“為了清理地鐵車廂通風口上的污垢，我設(shè)計制作了一種便攜式自動清洗消毒機。它不僅使用方便，還解決了人工使用抹布時消毒劑濃度逐漸降低的問題，我給他起名叫‘雷神之錘’。”北京航空航天大學(xué)實驗學(xué)校小學(xué)部學(xué)生張恒源在北京市日前召開的中小學(xué)科學(xué)教育與創(chuàng)新人才培養(yǎng)研討會（以下簡稱“研討會”）上，展示了一把形似錘子的作品。
此次研討會亮點紛呈，不僅有“雷神之錘”，還有來自五所學(xué)校的學(xué)生團隊帶來的無碳動力車、微型機器人等科學(xué)成果。
如何做好科學(xué)教育的加法，讓學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)得到提升，培養(yǎng)社會急需的科技人才，是學(xué)校需要回答的問題。
打造校本課程體系
課堂是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新思維與實踐能力的重要場所。構(gòu)建特色校本課程是加強科學(xué)教育、提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑之一。
校本課程，是指以學(xué)校為本位、由學(xué)校自己開發(fā)的課程，與國家課程、地方課程相對應(yīng)。
“中小學(xué)校在開齊開足開好科學(xué)類國家課程的同時，還應(yīng)積極構(gòu)建內(nèi)容豐富、形式多樣的科學(xué)類校本課程。”北京市海淀區(qū)教育科學(xué)研究院院長吳穎惠認為，長期以來，大部分學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)思維的培養(yǎng)主要依托于物理、化學(xué)、地理等學(xué)科的學(xué)習。而科學(xué)課程的設(shè)置既要“基于學(xué)科”，也要“超越學(xué)科”，構(gòu)建起包括科學(xué)體驗、科學(xué)探究、科學(xué)創(chuàng)造三個層級的科學(xué)類校本課程。
北京航空航天大學(xué)附屬小學(xué)的航模課是該校打造的小航家科學(xué)教育體系代表課程之一。北京航空航天大學(xué)附屬小學(xué)昌平學(xué)校黨支部書記、校長李蘭瑛介紹，航模課采用了“四個一”的教學(xué)方式，即講述一個引人入勝的航空故事，解讀一個深入淺出的科學(xué)原理，設(shè)立一枚象征榮譽的勛章，以及讓學(xué)生親手制作一架模型飛機。“這樣的課程設(shè)計既激發(fā)了學(xué)生的興趣，又讓他們在實踐中深化了對航空知識的理解。”李蘭瑛說。
像北京航空航天大學(xué)附屬小學(xué)昌平學(xué)校這樣，建立特色科學(xué)教育課程體系的學(xué)校還有很多。吳穎惠介紹，目前，北京市海淀區(qū)中小學(xué)有近464門科學(xué)類校本課程，涉及學(xué)科拓展、學(xué)科競賽、實驗觀察、設(shè)計制作、科普閱讀、人工智能、編程和機器人等多個領(lǐng)域。
為高效利用各類教育資源，海淀區(qū)以教育集團為牽引建設(shè)特色科學(xué)課程體系。吳穎惠舉例，目前，北京大學(xué)附屬中學(xué)教育集團聚焦物理領(lǐng)域的創(chuàng)新研究，首都師范大學(xué)附屬中學(xué)教育集團則在生命科學(xué)領(lǐng)域打造特色科學(xué)課程。“我們希望每個教育集團都能打造不同類型的科學(xué)教育課程，在不同科學(xué)領(lǐng)域建立特色課程群。這不僅能彰顯學(xué)校辦學(xué)特色，還能有效整合學(xué)校教育資源。”吳穎惠說。
構(gòu)建貫通發(fā)展格局
“許多大學(xué)生在撰寫科學(xué)論文或闡述科學(xué)觀點時，常常出現(xiàn)概念闡述不清晰、語言表達不簡潔等問題。這是因為他們在中學(xué)階段，沒有進行深入的科學(xué)語言表達訓(xùn)練。”北京大學(xué)附屬中學(xué)副校長景志國表示。
2023年底發(fā)布的《教育部辦公廳關(guān)于推薦首批全國中小學(xué)科學(xué)教育實驗區(qū)、實驗校的通知》中提到，要構(gòu)建大中小學(xué)段縱向貫通、校內(nèi)校外橫向聯(lián)動的發(fā)展格局。
多位專家表示，這為學(xué)生提供全面而系統(tǒng)的科學(xué)學(xué)習體驗，滿足社會對于創(chuàng)新人才的需求。
景志國介紹，例如，北京大學(xué)附屬中學(xué)與北京大學(xué)物理學(xué)院聯(lián)合搭建了物理卓越人才培養(yǎng)示范基地。基地課程涵蓋對科學(xué)工具的熟練使用、科學(xué)現(xiàn)象的定量化實驗、科學(xué)語言的準確表達、邏輯常識和邏輯思維、跨學(xué)科思維和視野等方面，全面提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和綜合能力。
同時，北京大學(xué)附屬中學(xué)還與北京大學(xué)地空學(xué)院、北京大學(xué)工學(xué)院、北京航空航天大學(xué)自動化科學(xué)與電氣工程學(xué)院等進行合作，開設(shè)了業(yè)余無線電技術(shù)、月球拓荒計劃、人工智能-情感機器人、水下機器人、無人機等大中貫通課程。這些多樣化的課程不僅開拓了學(xué)生的視野，還讓學(xué)生充分體驗到未來專業(yè)選擇的多樣性與豐富性。
縱向貫通的培養(yǎng)模式不僅備受中小學(xué)歡迎，許多高校對此也十分期待。北京航空航天大學(xué)副校長黃海軍表示：“我們非常期待與中小學(xué)建立更加緊密的合作關(guān)系，共同開發(fā)科學(xué)教育資源，共享科研成果，推動科學(xué)教育內(nèi)容的更新和教學(xué)方法的不斷創(chuàng)新。”
完善評價反饋機制
“在科學(xué)教育過程中，評價反饋是最難也是最容易被忽略的一個環(huán)節(jié)。”首都師范大學(xué)附屬中學(xué)校長盧青青說。正確且精準的評價反饋對于促進學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成具有重要的引導(dǎo)作用。她認為，構(gòu)建科學(xué)素養(yǎng)導(dǎo)向的綜合評價體系，能夠發(fā)揮評價的導(dǎo)向功能、診斷功能、調(diào)節(jié)功能、激勵功能等。
值得注意的是，科學(xué)素養(yǎng)導(dǎo)向的綜合評價體系重點在于促進學(xué)生核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。這就要求評價體系的轉(zhuǎn)型。“評價的重點應(yīng)從單一測量學(xué)生的陳述性知識與程序性知識，轉(zhuǎn)變?yōu)樵u價其高級思維技能、發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的能力。”盧青青說，可以通過科技創(chuàng)新實踐活動、競賽活動、科學(xué)拓展課、項目化課題研究以及實地真實情境學(xué)習對學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)進行評價。
例如，可以借助信息化測評工具與大數(shù)據(jù)技術(shù)對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)情況進行評價反饋。“首都師范大學(xué)附屬中學(xué)正在依據(jù)PISA2021中創(chuàng)造性思維的測評框架和測評工具，對課堂情境下學(xué)生的創(chuàng)造性思維進行測評。”盧青青介紹，PISA2021創(chuàng)造性思維測評從文字表達、視覺表達、社會知識創(chuàng)造和問題解決、科學(xué)知識創(chuàng)造和問題解決4個內(nèi)容維度，考查學(xué)生生成多樣化想法、生成創(chuàng)造性想法、評估和改進想法的能力。這一測評模式可以對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)進行評估，為后續(xù)科學(xué)教育教學(xué)提供指引。
“為了清理地鐵車廂通風口上的污垢，我設(shè)計制作了一種便攜式自動清洗消毒機。它不僅使用方便，還解決了人工使用抹布時消毒劑濃度逐漸降低的問題，我給他起名叫‘雷神之錘’。”北京航空航天大學(xué)實驗學(xué)校小學(xué)部學(xué)生張恒源在北京市日前召開的中小學(xué)科學(xué)教育與創(chuàng)新人才培養(yǎng)研討會（以下簡稱“研討會”）上，展示了一把形似錘子的作品。
此次研討會亮點紛呈，不僅有“雷神之錘”，還有來自五所學(xué)校的學(xué)生團隊帶來的無碳動力車、微型機器人等科學(xué)成果。
如何做好科學(xué)教育的加法，讓學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)得到提升，培養(yǎng)社會急需的科技人才，是學(xué)校需要回答的問題。
打造校本課程體系
課堂是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新思維與實踐能力的重要場所。構(gòu)建特色校本課程是加強科學(xué)教育、提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑之一。
校本課程，是指以學(xué)校為本位、由學(xué)校自己開發(fā)的課程，與國家課程、地方課程相對應(yīng)。
“中小學(xué)校在開齊開足開好科學(xué)類國家課程的同時，還應(yīng)積極構(gòu)建內(nèi)容豐富、形式多樣的科學(xué)類校本課程。”北京市海淀區(qū)教育科學(xué)研究院院長吳穎惠認為，長期以來，大部分學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)思維的培養(yǎng)主要依托于物理、化學(xué)、地理等學(xué)科的學(xué)習。而科學(xué)課程的設(shè)置既要“基于學(xué)科”，也要“超越學(xué)科”，構(gòu)建起包括科學(xué)體驗、科學(xué)探究、科學(xué)創(chuàng)造三個層級的科學(xué)類校本課程。
北京航空航天大學(xué)附屬小學(xué)的航模課是該校打造的小航家科學(xué)教育體系代表課程之一。北京航空航天大學(xué)附屬小學(xué)昌平學(xué)校黨支部書記、校長李蘭瑛介紹，航模課采用了“四個一”的教學(xué)方式，即講述一個引人入勝的航空故事，解讀一個深入淺出的科學(xué)原理，設(shè)立一枚象征榮譽的勛章，以及讓學(xué)生親手制作一架模型飛機。“這樣的課程設(shè)計既激發(fā)了學(xué)生的興趣，又讓他們在實踐中深化了對航空知識的理解。”李蘭瑛說。
像北京航空航天大學(xué)附屬小學(xué)昌平學(xué)校這樣，建立特色科學(xué)教育課程體系的學(xué)校還有很多。吳穎惠介紹，目前，北京市海淀區(qū)中小學(xué)有近464門科學(xué)類校本課程，涉及學(xué)科拓展、學(xué)科競賽、實驗觀察、設(shè)計制作、科普閱讀、人工智能、編程和機器人等多個領(lǐng)域。
為高效利用各類教育資源，海淀區(qū)以教育集團為牽引建設(shè)特色科學(xué)課程體系。吳穎惠舉例，目前，北京大學(xué)附屬中學(xué)教育集團聚焦物理領(lǐng)域的創(chuàng)新研究，首都師范大學(xué)附屬中學(xué)教育集團則在生命科學(xué)領(lǐng)域打造特色科學(xué)課程。“我們希望每個教育集團都能打造不同類型的科學(xué)教育課程，在不同科學(xué)領(lǐng)域建立特色課程群。這不僅能彰顯學(xué)校辦學(xué)特色，還能有效整合學(xué)校教育資源。”吳穎惠說。
構(gòu)建貫通發(fā)展格局
“許多大學(xué)生在撰寫科學(xué)論文或闡述科學(xué)觀點時，常常出現(xiàn)概念闡述不清晰、語言表達不簡潔等問題。這是因為他們在中學(xué)階段，沒有進行深入的科學(xué)語言表達訓(xùn)練。”北京大學(xué)附屬中學(xué)副校長景志國表示。
2023年底發(fā)布的《教育部辦公廳關(guān)于推薦首批全國中小學(xué)科學(xué)教育實驗區(qū)、實驗校的通知》中提到，要構(gòu)建大中小學(xué)段縱向貫通、校內(nèi)校外橫向聯(lián)動的發(fā)展格局。
多位專家表示，這為學(xué)生提供全面而系統(tǒng)的科學(xué)學(xué)習體驗，滿足社會對于創(chuàng)新人才的需求。
景志國介紹，例如，北京大學(xué)附屬中學(xué)與北京大學(xué)物理學(xué)院聯(lián)合搭建了物理卓越人才培養(yǎng)示范基地。基地課程涵蓋對科學(xué)工具的熟練使用、科學(xué)現(xiàn)象的定量化實驗、科學(xué)語言的準確表達、邏輯常識和邏輯思維、跨學(xué)科思維和視野等方面，全面提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和綜合能力。
同時，北京大學(xué)附屬中學(xué)還與北京大學(xué)地空學(xué)院、北京大學(xué)工學(xué)院、北京航空航天大學(xué)自動化科學(xué)與電氣工程學(xué)院等進行合作，開設(shè)了業(yè)余無線電技術(shù)、月球拓荒計劃、人工智能-情感機器人、水下機器人、無人機等大中貫通課程。這些多樣化的課程不僅開拓了學(xué)生的視野，還讓學(xué)生充分體驗到未來專業(yè)選擇的多樣性與豐富性。
縱向貫通的培養(yǎng)模式不僅備受中小學(xué)歡迎，許多高校對此也十分期待。北京航空航天大學(xué)副校長黃海軍表示：“我們非常期待與中小學(xué)建立更加緊密的合作關(guān)系，共同開發(fā)科學(xué)教育資源，共享科研成果，推動科學(xué)教育內(nèi)容的更新和教學(xué)方法的不斷創(chuàng)新。”
完善評價反饋機制
“在科學(xué)教育過程中，評價反饋是最難也是最容易被忽略的一個環(huán)節(jié)。”首都師范大學(xué)附屬中學(xué)校長盧青青說。正確且精準的評價反饋對于促進學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成具有重要的引導(dǎo)作用。她認為，構(gòu)建科學(xué)素養(yǎng)導(dǎo)向的綜合評價體系，能夠發(fā)揮評價的導(dǎo)向功能、診斷功能、調(diào)節(jié)功能、激勵功能等。
值得注意的是，科學(xué)素養(yǎng)導(dǎo)向的綜合評價體系重點在于促進學(xué)生核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。這就要求評價體系的轉(zhuǎn)型。“評價的重點應(yīng)從單一測量學(xué)生的陳述性知識與程序性知識，轉(zhuǎn)變?yōu)樵u價其高級思維技能、發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的能力。”盧青青說，可以通過科技創(chuàng)新實踐活動、競賽活動、科學(xué)拓展課、項目化課題研究以及實地真實情境學(xué)習對學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)進行評價。
例如，可以借助信息化測評工具與大數(shù)據(jù)技術(shù)對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)情況進行評價反饋。“首都師范大學(xué)附屬中學(xué)正在依據(jù)PISA2021中創(chuàng)造性思維的測評框架和測評工具，對課堂情境下學(xué)生的創(chuàng)造性思維進行測評。”盧青青介紹，PISA2021創(chuàng)造性思維測評從文字表達、視覺表達、社會知識創(chuàng)造和問題解決、科學(xué)知識創(chuàng)造和問題解決4個內(nèi)容維度，考查學(xué)生生成多樣化想法、生成創(chuàng)造性想法、評估和改進想法的能力。這一測評模式可以對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)進行評估，為后續(xù)科學(xué)教育教學(xué)提供指引。
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