530全国科技工作者日 | 科技引领未来:科学教育研究中心的探索与实践
时间: 2024-05-31 发布者: 文章来源: 科学教育研究中心 审核人: stem 浏览次数: 15



科技工作者日


2024530日,我们迎来了第八个“全国科技工作者日”。这一节日旨在纪念那些为我国科技事业无私奉献的科技工作者们,同时激励着后来者继承他们的风采。我们希望通过这样的纪念活动,鼓励青少年以热爱和崇尚科学的态度,发展科学事业。习近平总书记关于科学教育和科普,有以下具体的论述:


要在教育“双减”中 做好科学教育加法,激发青少年好奇心 想象力、探求欲, 培育具备科学家潜质、 愿意献身科学研究事业的青少年群体。


——2023221日,习近平在中共中央政治局第三次集体学习时说



科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼,要把科学普及放在与科技创新同箤重要的位置。


——2016530日,习近平在全国科技创新大会、两院**大会、中国科协第九次全国代表大会上的讲话



教育部等十八部门联合印发了《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》。该意见明确提出,通过35年的努力,确保在教育“双减”中做好科学教育加法的各项措施全面落地。




中国科学技术协会和教育部联合印发了《"科学家(精神)进校园行动"实施方案》。该方案旨在全国范围内弘扬科学精神和科学家精神,用新时代的科学家精神来铸魂育人。通过构建开放协同的工作模式,将科学家精神从抽象的符号转化为生动的科学家故事,引导中小学生走近科学家,了解科学家精神,增强科学探索的好奇心,并鼓励他们为国家的发展做出自己的贡献。



中小学科学教育是培养拔尖创新人才的基础性、先导性工作,是有效提升国家科技竞争力、实现中国式现代化的重要基础。我们要准确把握关于中小学科学教育重要论述的精髓和相关文件精神,聚焦基础性、先导性的定位,创新改革科学教育,培育具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年群体。


为了更好的践行习总书记关于科学教育、科技创新与科学普及的指示批示精神,浙江师范大学科学教育研究中心持续以恒,在理论与实践、国际与本土等方面做了努力。那让我们一起了解下ZJNU的科学教育研究中心及开展的工作。


科学教育研究中心


浙江师范大学科学教育研究中心,始于2012年浙江省基础教育研究中心中的科学教育研究所,20176月正式成立浙江师范大学科学教育研究中心。科学教育研究中心于2023年全国青少年科技教育工作者培训与实践基地,一直积极响应教育强国、科技强国、人才强国等国家战略发展新思路,充分发挥浙江省基础科学教育改革与浙江师范大学教育学科优势,同时整合国内外高校、基础教育学校、科技企业等优质资源,力求打造立足浙江、面向全国、放眼世界的科学教育研究、科学教育实践、科学教师教育与科技人才培养高地。



01师资队伍


科学教育研究中心拥有一支高素质、专业化的师资队伍。美国国家科学院外籍**、中国科学院**、首批国家“万人计划”首席科学家周忠和、牛津大学教授、欧洲科学教育研究协会主席Sibel Erduran任中心首席顾问,浙江师范大学教育学院院长黄晓任中心负责人。


02人才培养


科学教育研究中心始终秉承“大中小协同培养”的教学理念,致力于卓越创新型科学教师的培养。中心组建形成了浙江省大中小科学教育共同体,在培养师范生科学能力、科学思维、科学精神、科学本质等方面进行理论与实践探索。本科生培养层面,浙江师范大学是全国最早设立科学教育专业的院校之一,近8年来,在《中国大学及学科专业评价报告》(邱均平版)排行榜中8次被评为五星级专业,5次位列全国第一。研究生培养层面,开设科学与技术教育专业,致力培养教学实践能力和教学研究能力兼具的科学教师。


03科学研究


科学教育研究中心在科学研究方面取得了显著的成效。中心成员近五年来获批全国教育科学规划项目等国家级、省部级等课题20余项;在SSCICSSCI等核心期刊上发表论文50余篇;出版《科学与工程实践丛书》等著作10余本;获浙江省教育科学研究优秀成果奖一等奖等各类科研奖项6项;入库中国专业学位教学案例中心优秀教学案例库5项。中心积极参与国内外学术交流与合作,与多个国家和地区的科学教育机构建立了良好的合作关系,共同推动科学教育的发展。


科学教育研究中心在长期的发展过程中,形成了鲜明的特色和优势。注重跨学科研究,通过整合不同学科领域的知识和资源,形成了独特的研究视角和方法论。注重理论与实践相结合,既关注科学教育的理论创新,又注重将理论成果应用于实际教育教学中,推动科学教育教学质量的提升。


面对未来,科学教育研究中心将继续坚持创新驱动、质量为本的发展理念,不断提升研究水平和创新能力。中心将进一步加强与国内外高水平科学教育机构的合作与交流,引进先进的科学教育理念和技术手段,推动科学教育的高质量发展。


01五个“一”


1浙江省第一个STEM实验室


STEM实验室作为浙江省智能教育技术与应用重点实验室的分实验室,为开展人工智能等新技术环境下的科学教师培养提供人机协同学习、智能教育支撑技术、智能教育测评与决策、教育视频处理与产品创新等前沿教育资源。



2 浙江省第一个大中小学科学教育共同体


202312月,浙江省大中小学科学教育共同体正式成立,充分发挥“校城共同体”的引领作用,组织浙江省11个地市、42所中小学校,搭建大中小学科学教育协同平台,发挥“领雁先行”领航作用,促进科学教育资源合理配置,推动大中小学科学教育间横向、纵向合作,加强大中小学校与社会间的联系,为职前职后一体化的科学教师专业发展提供坚实支撑。


3全国青少年科技教育工作者培训与实践基地


20239月,浙江师范大学科学教育研究中心成功认定为“2023-2025年全国青少年科技教育工作者培训与实践基地”,持续发挥自身优势特色,在浙江省教育厅领导与主办下、与浙江师范大学教育学院积极开展“**进师训-浙江省中小学教师科学素养提升行动”等科技教育工作者培训与实践工作。


4中国第一个中非科学教育联合研究培养中心


中非科学教育合作中心,浙江师范大学与坦桑尼亚教育研究院、坦桑尼亚教育管理发展局共同成立中非科学教育合作中心,并在首届中非科学教育论坛上揭牌。



5第一批浙江省科学教育研究与普及中心社科之家


浙江省科学教育研究与普及中心社科之家于20245月被命名为第一批市级社科之家。其以“学术研讨交流平台、社科普及宣教窗口、社科成果展陈场所、公共人文服务阵地”为功能定位,按照“五有三中心”的建、管、用标准,面向学者、面向社会、面向群众,凝聚社科专家学者,培育社科志愿队伍,成为服务哲学社会科学工作者的重要平台、服务广大人民群众的温馨家园。




02讲好中国科学教育故事


采用实证的研究范式,研究科学基础教育的一些相关问题和主题。将研究成果转化为可发表的国际论文。


01

Journal Of Education For Teaching—— Enhancing teachers’STEM understanding through observation, discussion and reflection


STEM教育的有效教学已成为教师专业发展的一个重要关注点。许多教师对STEM教学策略不熟悉,也不具备STEM教学所需的学科知识和教学策略。本文研究的目的是探索中国教师在参加浙江-印第安纳STEM暑期项目后,关于STEM理的专业发展路径和模型。观察-讨论-反思(Observation-Discussion-Reflection, ODR)框架:该暑期项目利用了被称为ODR框架的策略,以促进教师的专业成长。研究发现,教师对STEM知识不同组成部分的理解存在差异,其中综合知识需要最多的关注以进一步发展专业能力。STEM教育的有效教学已成为教师专业发展的一个重要关注点。


02

Research in Science&Technological Education——Investigating in-service teachers’ STEM literacy:the role of subject background and gender


刊载于Research in Science& Technological Education的文章提供了一个由STEM知识、能力和态度组成的理论框架,以及一个追踪教师STEM素养的方法论方法。揭示了教师STEM素养的构成要素及其相互关系,并强调了性别和学科背景在STEM教育中的重要性,对教师的专业发展和STEM教育策略的制定具有重要意义。


03

Journal of Baltic Science Education——Assessment of Conceptual Understanding in Student Learning of Moon Phases


刊载于Journal of Baltic Science Education的文章通过构建一个新的水平划分框架和相应的评估测试,对768名中国初中学生在月相概念学习中的概念理解进行了深入研究并形成了三个连续提升的层次。为教育者提供了一种有效的方法来评估和诊断学生在月相学习中的认知特点,为针对性的教育干预提供依据,对提高学生对复杂科学概念理解也具有指导作用。


04

Journal of Baltic Science Education——Improving Lower Secondary School Students’Knowlege integration of buoyancy through enhancing their understanding of the nature of Buoyancy


刊载于Journal of Baltic Science Education的文章通过一项针对中国初中学生的教学实验,探讨了如何通过增强学生对浮力本质的理解来提升他们对浮力概念的知识整合能力。研究发现,通过深入理解科学概念的本质,可以显著提高学生对浮力知识的整合,从而有效解决与浮力相关的复杂问题。这一研究不仅为科学教育提供了一种新的教学策略,而且对于教师如何设计和实施更有效的科学教学活动具有重要的启示作用,有助于推动科学教育改革,培养学生的科学素养和解决实际问题的能力。


05

Research in Science Education——Effects of Parental Science Expectations on the Science Interests of Yi Junior High School Students in China: The Chain Mediating Role of Science Experience and Science Self-Efficacy


聚焦少数民族教育:提升科学兴趣,共筑教育公平。在追求教育公平与均衡发展的道路上,我们不容忽视少数民族群体的教育现状。本研究特别关注了在彝族影响初中生科学兴趣的因素,并对于提升少数民族中学生对科学的兴趣提出了方法和措施,以期促进教育公平和可持续的社会发展。




03国际视野与本土实践


01

《促进科学本质理解的多元教学路径——科学本质教学的国际视角与启示》


作为科学素养的核心,科学本质理解需要显性教学。立足本土化的科学本质教学实践探索,提出了促进科学本质理解的多元教学路径,即科学探究教学、融入科学史哲的教学、科学论证教学、基于社会性科学议题的教学以及科学阅读与科学写作等。进而提出科学本质教学要走向综合、开放、多元。


02

《科学史与科学哲学在中学物理课程标准中的呈现和意义》


随着科学教育的深入发展,科学史与科学哲学(HPS)在中学物理教学中的重要性愈发凸显。聚焦于科学史与科学哲学在中学物理课程标准中的融合,这一主题对于提升学生的科学素养和理解科学本质具有重要意义。通过对科学知识建构性、科学方法多样性以及科学家精神等重要概念的深刻阐述,帮助读者全面理解科学 的本质和科学教育的深远意义。


03

《科学与工程实践类科技教育活动案例》


通过精心设计的教学活动案例,展示了科学与工程实践在科技教育中的重要性和实际应用。文章的亮点包括:跨学科整合、实践导向、创新解决方案、体现社会价值,提供详细教学评价、步骤清晰、注重培养科学素养、有限资源创新利用。这些教学案例不仅有助于提高学生的科学素养,还鼓励他们积极参与社会问题的解决,具有很高的教育价值和实践意义。


04

《体现科学与工程实践的“流体压强与流速的关系”教学设计》


流体压强与流速的关系”是初中物理中联系生活应用的重要内容,也很好地体现了“科学与工程实践”这一当前科学教育改革的方向。通过“参与一探索一解释一工程一深化一评价”将科学探究与工程设计有效体现于“流体压强与流速的关系”这节课的教学设计与实践中,以促进学生科学素养与工程实践的能力提升。


05

《以高质量的科技教育助力中国式现代化》


党的二十大报告指出:“中国式现代化,是中国共产党领导的社会主义现代化,既有各国现代化的共同特征,更有基于自己国情的中国特色。”阐释了中国式现代化的中国特色。党的二十大报告还提出“教育、 科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。”如何更好地理解教育现代化对中国式现代化建设的作用与路径,我们可以从科技教育的视角看中国式现代化建设。


06

中国科技教育——《以大学-中小学科学教育协同为科学教育做加法》


科学教育,国之重器。习总书记强调,要在“双减”中做好科学教育加法,点燃青少年的好奇与梦想。青少年科学教育,横跨大中小学校园,需各学段无缝衔接,协同并进。本文深入探索“大学-中小学科学教育协同”模式,力求优化教育资源,培育创新力量,共筑教育强国、科技强国、人才强国的坚实基石。


07

中国科技教育——《非洲科学教育发展的历史与现状》


文章深入探讨了非洲科学教育的发展历程和当前状况,不仅对非洲科学教育历史进行全面回顾,还针对当前非洲科技教育面临的困境和挑战,提出具体的改革措施和发展策略。这对理解非洲科技发展全局、支持非洲科技进步和教育改革,促进国际合作与交流具有重要的参考价值。


08

中国科技教育——《南非共和国科学教育测评:制度与实践》


介绍南非在科学教育领域所实施的测评体系,以及这一体系在实际教学活动中的应用情况。深入探讨了南非共和国科学教育测评的制度与实践,包括其背景、负责机构、测评框架、内容、类型、反馈机制,以及中国与南非在该领域的合作潜力。概述南非科学教育的特点、面临的挑战,并提出了加强两国教育合作的建议。


09

中国科技教育——《坦桑尼亚科学课程标准的改革与实践》


随着科技的发展和全球化的加速,教育在国家发展中的重要性日益凸显,特别是科学教育在中等和高等教育中占据战略重点。非洲各国政府正在推进科学课程改革,但每个国家的进程不同。坦桑尼亚自独立以来进行了多次教育改革,其中包括1967年的《阿鲁沙宣言》和1984年的《迈向2000年的坦柔桑尼亚教育》决议。自“一带一路”倡议提出以来,坦桑尼亚作为中国的“全面战略合作伙伴”,教育领域合作密切,教育已成为中坦两国增进友谊的重要桥梁。尽管教育改革给坦桑尼亚教育事业带来了新的发展机遇,但也面临经济发展缓慢、通货膨胀、缺乏合理规划等挑战,导致教育结构失衡和教育质量下降


10

浙江-印州STEM平移:实践中的科普素养提升之旅


团队利用美国科学教育与科普实践中主题式开展 STEM的经验,协同浙江省教研室开展浙江- 印州中小学 STEM课程平移项目(简称中印 STEM平移),在实践中探索师生 STEM素养提升的科普有效路径与范式。从 2017年的参与课堂观摩与指导,到 2018年的扎根上城区共同开展 STEM的课程设计、教学开展、课堂观摩、师生调研与访谈等,并从实践中提炼教师参与中印 STEM 平移提升 STEM 素养的“观察-讨论-反思 ”实践 路径。2019年结合本土学生及科普特色,共同设计“主题+分科 ”STEM 项目教学模式,并扎根于拱墅区的 STEM教学实践、课堂观摩、师生 STEM 活动等实践。2020-2021年立足于浙江科学教育与科普特色的 STEM项目化实践,推进温州实验中学基于 STEM项目的教学开展。




04科学普及新资源




科普丛书:


引领跨学科综合素质培养


1

科学与工程实践丛书”


主编出版《科学与工程实践丛书》《科学与工程实践教学用书》两套丛书,面向社会推广,成为科学普及的重要课程资源。周忠和**评价这两套丛书:这两套丛书兼具国际视野与本土实践,目标在于通过真实情境任务培养中小学生的科学素养、工程能力和跨学科综合素质。这也是一套具有开创性的科普读物和拓展教材。


本套丛书共6册,具有如下特点:


1.以问题为导向,聚焦素养提升。本丛书与现行义务教育课程标准要求匹配,围绕学生熟悉的六个主题,呈现挑战或问题,融合科学、社会、语言表达艺术、数学等多学科知识应用,为学生创设科学与工程实践过程体验。学生在活动中经历“定义问题、了解问题、拟订解决方案、尝试解决方案、测试解决方案、确定解决方案、展示”等科学探究与工程实践过程,进而提升实践能力、创新能力和问题解决能力。


2.以情境为载体,突显基于项目的学习关照。丛书各册围绕一个主题划分为若干个项目,以真实情境任务作为主线贯穿始终,在各项目中融入相应的活动任务,强调科学探究与工程实践过程,重视探究问题的提出、探究活动的体验和科学方法的应用,关注真实问题解决的方案设计、建模过程与问题解决。通过项目式的学习,学生不仅获得了知识和技能的“直接经验”,还将原本抽象、枯燥的“跨学科概念”巧妙地变成了可以体验和实践的亲身经历。


3.活动情境丰富,贴近现实生活。丛书内容涉及植物、动物、交通、太阳能、风力发电、水六大主题,根据各册主题,创设一系列基于真实情境的科学与工程实践活动,如“建造蝴蝶家园”“制作旅游路线图”“你一天中的资源”“一个月的电费计算”“学会理财”等,助力学生更快融入活动,开展项目式学习。


4.栏目设计多样,增强趣味性与可读性。书中设计了“你知道吗”“是什么”“阅读学习”等栏目,介绍项目学习过程中涉及的知识与方法,为活动任务的达成奠定基础;“课堂讨论”栏目根据活动任务设置一系列问题,帮助学生实现知识的内化与升华。





2

《科学课程标准与教材研究》


梳理了科学课程改革与发展的历史脉络,从美国国家科学教育标准、英国国家科学课程标准、澳大利亚科学课程村准,加拿大科学与技术课程标准,新加坡科学课程大纲等,到我国新版《科学课程标准》与港澳台地区科学课程标准与教材,提出了科学课程标准与教材的国际视视野与本土实践。




05做好科学教育与科学传播


01

光明日报——《优化资源布局,形成大科学教育格局》


刊载于光明日报的文章强调优化科学教育资源布局,推动大科学教育格局形成。科学教育急需高质量资源以培养创新型人才,现有资源布局存在教材缺乏深度整合、实验教学创新不足等问题。为此,需升级资源供给,通过多模态教学、强化保障机制、创新驱动及发展性评价体系,促进科学教育转型,实现教育资源的高效配置和利用。


02

中国教师报——《科学教育实验区实验校建设要“四个化”》


教育部在2023年末启动了全国中小学科学教育实验区和实验校建设项目,标志着科学教育迈入了新的发展阶段。为了构建高质量的科学教育体系,实验区和实验校需要在以下四个方面进行努力:发展智能化、提升国际化、推进协同化、落实全域化。通过这些措施,可以构建教育共富格局,提升中小学科学教育质量和水平,助力教育强国的建设。



03

中国教育报——《科学教师须发挥科学教育主力军作用》


新时代背景下加强中小学科学教育工作对于提升全民科学素质、建设教育强国、实现高水平科技自立自强具有关键作用。科学教师作为科学教育的关键力量,其素质和能力直接影响科学教育的质量和效果。科学教育需要适应课程改革的新态势,实现从分科治学到学科整合的转变。科学教师应打破学科边界,优化科际知识整合,推动跨界课例研讨,并开展跨学科教学,创新教学实践方式,打造科学传播新范式,以培养更多国家科技创新人才。



04

中国教师报——《遮蔽与解蔽——重塑学科教学论教师队伍》


这篇文章的背景聚焦于中国高等教育领域中,特别是教师教育师资队伍的建设问题。文章讨论了当前教师队伍建设面临的挑战,以及如何通过改革和创新来提升教师队伍的质量和效能。文章指出,强化教师教育师资队伍建设是近年来国家政策的重点之一,旨在提升教师队伍的整体素质和专业化水平。文章强调这些教师在教育系统中扮演多重角色,包括教学理念的示范者、学科教学问题的反思者与研究者,以及社会服务的协作者。总体而言,文章背景反映了中国在新时代背景下,对教师队伍建设的重视,以及为了应对教育改革和发展的需求,所采取的政策措施和改革建议。


05

中国教师报——《为科学教师专业发展铺就“快车道”》


我国科学教育改革迈出重要步伐,聚焦科学教师专业发展。针对当前科学教师专业素质亟待提升的现状,专家郑永和与黄晓提出通过学科领航策略铺设科学教师成长“快车道”。他们强调需加强科学教育学科建设,明确学科定位,完善理论体系,特别是在教师教育课程中融入科学本质与教育实践,推动研究范式创新,及构建高质量教师队伍,形成学术共同体,培养兼具科学素养与教学能力的新时代教师,为我国科技强国建设奠定坚实基础。




06

非正式科学学习:科技活动与创客走进校园与科技馆


长期以来,团队成员持续走进中小学校园、科技馆场,中小学生走进大学校园与实验室,开展“机械手 ”、“宇宙飞船对接 ”等 STEM 主题课程,“科技创造梦想 ”机器人创客、人工智能等活动,如金师附小“STEM 梦想领袖” 团队开展的 STEM 系列活动;到农民工子弟学校开展的低成本趣味实验系列活动;到科技馆开展的机器人创客、人工智能系列活动等,也部分得到了媒体的报道,拓展了中小学科学教育的深度与广度。




06科学活动的开展


1首届科学教学高质量发展论坛


2024415日,协办高博会首次科学教育学术活动,中国工程院**、中国高等教育学会副会长周玉,中国科学院**、全国政协常委武向平,以及来自高校、科协相关单位的专家、学者共话科学教育高质量发展。


2**进师训


2023年共同承办多场“**进师训”活动,旨在中小学教师队伍中进一步弘扬科学家精神,营造重视科学教育、崇尚科技创新的育人氛围,学习推广科学教育新理念、新成果、新方法,促进中小学教师科学素养提升,加快高水平中小学科学教师队伍建设。



3首届中非科学教育论坛


20231230日,承办首届中非科学教育论坛,为中非交流搭建了良好的学术平台,为促进中非教育交流合作、共同探究科学教育的发展轨迹打下了坚实基础。



4科学直播间:做好科学教育加法,培养学生创新思维”主题活动


科学教育直播间”是由中国科协、教育部等主办的青少年科学调查体验活动策划推出的科学教育直播栏目,旨在通过就针对某一特定主题的在线交流讨论,促进科技教育工作者对科学教育深层次理解,助力做好科学教育的加法。2023419日,黄晓教授应邀请主持科学教育直播间“做好科学教育加法,培养学生创新思维”主题活动。



5五四青年科技行:践行科学教育加法


科学普及作为科技创新的土壤、养分,是科技创新发展的基石,科技创新人才的摇篮,做好科学教育加法的重要支撑。科技馆是科学教育社会大课堂的主要阵地之一,能助于公众科学普及与青少年的科学素养提升。为响应习近平总书记对青年人才的慰问与关切,助力高素质科学教育人才的培养,赋能科技创新人才的培养,浙江师范大学科学教育中心的师生团队开展了五四青年科技行,践行科学教育加法。


在科学教育的研究与实践中,应利用好社会大课堂,以此拓展传统教室的边界,将科学教育环境延伸到社会各个角落,让学生们能够在真实世界的情境中运用和验证他们的科学知识与技能,这不仅促进了他们对科学概念的深刻理解,也激发了他们解决实际问题的兴趣和能力,鼓励学生在日常生活中观察、思考和探索,从而实现科学教育的全面发展。


浙江师范大学科学教育研究中心将进一步积极响应国家关于科学教育和科学技术普及的政策要求,致力于激发青少年科学探索的热情和兴趣,培育具有科学家精神和科研潜力的后备力量。作为科学教育领域的先行者,浙江师范大学科学教育研究中心将继续发挥其引领和示范作用,为新时代科学教育事业的发展贡献力量。


最后,向所有科技工作者致敬,期待更多人才投身科技事业,共创美好未来!




编写 |  胡瑶琦 秦嘉璐 吴文溪 梁致远 杨梦龙


一审 |王妆


二审 |黄晨晗


终审 | 黄晓




来源:STEM教育研究中心