在協同貫通中引導學生:
像科學家一樣思考,像工程師一樣實踐
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“原來科學研究這麼有趣!我以后一定要好好學習,長大了當一名科學家。”剛參加完學校的科技實踐活動,陝西省西安市高新區第五小學六年級學生李蘊含就迫不及待地分享自己的收獲。
近日,《關於加強中小學科技教育的意見》正式發布,明確提出構建協同貫通的育人體系,培養科學興趣、培育科學精神。
如何讓協同貫通的科技教育真正落地生根,引導學生像科學家一樣思考,像工程師一樣實踐,在趣味中激發探索欲、在實踐中錘煉真本領?記者走進多所學校,與一線教師、教育專家展開對話。
打破學段壁壘,促進科技教育銜接
初冬的校園,科技熱潮涌動不息。11月10日至14日,北京理工大學附屬中學以“科技筑夢,智匯青春”為主題,舉辦了科技周活動。
學校重點打造的高研實驗室成為此次科技周的“硬核引擎”。針對不同學段學生的認知特點,實驗室設計了層層遞進的科研體驗活動:小學與初中低年級的孩子們沉浸在“化學紅綠燈”的奇幻變色和“植物拓染”的自然肌理中,在趣味互動中感受科學的奇妙魅力﹔初中高年級學生與高中生投身“邏輯電路搭建”的嚴謹推理、“人工智能VR體驗”的前沿探索和“芯片研究”的微觀世界,在深度實踐中叩問科學本質。“由淺入深、從興趣到志趣,這正是學校貫通培養的主要模式。”北理工附中黨政辦副主任、語文教師盧小燕介紹道。
高研實驗室是北理工附中長期以來開展科學科技教育的沉浸式探究平台。實驗室聚焦生化材料、物理工程、智能制造等五大國家戰略性研究領域,下設11個專項實驗室,在小、初、高三學段開設貫通式高研課程,精准對接高科技人才培養需求。
“我很慶幸有機會走進學校高研實驗室,圍繞自己感興趣的課題展開研究,在反復探索中找到問題的答案。”北理工附中高三學生郭家行憑借在實驗室的扎實積累,奪得2025年第39屆中國化學奧林匹克(初賽)省級一等獎。“高研實驗室讓我實現了從‘課本理論’到‘動手實踐’的跨越——親眼見到課本中的試劑,親手操作實現書中的反應,抽象的化學知識瞬間變得具象可感。”郭家行感慨,這段經歷不僅讓他熟練掌握了科研技能,更塑造了百折不撓的科研精神,“面對難題不退縮,發現問題就改進,在這個過程中我感覺自己成長了。”
在陝西省西安市高新區第五小學,一套“基礎體驗—項目實踐—創新進階”的育人體系同樣亮眼。低年級學生初識傳感器等基礎科創知識,在好奇中開啟探索之旅﹔中年級學生動手制作電子賀卡等創客小項目,將創意轉化為現實﹔高年級學生挑戰創客工坊課程,嘗試設計智能設備,在復雜任務中提升綜合能力。“我們還與對口初中共享創客課程資源,邀請高校工程師進校開展講座,讓科技教育通過學段銜接開展得更加順暢、更可持續。”校科學組組長李佳說。
大中小學貫通培養,讓科技教育的鏈條更完整。遼寧省沈陽市第一二〇中學依托集團化辦學優勢,每年邀請小學、初中的優秀學子走進高中校園,參觀科技創新實驗室、校史館,由高中學生擔任宣講員,在少年的心田中播撒科技種子。“構建協同貫通的育人體系能夠更早更快挖掘科技創新人才,有針對性地進行培養。小學階段激發學生的好奇心與興趣,保護其求知欲與探索欲﹔初高中階段,讓他們盡早接觸科技前沿項目,學習科學研究的基本流程與核心方法,用以解決真實問題,更快產出科技成果。”學校黨委書記劉剛表示,學生從小養成的“做中學”習慣,掌握的從現象認知到規律探究的學習方法,能為未來從事科技創新工作打下堅實基礎。
陝西師范大學教師教育處副處長、陝西省大中小科學教育一體化研究中心執行主任馮加漁指出,大中小學科技教育的銜接需要雙方發力。中小學要主動對接大學前沿,將高校講座、實驗室體驗納入教學計劃,組織教師到大學跟隨科研團隊學習﹔大學則應發揮社會服務職能,開設 “中小學科學日”,開放實驗室,組建專家團隊開發適配課程,並通過績效考核傾斜、經費支持等方式,激勵教師下沉服務中小學科技教育。
評價“斷點”與精力“瓶頸”須突破
在科技教育實踐不斷探索的同時,協同貫通育人體系的構建仍面臨諸多挑戰。
“創客課程需要編程、電子、工程思維等跨學科能力,不少教師需要加強系統培訓才能勝任。”李佳坦言,高端設備的購置與維護成本高昂,3D打印機、專業編程板等設備的持續投入對學校是不小的壓力。更讓他憂心的是,部分家長過度關注主科成績,對科學實踐的價值認知不足。
對此,盧小燕認為,科技教育並非僅是科學教師的職責,而是需要全體任課教師共同參與。“當前,科技教育正從單一學科知識傳授轉向跨學科融合,強調通過項目式學習、真實情境創設等方式培養學生科學思維與創新精神,這要求各科教師深度挖掘學科內蘊的科學元素,將科技教育融入日常教學﹔同時也需要家長、社區等資源共同參與,構建起以學校為主導、家庭為基礎、社會為支撐的協同育人網絡。”
“高中的科技活動如機器人比賽、奧林匹克信息比賽等,參賽者需要長期培養積澱。”在趙紅麗看來,學段之間的“斷點”與時間精力的“瓶頸”不容忽視。高中階段,家長、孩子甚至學校都認為高考備考才是核心任務,因此能投入科研實踐的時間十分有限。
馮加漁指出,將中學生參與大學科研實踐的經歷科學地納入綜合評價體系,是打通大中小學科技教育一體化的有效手段。但其中的關鍵不是有與無的簡單記錄或者簡單加分,而是能否構建起一套科學合理、行之有效的科學評價體系。
為科學探索注入溫暖底色
“我的規劃是成為計算機相關領域的專業人才。信息學奧賽夯實了我的編程基礎、算法思維,而這些正是該領域必備的核心能力,為未來升學和職業發展筑牢了根基。”沈陽市第一二〇中學高三年級學生張銘碩感言。
在探索科學規律中涵養人文情懷,全面提升核心素養,是協同貫通育人的重要環節。趙紅麗介紹,學校的科學素養培養滲透在平時各項工作中。“比如各個學科的課堂教學堅持按照‘理性課堂’教學模式授課,即將理性思維貫穿全過程。具體而言,通過精彩導言進行思維調動,通過新授課程實現思維互動,通過當堂訓練達成思維主動,通過學生質疑達到思維靈動,通過師生解疑做到思維齊動。”在培養學生理性思維與創新精神的同時,學校還通過國學教育、國防教育等人文元素,引導學生傳承中華優秀傳統文化,厚植家國情懷。
“在北理工附中的實踐中,科學規律的探究與人文情懷的滋養並非兩條平行線,而是交織共生的雙螺旋結構,真正實現了‘在探究科學規律的過程中涵養人文情懷,在人文浸潤中培育理性思維與創新精神’。”盧小燕說。人文情懷是底色,北理工附中有意識地將科學探索與更廣闊的人文背景和社會價值相連。學校開展理工大講堂,邀請院士、各領域領軍人物等走進校園,鼓勵學生樹立“學大師,學名家﹔做大師,做名家”的遠大志向,引導學生學習科學家精神,激勵其在未來成為各行業領域領軍人物。
“大中小學應將科技教育與人文教育納入整體規劃,營造崇尚科學、尊重人文的校園文化,構建協同育人的良好生態。”劉剛說。
(記者 楊颯)
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