近日,全国中小学科学教育工作推进会在各地积极推进科学教育改革的背景下圆满召开。会议聚焦科学教育的创新发展,展示了全国多地的实践经验与改革成果,为新时代科学教育的发展提供了宝贵的经验和启发。
持续巩固“双减”改革成效
打造新时代中小学科学教育浙江样本
浙江省
浙江省认真学习贯彻习近平总书记关于在教育“双减”中做好科学教育加法的重要指示精神,贯彻落实《教育部等十八部门关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》部署要求,着力推动中小学生科学素养和人才自主培养质量提升。
一、高站位推进实验区、实验校建设,打造示范微样本
一是做深“规定动作”。聚焦重点工作任务,6个全国科学教育实验区和15所实验校全部出台《三年行动计划》,已落实专项经费5.2亿元,专职科学教师10381名,整合区域性科学教育基地3208个。二是做实“自选动作”。遴选11个地区和102所学校作为省级实验区、实验校,建立问题清单、需求清单、改革清单、责任清单,推动中小学科学教育扩面提质,计划用3至5年时间,选聘1000名科学家担任科学副校长,设立10000个青少年家庭实验室。三是做精“特色动作”。各地各校积极改革、先行先试,形成了温州市青少年家庭实验室、宁波市科学实验评价改革、金华市科学教育教材《科学与工程实践》“出海”等一批具有浙江辨识度的典型案例。
科学与工程实践丛书
“科学与工程实践丛书”在浙江师范大学发布
二、高质量实施集成改革,夯实学校教育主阵地
一是课堂改革显厚度。在全国率先整合初中物理、化学等课程,从1988年起,坚持36年设置初中综合科学课程,并将高中通用技术、信息技术纳入高中选考科目,实现科学教育从单科教学向合科教学转变,在教育部组织的“义务教育阶段学生科学学习质量监测”中,浙江省八年级学生连续三轮(2017年、2020年、2023年)科学学业成绩排名全国第二位。二是实验教学拓宽度。出台中小学实验教学工作指导意见,加强科学实验室建设和实验教学,目前,全省98%的小学、99%的初中建有科学实验室,76%的小学、79.2%的初中建有科技教育特色教室。三是STEM教育重力度。从2016年开始,创新实施以科学、技术、工程和数学为核心的跨学科学习,培育STEM教育与项目化学习基地学校101所,全省1000余所学校、1万多名教师、10余万名学生参与教育实践。
浙江—印州中小学STEM课程平移项目
2016-2020年,浙江师范大学积极参与STEM平移实践、研究STEM平移的本土实践,讲好中国实践故事
科技引领未来:科学教育研究中心的探索与实践
三、高标准开展协同育人,探索自主培养新路径
一是强化导师团队建设。启动实施浙江省中学生“英才计划”扩面提质工程,成立全国首个省级专家咨询委员会,组织104名院士、科学家担任省级导师,破解贯通式培养渠道不畅的堵点,今年共有110所中学429名高中学生参与培养。二是优化人才培养模式。加强基础学科和专职教师队伍建设,不断完善选拔培养评价一体化机制,指导中小学生积极参加科技类竞赛“白名单”活动,涌现出了“量子鬼才”陆朝阳、中国科学院院士增选有效候选人唐睿康等一大批优秀青年人才。三是深化国际联系交流。搭建高水平青少年国际交流平台,组织200余名浙江省高中生参加世界青年科学家峰会、国际科学与工程大奖赛等10余项高层次国际交流活动,不断拓宽科学视野。
用好区域资源禀赋做好科学教育加法
北京市海淀区
作为首都“四个中心”功能集中承载地,海淀区全面贯彻习近平总书记关于科学教育的重要论述和全国教育大会精神,落实立德树人根本任务,积极探索科学教育先行先试改革,促进教育科技人才一体化发展,形成了全区中小学科学教育全覆盖的良好教育生态。
一是积极打造大科学教育工作格局。按照“政府主导、部门牵头、学校主体、社会参与”原则,统筹高校、科研院所、众创空间、高科技企业等资源,加强科学教育基地建设,形成科学教育资源库,创设院士进校园等“第二课堂”,成立24个中小学学校科协,丰富了各类科创活动的实践应用,实现了科学教育资源的共享与优化配置,打造了校内外相结合、硬软件相融合的科学教育新格局。
二是优化科学教育实施新路径。完善课程体系,注重科学教育基础课程、特色课程、跨学科融合课程设置,建设科技类社团741个,率先推出STEM教育和项目化学习方式,设立一零一中学英才学院、理工大学附中理工实验班、国科实验班、多语科创班等项目实验班,形成了跨学科学习实践的科学教育新途径。与清华大学合办人工智能创新人才早期培养和示范基地创建项目,打通了大中小学科学教育一体化贯通培养路径。
三是探索创新人才培养模式。全面推行集团化办学,成立43个教育集团,创立海淀区青少年创新研究院,与中科院大学合作建立首批8所科技高中,实施基础学科拔尖学生培养计划,整体推进以科学教育为牵引的拔尖创新人才培养工作,为有潜质学生搭建成长通道。今年第十六届北京市中小学生科学建议奖,海淀区有9项获奖,占全市的45%。
四是加强科学教师队伍建设。建强专兼职干部教师队伍,配备181名科学副校长,专任科学教师4352人。建立校本、连片、区域科学教育“三级联动”教研机制,与北师大、中科院等联合设计培训课程,确保科学教师及时掌握最新的课程标准和最前沿的科技知识,提升科学教育教学能力和专业水平。开展“智能云”个性化培训,形成不同专业发展阶段教师能力评价维度,让科学教师成为引导学生热爱科学的引路人。
五是全面推动AI赋能科学教育。抓住人工智能推动教育创新和教学改革的历史机遇,充分发挥海淀区人工智能产业高地资源集聚优势,积极探索未来教育形态。实施“人工智能+教育”三年行动计划,实现人工智能+教育教学、教育管理、教育评测等应用场景落地。推广线上线下融合式教学,打造“教育专网”和“智慧教室”,实现跨班级、跨校区、跨区域共享科学教师、共修科学课程、共研科学教学。
三航引领双向发力
打造中小学科学教育的西工大方案
西北工业大学
西北工业大学作为一所以航空、航天、航海等领域人才培养和科学研究为特色的国家“双一流”建设高校,始终坚持弘扬“总师育人文化”,“为党育英才,为国铸重剑”。学校认真贯彻习近平总书记关于在教育“双减”中做好科学教育加法的重要指示精神,深入落实《教育部等十八部门关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》,以“三航”科学教育为特色,坚持“请进来”“走出去”双向发力,助力提升中小学科学教育育人效能。
一是发挥科研优势,构建“航空—航天—航海”特色科学教育平台。学校依托2个全国科普教育基地(飞行器基础布局全国重点实验室、航天学院)、1个全国科学家精神教育基地(校史馆)和200余个国家、省部级科技创新平台,通过科学家大讲堂、飞行表演、模型制作、共建科技馆等方式,推动“三航”领域前沿科技成果走进32个省份的300余所中小学校,为上百万学生点燃科学梦想。打造“翱翔西工大”研学品牌,学校“铸剑勇士”雕塑、军工素质教育实践中心等成为中小学生的热门“打卡地”,全年共接待43万人次来校研学,成为青少年接受国防军工教育、厚植家国情怀的科学教育平台。
二是集聚人才资源,打造“校友总师—教师—学生”多层次科学教育队伍。学校推出“总师、院士进中学”特色品牌,邀请以英雄试飞员李中华、空警—500总师欧阳绍修、中国工程院院士李贺军等为代表的专家团队,走进中小学讲述“大国重器”背后的故事和“航空救国—航空报国—航空强国”不同时期的科学家精神,年均举办科普讲座约400场。学校教师多次亮相央视《开讲啦》《走近科学》等节目,讲述西工大“‘信鸽’仿生飞行器”“太阳能wifi无人机”“仿生魔鬼鱼”等黑科技的奥秘。航空学院学生组成的“小航模,大梦想”航空科普实践队走进四川大凉山,央视新闻全程直播相关情况。
三是提供课程支撑,开发“小学—初中—高中”全龄段三航科学教育知识谱系。依托航空科技创新基地,构建覆盖小—初—高阶梯式学龄的航模实操系列课程,服务20多个省份的180余所中小学校。探索“大中小”衔接拔尖创新人才培养新模式,支持西工大附中、附小构建校本化的三航教育课程体系,打造航模、机器人等创新基地。研究生支教团在广西融水、云南红河等地8所中学常态化开设“三航筑梦”素拓课程。学校原创舞台剧《寻找师昌绪》《大国之蓝》入选中国科协、教育部、团中央、中科院、工程院“共和国的脊梁—科学大师宣传工程”,科学家精神系列主题剧目在全国10个省份巡演26场,线上线下覆盖观众超4000万人次。
校园就是实验室 学生都是“小科学家”
四川省成都华西中学
实验是提升学生科学素养的有力抓手,是科学教育极其重要的组成部分。以往,学校对实验重视不够,很多老师以视频展示代替现场实验,导致学生亲身体验少,实验操作能力低。创建全国中小学科学教育实验校以来,学校决心破解实验教学难题,逐步认识到:校园是学生学习、生活的主要空间,提升实验素养不能局限于教室和实验室,还应拓展至整个校园。
鉴此,学校提出“校园就是实验室”理念,启动科学教育“72228”工程,精心打造7个果园、2个中心(创新中心和阅读中心)、2间特色实验室(人工智能实验室和数字实验室)、2个长廊(微科技长廊和科学文化长廊)、8大科技景观。在此基础上,聚焦提升学生实验能力,重点开展了两方面工作。
一是基于教材进行拓展探究。高中生物教材要求学生设计制作生态缸,生物老师提出在校园修建大型生态缸,让全校学生共同观察,一个容量达900升的生态缸就这样诞生了。生态缸临近学校墨池景观,取名为“墨池二号”,里面主要是水、土壤、水草、小鱼和蜗牛。“墨池二号”的水草能产生多少氧气,这些氧气能维持多少小鱼和蜗牛的生存,书本知识很难回答。生物老师带领学生每天开展观察记录,积累了大量数据。“墨池二号”至今已密闭运行233天,为学生们的奇思妙想提供了实证支撑。受生物组启发,各学科积极行动起来。桂花树树叶被做成叶脉书签,墨池鸢尾花成为自制酸碱指示剂材料,张嘉成同学在老师鼓励下,用两年的时间培育出102克的硫酸铜大晶体,高二学生制作出色香味俱全的果酒、醪糟等发酵食品,在校园展出引起轰动,学科学、用科学的氛围逐渐形成。
二是基于校园开展创新实验。各学科跳出教材,开发了一系列创新实验项目。数学组邀请全校学生测量校园广场大榕树的高度和不规则墨池面积,开展测量方案和精确度评奖,吸引了上百人参赛。学生们使用比例法、切补法、微积分法,纷纷感叹试卷上几分钟就能完成的事情,在现实中却充满了挑战。有学生发现了一只自然死亡的小鸟,老师鼓励她制作成标本,经过半个多月的努力,标本制作成功,被学校生物实验室收藏。有学生问老师,银杏树怎么分雌雄?老师带领学生一起探究,最后找到了四种方法。天文社在校园架起望远镜,学生们第一次亲眼目睹了太阳黑子,非常兴奋。音乐组利用瓷砖、可乐瓶等材料开发出几十种自制乐器,组建了自制乐器乐团,乐团在校内外演出近十场,获得广泛好评。市场上的可降解塑料是否真的能降解?降解周期是多长?有学生对此提出质疑。化学组设计制作了一套可靠的设备露天摆放,组织学生每天拍照记录。至此,学校的一草一木都成了实验对象,学生的探究意识、动手能力、创新精神得到了长足的发展。未来,学校将开发更多实验项目,通过实验杠杆,撬动学生科学素养持续提升。
馆校结合科普赋能
助力中小学科学教育工作高质量发展
广东科学中心
广东科学中心作为广东省校外科学教育重要阵地,认真贯彻落实习近平总书记关于在教育“双减”中做好科学教育加法的重要指示精神,充分发挥科普资源优势,注重激发青少年好奇心、想象力、探求欲,在助力中小学科学教育、推动科普助力“双减”工作方面取得积极成效。
一是加强系统谋划,“馆校结合”工作双向赋能。省科技厅、省教育厅联合牵头,与广东科学中心共同成立广东省“馆校结合”科普育人工程工作小组,印发工作方案,统筹推进科学教育工作。打造全省科学教师科普培训平台、中小学生研学实践教育基地,开展“馆校结合·科普育人”战略合作行动,实施“请进来”和“走出去”双向行动,与中小学校建立长期稳定的馆校结合科普育人关系。2018年以来,开展科学伴我同行、科普进校园等活动300余场次,惠及师生超138万人次,为省内中小学科学教育发展和青少年科学素质提升作出重要贡献。
二是注重创新联动,展教资源研发硕果累累。坚持自主研发和多元主体参与开发相结合。自主研发科普展览100多个,吸引政府、企业等多元主体合作共建科普展馆3个,依托展品展项、对标中小学科学类课程标准,邀请省市教研人员和中小学科教名师参与开发多样态教育活动数百场和系列科普研学课程、科普秀等展教资源近500项,不断丰富科学教育内容供给,努力打造校外“第二科学课堂”,构建多方协同的大科学教育格局。
三是强化开放共享,促进科学教育均衡发展。坚持全省科普“一盘棋”,以“创意机器人”“大规模研学”等特色项目为抓手,推动科普资源均衡发展。连续举办十三届创意机器人大赛,惠及全省及港澳地区13500多所学校逾70万名师生,其中惠及粤东粤西粤北欠发达地区约14万人次,除免费提供机器人套件外,补助一定资金支持粤东西北地区开展预赛活动;开展大规模科普研学,自2023年9月至今共开展220场,惠及中小学生超4.4万人次,其中粤东粤西粤北欠发达地区约占一半,有力推动省内科学教育均衡发展,助力科技创新强省建设。