专家谈 | 黄晓:构建中小学科技教育高质量发展新生态
时间: 2026-02-04 发布者: stem 文章来源: 教育新观察 审核人: 浏览次数: 10
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2025年10月,教育部等七部门联合印发《关于加强中小学科技教育的意见》(以下简称《意见》),文件首次提出“中小学科技教育”的概念,并将中小学科技教育作为推动教育强国建设和实现高水平科技自立自强的重要抓手。中小学落实科技教育存在哪些难点?目前各地已有哪些实践探索?一起来看!

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“科技教育”与“科学教育”的关联和差异是什么?

近年来,国家层面出台了许多关于科学教育的文件。“‘双减’中做好科学教育加法”是科学教育的根本遵循,《“科学家(精神)进校园行动”的实施方案》是价值引领的基石,《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》是专项改革的行动纲领,科学教育实验区、实验校是科学教育创新实践的实验田,《中小学科学教育工作指南》是落地操作的实施手册,《关于加强中小学科技教育的意见》阐释了科学与其他学科的关系。

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“科技教育”文件的出台与该词的关注,不是替代原有“科学教育”,而是更加突显了两个方面:第一,更加突显了充分发挥社会大课堂在“做好科学教育加法”中的作用,在重视学校教育和课堂是科学教育的主阵地的同时,需要学校、社会、企业、馆场等多方协同。第二,更加关注科学与其他学科(技术、工程、数学)等的关系,在关系的认识中引导学生理解科学的本质,关注科学探究与实践,强调科学方法与思维,塑造科学态度与价值观。

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《意见》强调“支撑教育、科技、人才高质量一体化发展”,如何理解科技教育在三者协同中的枢纽作用?

在教育、科技、人才这三位一体的格局中,它们不应该是三座孤岛,而需要一个共同的交汇点,科技教育恰恰就是这个最关键的交汇点,它一头连着学校的课堂,一头连着国家的科技前沿,中间孕育着未来的创新人才。

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第一,科技教育是推动基础教育高质量发展的战略支点,也是教育现代化的必由之路。教育领域面临的一个主要挑战是知识传授滞后于社会发展,学校教育与外部世界存在脱节。科技教育恰恰是打破这种封闭性的关键力量,它将前沿的科学发现、技术发明和工程实践引入校园,直接推动了教育内容的更新迭代;优化了教育供给的结构,使传统的教学模式从灌输式向探究式、项目式转变。在这个意义上而言,它是教育系统自我革新、适应新时代要求的核心动力,为教育强国建设提供了支撑。

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第二,科技教育是自主培养拔尖创新人才的关键举措。创新人才的成长规律表明,创造力的培养需置于真实的各种问题情境之中。科技教育提供了一个允许试错、鼓励探索的开放性场域,使得具备科学家潜质和工程师素养的青少年能够在早期的动手实践中脱颖而出。它将人才培养的重心从标准化的应试能力转移到解决复杂问题的创新能力上来,实现了人才选拔与培养的关口前移。这不仅是遵循人才成长规律的体现,更是破解创新人才短缺难题、实现人才自主培养的关键一招。

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第三,科技教育是提升国家科技竞争力的源头与蓄水池。科技竞争归根结底是人才与素养的竞争。科技教育一方面通过高水平的探究实践,为国家输送未来的科研领军人物,成为前沿科技突破的源头;另一方面,它通过普及性的技术教育,大幅提升了全民的科学素质和技术理解力,为国家科技发展储备了规模宏大的高素质劳动者和消费者,构建起深厚的蓄水池。正是这种从顶尖突破到大众普及的全面支撑,奠定了国家科技竞争力的坚实根基。

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构建科技教育新生态的关键在于“协同贯通”,您认为小学、初中、高中不同学段应如何设置不同的培养目标,实现科技教育的有效衔接?

科技教育发展要围绕学生科技素养的连续发展,构建一个目标清晰、层次分明、逐级递进的培养体系。

在小学阶段,科技教育的首要任务在于激发学生对科学与技术的兴趣。《意见》明确提出,小学低年级侧重感知体验和兴趣培养,中高年级侧重概念理解和动手探究。结合我国小学科学教育的实际情况,这一阶段尤其要防止科技教育被过早功利化或竞赛化。通过生活化、游戏化、项目化的学习方式,引导学生多观察、多提问、多动手,形成“我愿意学、我敢去做”的积极体验,为后续学习打下良好的情感和态度基础。

初中阶段是学生科学思维和学习方式发生转变的关键时期。《意见》提出,要围绕“解决真实问题”开展跨学科项目式学习。在这一阶段,科技教育的目标应从“兴趣驱动”转向“方法引领”,引导学生逐步掌握科学探究的基本方法和工程设计的初步思路,学会在真实情境中综合运用多学科知识解决问题。

进入高中阶段,学生的认知能力和思维深度明显提升。《意见》在高中阶段强调实验探究、工程实践和科技前沿,实际上是为拔尖创新人才的早期培养提供制度支撑。高中科技教育应引导学生参与更具挑战性的实验探究或工程实践项目,理解科学研究的基本流程和工程问题解决的系统思路。要帮助学生了解科技发展的前沿方向,系统掌握科研方法,促进创新思维、批判性思维发展,将科技学习与未来的学业选择和职业发展相衔接。

总体来看,小学重在激发兴趣和体验,初中重在掌握方法和应用,高中重在深化实践创新与思维发展。只有在培养目标、课程设计、教学方式和评价机制上实现系统协同,科技教育才能真正做到学段贯通、循序渐进,进而构建良性的科技教育新生态。

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《意见》提出“跨学科教学”“项目式、探究式学习”,将课程生态重构作为重点任务之一,您认为当前中小学在落实这些教学方式时可能面临哪些挑战?请您分享各地各校已有哪些实践探索值得借鉴?

我认为当前中小学实践中主要面临“四大难关”:

第一,师资的“工程素养”短板。科学教师是科学教育的主力军。当前,学校大部分老师教物理、化学知识很擅长,但从“科学探究”转向“科学与工程实践”“跨学科教学”面临挑战。第二,校长科学教育领导力的挑战。科学教育高质量发展需要校长的科学教育领导力,现实中这是一个核心痛点。第三,资源的“围墙壁垒”。科技教育需要高精尖的设备和前沿的场域,光靠学校的实验室是不够的,科学与工程实践的开展需要有理念、有资源。第四,评价的“唯分数”惯性。 科技创新能力往往体现在“失败后的迭代”中,而现在的评价体系很难容忍“失败”,也很难量化“创新潜质”。

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浙江在科技教育的实践开展中已经探索出了一些具有借鉴意义的经验。

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第一,抓住科学教师是科学教育的主力军——让科技教育有“核心”。浙江省在2017-2020年开展了“浙江-印州中小学STEM课程平移项目”,将国际STEM教育的良好经验引进来,本土化,为培养理解与践行STEM教育的教师提供了典型案例与实践路径。

第二,强化校长科学教育领导力,坚持“一校一策”——让科技教育有“灵魂”。科技教育不能千校一面,必须因地制宜。科学教育实验区、实验校建设中聘请“科学副校长”,成为科学家参与科学教育的重要举措,通过专业力量带动学校变革。

第三,依托高校势能,打破资源围墙——打造“大中小一体化”的科技教育高地。浙江师范大学成立科学教育共同体学校,发起并承办“院士进师训”,开发“科学与工程实践”资源。部分科技特色中学,积极探索与高校、馆场等共建实验室,让拔尖创新人才的培养链条前移,真正实现了从“学知识”到“做研究”的跨越,引入科学家、大学、研究院、馆场的优质丰富科技资源,探索“反向教学”成效。

第四,扎根真实情境,重构课程生态——让科技教育有“工程味”。在义务教育阶段,浙江强调“像工程师一样实践”。如“校园跑道我做主”跨学科项目,学生拿着皮尺实地测量,用数学建模计算弯道弧度,用工程思维设计排水系统。这就是典型的STEM教育,把数学、科学、工程融为一体,引导学生在解决真实问题中、在项目化学习中理解科学、应用科学。

第五,放眼全国视野,坚持因地制宜——让科技教育有“普惠性”。科技教育不能只做“盆景”,要做“风景”,要惠及每一个孩子。浙江省遂昌中学作为一所山区学校,投入百万建设了高标准的电子控制实验室。学生一手拿电烙铁,一手拿电路板,在焊光中点燃科技梦想。河北卢龙县利用景区资源打造“科学乐园”,四川阆中中学举办全市冬令营辐射农村学校。这些实践探索告诉我们,只要因地制宜,农村科学教育同样大有可为。

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《意见》明确“加强素养导向的综合评价”,您认为应如何设计科学的评价指标体系,既避免科技教育的功利化倾向,又能有效追踪学生创新能力和实践能力的成长轨迹?

科技教育评价改革的关键在于转变评价理念,从一次性的结果评价,转向持续性的、发展导向的综合评价。《意见》明确提出,不得简单以考试方式对学生进行片面评价,其实是在引导我们回到科技教育的育人本质。科技教育的评价,不能变成新的“应试赛道”,而应当关注学生在学习过程中的真实成长。

学生的创新能力与实践能力是“过程性”的素养,而非可以一次性达成的“结果性”指标。这种“过程性”要主要表现为:

创新能力的发展具有阶梯性,不是凭空出现的,是伴随学生的认知成长、经验积累逐步进阶。比如初中科学建模教学,学生是从模仿现成模型到自主修正模型、再到原创性的建模思路,是在学生实践过程中发展的,这个过程没有统一的终点,不同学生的发展节奏也存在差异。

创新能力的体现依附于具体任务过程而不是“头脑里的空想”与“机械的动手”,需要依托真实的问题情境和任务流程。学生在项目式学习过程中,从提出问题、查阅资料、设计方案,到动手操作、反复试错、优化成果,整个过程中的每一次调整、每一次突破,都是创新能力与实践能力的体现和提升。

创新能力与实践能力的评价需要关注过程性表现,避免忽略学生在过程中的思考、尝试与成长。创新能力与实践能力是学生“在发展、在提升”的动态过程,需要通过如观察记录、反思日志、小组互评等过程性评价得以衡量。

(作者系浙江省习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心研究员、浙江师范大学科学教育研究中心主任)