院所与学校直接对接的育人场景，对长效合作机制的构建研究存在短板[7]。总体而言，现有研究呈现“重宏观轻微观，重理论轻实证”的特征，尚未将科创理念融入真实的科普场景。如何破解以上难题，将前沿技术系统性融入小学科普教育，是本研究聚焦的核心问题。

天然气水合物俗称“可燃冰”，是我国重要的战略性能源资源，同时我国在南海神狐海域开展的两轮试采已创造多项世界纪录。该主题兼具前沿性、趣味性与思政教育价值，既涵盖物质科学、地球科学等多学科知识，又关联能源安全、双碳战略等国家发展议题，是小学阶段开展科教协同的优质教学载体。基于此，本研究以东莞市石碣序伦小学与广州海洋地质调查局的联合教学实践为基础，引入科创型科普的理论框架，构建三方主体联动、三阶任务递进的育人范式，并通过完整的课堂案例验证其可行性与育人成效，以期为同类校院科普合作提供实践参考。

科创型科普是一种以前沿科技领域内容为载体，以深度体验为实施手段，以培养青少年的科学思维、创新能力与职业志向为目标的新型科普形态。科学普及强调在普及科学知识的过程中，倡导科学方法、传播科学思想、弘扬科学精神，通过科学思维的开启、科学方法的示范，将科学知识、科学精神、科学思想和科学方法内化为科普对象的信念、思维、行为与习惯[8]。在此背景下，科创型科普作为前沿科技传播与创新能力培养的新兴范式，为小学科教协同育人提供了新的理论视角与实践路径。

在当前小学科学教育中，科普资源往往被定位为“课外拓展资源”，目标停留在知识扩充和兴趣激发层面，看重其工具价值，却忽略了深层育人功能9]。《义务教育科学课程标准日常修订版（2022年版2025年修订）》明确提出，要引导学生在了解和探索自然、获得科学知识、解决科学问题，以及技术与工程实践过程中，形成的科学探究能力、技术与工程实践能力和自主学习能力10]。这就要求教育工作者转变教学目标，不能局限于掌握科学知识，更要重视学生实践能力、探究能力等科学思维的培养。

科创型科普打破了单向知识灌输的局限，它以小学生的认知发展规律为基础，把前沿科研课题简化为可在课堂落地的探究任务，将完整的科研流程拆解为递进式的教学环节，着重培养学生发现问题、设计验证方案、整合信息与成果表达的综合能力，最终实现知识、能力与素养的协同发展[11]。

与传统科普教育相比，科创型科普模式的实施方式打破了“讲—听—看”的被动接收状态，转为“做—思—创”的主动建构，其目标不再是单一知识的积累，而是知识、思维与价值的综合发展。这种差异决定了科创型科普更适配科教协同的育人场景，也为小学前沿科技科普提供了新的实践框架。

教材内容的更新速度天然滞后于科技发展节奏，仅依靠常规课堂教学，很难让学生及时了解前沿科技的最新进展：而将科研院所的专业资源引入小学课堂，既可以弥补教材的时代性不足，也能让学生接触真实的科研工作，建立科学知识与社会生活的关联。小学科普教学价值的载体选择主要体现在三个方面：

（1）知识维度：根据学生科学素养发展水平，选择不同层次的内容进行科普教育[9]，整合自然科学、环境保护、化学材料等多学科内容，有助于学生建立跨学科的知识联结；

（2）思维维度：研究过程运用比较、推理、论证等科学方法，契合小学高段科学思维的培养目标；

（3）价值观维度：前沿技术是我国采取得的突破性成就，能够激发学生的民族自豪感与科技报国的志向，落实思政育人的要求。

三方协同的内在逻辑建立在优势互补的基础上：科研人员具备丰富的前沿技术和科研实践经验，但对小学生的认知特点不够熟悉，缺乏小学课堂组织的经验；科学教师精通学生管理与课堂组织，但前沿科学知识储备不足，科研实践能力也较为逊色；学生具备强烈的好奇心与探索欲，但缺乏专业的指导，需要提供一定的学习支持才能开展持续性的科学探究。三方通过制度化的分工合作，共同完成“前沿知识一教学转化一意义建构”的完整闭环。

在三方协同的合作模式中，科研人员提供专业知识与指导，科学教师完成课堂上的知识转化，学生最终输出探究成果，整个过程遵循“输入一转化一输出”的基本路径。三个环节紧密衔接，任何一个环节出现缺位，都会影响最终的教育效果。

结合小学生的认知发展特点，本研究搭建了三阶递进的教学实施框架，分别对应兴趣激发、课题研究、成果输出三个阶段，各阶段的任务安排、主体作用与素养培养目标分层清晰，整体框架如图1所示。