科學教育，怎樣點燃孩子的熱情
浙江出臺意見給中小學科學教育按下“加速鍵”
星星眨著眼，月兒畫問號；彗星拖尾巴，彩虹來架橋。孩子們的小腦袋中，總有數(shù)不盡的“為什么”，以及各種各樣的“奇思妙想”。
2023年5月，教育部等18部門聯(lián)合發(fā)布《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》，強調(diào)在教育“雙減”中做好科學教育加法。最近，浙江14部門發(fā)布《加強新時代中小學科學教育工作的實施意見》，從頂層設計推進浙江省中小學科學教育，包括組織千名科學家、科技工作者任中小學科學副校長、探索工程啟蒙教育、打造科學教育實驗基地等舉措，給中小學科學教育按下了“加速鍵”。
事實上，浙江部分地區(qū)和中小學校近年來逐步開展科學教育的探索。浙江中小學科學教育現(xiàn)狀如何？如何加快建立校內(nèi)外協(xié)同育人機制，形成多主體共同參與的“大科學教育”格局？
科技工作者當上副校長
科學家、科技工作者為何要走進中小學校園？這些副校長又扮演著什么樣的角色？
不久前，中國工程院院士、寧波大學植物病毒學研究所所長陳劍平多了一個新身份——九年一貫制學校、寧波大學青藤書院的首任科技校長。為何請一名院士擔任學校的科技校長？青藤書院校長余勇有自己的考量�！拔覀冊�(jīng)做過一項調(diào)查，發(fā)現(xiàn)同學們對科技領域較為陌生，且只有少數(shù)同學未來想從事和科技相關的工作�！边@樣的調(diào)查結(jié)果，讓余勇有些擔憂。
邀請陳劍平擔任科技校長，是余勇深思熟慮后的探索�！瓣愒菏康谝淮谓o孩子們做講座，主題是一片葉子如何成長為一片樹林，反響非常好�！庇嘤抡f，陳劍平院士對這個新身份也很重視，不僅讓他帶領的國家重點實驗室成員和20位寧大教授共同進入青藤書院從事科普工作，還專門組織了一次座談會，商討如何用好這些專家資源。
在陳劍平院士的推動下，青藤書院已成立4個科技創(chuàng)新項目組，涵蓋智能機器人、海上風電等領域�！瓣愒菏刻峁┝烁鞣N資源，我們選擇了中小學生比較感興趣的項目，并在學校遴選了一批有興趣有基礎的學生�！庇嘤抡f。
無獨有偶，去年12月，杭州市丹楓實驗小學也聘請了中國科學院院士徐星擔任名譽校長。這位從北京遠道而來的院士在聘任儀式上有些激動：“有機會給小學生上科學課，非常自豪�！边@位專門研究恐龍的院士，也是小學語文課文《飛向藍天的恐龍》的作者。
“小學生對恐龍非常著迷，這也是我們未來推進科普工作的切入點�！毙煨歉嬖V記者，接下來他會重點在古生物學的科普上做更多的嘗試，把校園科普工作做得更扎實系統(tǒng)。在徐星看來，每個年齡段的孩子都有獨特的關注點，他和團隊要做的，正是創(chuàng)造一個適合小學生年齡段的科普環(huán)境，拓寬他們的科學視野。
邀請科學家進校園，溫州更早邁出了這一步。2023年9月，溫州市教育局等8部門聯(lián)合發(fā)布《新時代溫州中小學科學教育實施方案》，其中一項內(nèi)容就是請5位專家學者任溫州中小學科學教育專家顧問，聘100名科學家、科研工作者任百所學校的科學副校長。
每周五，都是一年級小學生陳易航最期盼的日子。這個學期開始，他所在的國科溫州實驗小學在周五新增了一節(jié)“小小愛迪生”課，上這節(jié)課的老師都是校外不同領域的科研工作者。在陳易航眼中，他們就像是“哆啦A夢”，總能變出各式各樣的工具，帶領他探索科學奧秘。
“小小愛迪生”課的開展，也給了校內(nèi)科學老師以啟發(fā)。為了讓課程更好地落地和推進，校內(nèi)的科學老師們往往也會參與其中，比如前期準備、后期復盤等等。該�？茖W教師陳錦栩全程參與其中，“一段時間下來，感覺自己的科學思維提高了，在科學課程的內(nèi)容設計上會思考得更多�！彼f。
在金華市，科學家則以另一種方式走進校園——黃文虎院士在金華市榮光學校建立黃文虎少年科技館；潘建偉院士、陸朝陽教授、馬雄峰教授推動全國第一個量子科技實驗室落戶母校東陽中學，并捐贈九章光量子計算原型機模型，開設量子科技相關課程，建設“拔尖創(chuàng)新人才共育基地”；“龍芯之父”胡偉武在永康一中成立“龍芯飛鳳書院”科創(chuàng)基地與創(chuàng)新教育基地。
在不少校長看來，科學家團隊進入校園，為中小學的科學教育補上了一塊重要拼圖。但隨著工作的推進，雙方都在思考，這項工作如何開展得更為扎實。
在余勇看來，科技校長能發(fā)揮出作用的前提是根據(jù)每個學校的校情定制細致的落地方式，否則就容易淪為形式。為此，余勇還梳理出了一份需求清單，即中小學生喜歡做哪些和科技相關的事、目前學校在科學教學中缺少什么等，陳建平院士會根據(jù)需求，對接相應的教授或科研人員進校園。
國科溫州研究院研究員高小青是國科溫州實驗小學的科學副校長。她認為科研工作者進入校園需要發(fā)揮自己的優(yōu)勢。她說，很多孩子不知道為什么要學習科學，而她和團隊的目標是讓孩子具備科學思維并解決問題。
探索創(chuàng)客教育STEM教育
在引進校外科學教育資源的同時，中小學科學教師如何守好課堂陣地，也是中小學面臨的課題之一。
在科學課程教學方面，浙江提出推進科學課程體系化，探索編制人工智能、工程啟蒙等地方課程標準。此外，還提出支持學校組織中小學生參與工程項目，建立工程教育創(chuàng)新教室和創(chuàng)客空間。近年來，隨著越來越多的學校探索創(chuàng)客教育、STEM教育(4個單詞的縮寫：Science科學、Technology技術、Engineering工程、Maths數(shù)學)，科學課程創(chuàng)新發(fā)展日益成熟。
作為國內(nèi)創(chuàng)客教育發(fā)源地，溫州科學教育的“課程創(chuàng)新”加法已經(jīng)做了10年。2013年，溫州正式拉開創(chuàng)客教育的序幕，以創(chuàng)新的項目學習方式開展科學課程。如今，當初埋下的科創(chuàng)種子已然生根發(fā)芽。
前不久，溫州迎來市第十屆青少年創(chuàng)客文化節(jié)。文化節(jié)上，溫州市實驗中學八年級學生葉沈讓帶來了團隊制作的AI稻草人。AI稻草人可以識別學生不安全或者不文明的行為，發(fā)出提醒，守護學生安全�！昂⒆觽冊趧�(chuàng)作過程中發(fā)現(xiàn)，最難的是制定規(guī)則，也就是稻草人如何識別學生動作是否安全或文明。”學校信息教師林美珠說，孩子們找校領導商討規(guī)則，反復演繹、拍攝，再讓AI稻草人不斷學習。這讓大家在創(chuàng)作的過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，漸漸培養(yǎng)科學思維。
經(jīng)過10年積累，溫州目前已開發(fā)20余門本地創(chuàng)客課程，建成248個創(chuàng)客教育基地、1023個創(chuàng)客教育空間，基本覆蓋全部中小學。
而在杭州市西湖區(qū)，STEM課程的推廣，打開了中小學科學課的另一種可能性。
STEM教育是匯集了科學、技術、工程、數(shù)學多領域的綜合教育。它突破了傳統(tǒng)科學課的授課方式，讓學生整合多門學科知識進行學習和研究，從而解決實際問題。
2019年，西湖區(qū)成為浙江省中小學STEM教育的試點區(qū)，目前有11所“種子”學校，杭州市保俶塔實驗學校(九年一貫制學校)就是其中之一。走進杭州市保俶塔實驗學校的航空航天實驗室、機器人空間，琳瑯滿目的工具設備應有盡有，這里吸引了不少愛好科學的同學。一有時間，大家就沖進實驗室，埋頭鉆研，在這片屬于他們的小天地中大顯身手。該校畢業(yè)生陸源初二時發(fā)明了名為“勿忘我”的智能頸環(huán)，引發(fā)廣泛關注。這個頸環(huán)，是他專門為患有阿爾茲海默癥的外婆設計的，如果外婆在室外迷路超過30分鐘，頸環(huán)就會提醒她回家并報出住址。智能頸環(huán)從編程到建模，都是陸源一手完成。
陸源的這項發(fā)明只是一個縮影。STEM教育正突破學科壁壘，在跨學科知識的綜合運用中，幫助同學們把想法落地，成為“小發(fā)明家”。
如今，西湖區(qū)上百所中小學校都已將STEM教育融入學校的常態(tài)課程和社團課。硬件上，不少學校打造專門的科學空間，支持學生的想法和創(chuàng)意；軟件上，搭建了資源庫平臺，對優(yōu)秀的課程案例進行梳理，目前該資源庫平臺已沉淀案例4146個。
雖然越來越多的學校開設STEM課程，但要真正上好這門課，挑戰(zhàn)還是不少。西湖區(qū)教育督導評估中心鮑雯雯老師認為，傳統(tǒng)的教育體系和教學模式，需要和STEM教育更好地融合。此外，STEM課程的實施需要不同學科教師協(xié)作，學校可能需要改變傳統(tǒng)的單科教研組的方式，成立以項目為單位的跨學科教研團隊。
感受更廣闊的科學世界
放眼全國，各地都把中小學科學教育放到了更加重要的位置上。為何中小學科學教育如此重要？
中小學科學教育處于重要的啟蒙階段。在浙江省科學教研員、省特級教師沙琦波看來，其重要性體現(xiàn)在普及性和創(chuàng)新性上。具體來說，中小學科學教育的一端連著提升全民科學素養(yǎng)的大眾化科學普及需求，另一端連著科技創(chuàng)新，承擔著培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才的重要使命。
“當下科學課堂教授的大多是科學知識，但知識普及只是科學課的一部分，同樣重要的是把科學精神、科學思維的培養(yǎng)滲透在課堂中，為未來培養(yǎng)創(chuàng)新性人才。”沙琦波說。
而意見的出臺也給家長帶來了期待�！翱茖W課需要與時俱進，無論是課堂還是課外，都希望孩子有機會接觸越來越多的優(yōu)質(zhì)科學資源，開拓眼界。”杭州一位五年級家長告訴記者。
在采訪中，無論是一線中小學科學教師、教研組長，還是科學教研員都坦言，當下的中小學科學課確實面臨著一些困境。
例如，科學學科的特點是知識更新快，信息爆炸時代對科學課提出了更高的要求。“但教材一般10年更新一次，內(nèi)容難免有些滯后。如果科學老師自身素養(yǎng)好，會在課堂講授前沿的科技知識。但大部分老師還是以教材為依據(jù)�！币晃豢茖W教研員說。
科學是一門以實驗為基礎的學科，有很強的實踐要求�！半m然浙江的科學教育已經(jīng)走在全國前列，部分區(qū)域的科學實驗教育做得也很不錯，但目前依然普遍存在科學實驗參與率不足、實驗評價缺失等問題�！辈稍L中，一位業(yè)內(nèi)人士告訴記者。
顯然，部分學校和相關部門已經(jīng)關注到這些現(xiàn)象，無論是邀請科學家進校園，還是開展校內(nèi)科學課的跨學科嘗試，目的都指向培養(yǎng)學生的科學思維。但科學教育不能只局限于課堂內(nèi)，更需要校外的補充。
課堂之外的科學教育如何更好地開展？各地也根據(jù)各自的實際情況，摸著石頭過河。
1月31日，金華經(jīng)濟開發(fā)區(qū)西苑小學4名同學在2023世界機器人大賽總決賽中奪得兩個全國一等獎，引發(fā)關注。課堂之外，他們經(jīng)常登錄“八婺智慧教育”本地平臺。在這個平臺上，可以找到各種與科學相關的資源——中小學科學實驗3D視頻、科技類的賽事通知及培訓視頻、假期科普公益課堂、教師科研成果展示等等�！捌脚_上有全市各種比賽團隊分享的視頻，我們會仔細研究他們的結(jié)構(gòu)和思路，很有啟發(fā)�！北敬伪荣惈@獎的周星宇同學說。
“我們要做的是利用數(shù)字化把科學教育資源匯集起來，在國家中小學智慧教育和之江匯教育廣場資源以外，結(jié)合金華實際給學生搭建課外服務資源平臺�！苯鹑A市教育技術和信息中心主任傅得臻告訴記者。
此外，部分地區(qū)正在嘗試和社會建立更為緊密的聯(lián)系，讓孩子們走出校園，去感受更廣闊的科學世界。近年來，杭州市鼓勵中小學校緊密聯(lián)系科技館、科普研學基地等機構(gòu)，發(fā)動學生實地開展科學考察。寧波則推動學校就近建立科學實踐基地，打造家校社一體化育人環(huán)境。
“希望在中小學的科學教育中，建立更為完善的校內(nèi)外協(xié)同育人機制，不僅把科研工作者、科技資源請進校園，也給孩子們創(chuàng)造更多走出校園的機會�！鄙崇ńㄗh。
實施科學課程教學提質(zhì)工程
喻伯軍
本次浙江省出臺的《加強新時代中小學科學教育工作的實施意見》，是對國家文件的回應和落實，也是根據(jù)浙江實際情況制定關于加強新時代科學教育的政策。
實施意見提出實施中小學科學課程教學提質(zhì)工程，從課程、教學、評價等方面提出要求。
比如教學層面突出實驗教學，強化學科實踐，加強真實問題驅(qū)動下的跨學科、項目化等學習。
科學教師隊伍建設工程則從科學教師職前培養(yǎng)、職后培訓和科學教育導師團隊三個方面提出要求。例如職后培訓，要確保有中小學校的鄉(xiāng)鎮(zhèn)至少有1名科學學科領軍教師，加強省、市、縣區(qū)、校四級聯(lián)動的教研支撐，設計豐富多彩的培訓項目，提高科學教師教學能力。
在評價層面，增強試題的基礎性、應用性、綜合性、創(chuàng)新性，減少機械刷題。關注科學實驗的開設率、學生實踐參與度，提高中小學生動手操作、實驗能力和綜合解決實際問題的能力，鼓勵各地各校將實驗操作測評納入學科綜合評價體系。
我們爭取通過3年至5年的努力，培育一批科學教育實驗區(qū)、實驗學校和實驗基地，涌現(xiàn)一批“小科學家”“小工程師”，打造一批有辨識度的科學教育特色品牌。（記者 姜曉蓉 紀馭亞 周琳子）
