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觀 點

農村學校開展科學實驗教學，是一項系統工程。首先，要建設好科學教育實驗室，配備好科學教育實驗器材，準備好科學教育實驗耗材。對于暫時沒有實驗室的農村小規模學校，要根據課時要求安排學生到中心小學和城鎮學校科學實驗室進行實驗教學。其次，要保障科學實驗室的有序開放和使用效率，并在保障科學實驗課使用的基礎上，在科技輔導員指導下向科技社團、興趣小組、有興趣的學生有序開放。最后，要加強校本教研，就科學教師開展科學實驗教學面臨的具體問題，組織有針對性的教研活動，從“最后一公里”提高科學實驗教學的質量。

視科學教育，必須重視科學教育課程教材建設。隨著經濟社會快速發展、產業結構不斷調整、新型業態不斷涌現，科學教育課程教材在基礎性和前沿性方面還需要持續完善，必須堅持大科學觀念，協同相關領域優秀人才加強科學教育課程教材建設。要通過持續完善科學教育課程教材內容及時動態調整機制，廣泛吸收基礎學科一流學者、科學家深度參與課標研制與教材編寫。要研究學生學習心理和發展階段，對原理性知識進行體系化設計和編排，切實提高科學教育課程教材的吸引力和針對性。

科學教育不僅僅是學科知識教學，也包含實驗操作、科學實踐等動手能力和探究意識的培養。因此，科學教育的課堂不應局限于校內，應堅持場域多樣、方法多樣、形態多樣，不斷積極拓展教學空間。這需要區域層面的規劃統籌，創設中小學校與大學、企業對接合作的客觀條件，幫助更多學生走進大學的實驗室、企業的操作間，近距離感受科學技術的魅力。同時，盤活社會資源，通過加強科技場館、基地、營地、園區、生產線等資源的建設與開放，聚焦國家重大科研活動策劃科普教育品牌項目，以更好地滿足師生進行全學段、全過程科學探究創新的教學需要。

從分科治學走向學科整合是基礎教育課程改革新的生長點，未來科學教師要在教育理念、教學實踐、教研行動等層面實現跨學科轉向。一是打破豎井式分科邊界，優化科際知識整合。科學教師應跳出學科本位的傳統觀念，秉持聚焦于“窄”、放眼于“寬”的教育理念，促進科學教育中學科知識的整合與結構化。二是推動跨界課例研討，聚焦問題解決能力。聚焦學科共有的“大概念”，開展跨學科課程群建設與研討，將教研共同體的內部認知通過分科、跨學科的教學遷移，轉化為教學問題解決能力。三是開展跨學科教學，創新教學實踐方式。教師要主動參與跨學科課程設計、實施、評價的全過程，豐富跨學科教學形式。學校要積極創設條件，開發超越單一學科的教學資源，以跨學科教學實踐形成運用科學知識解決生活實際問題的思維習慣，在科學探究與實踐過程中洞見學科之間的本質關聯。

科學知識的獲得和應用，都要借助科學方法才能實現，這是科學教育的內在邏輯和教學規律所決定的。科學方法作為科學的思維方式和行為方式，又蘊含著能力價值。為了改善中小學科學教育中科學方法教育薄弱的局面，應深化科學教育理念，把科學方法置于重要地位，同時要給出科學方法的具體內容，解決科學方法教育“無米之炊”的問題。此外，還要教會學生運用科學方法獲得知識與應用知識的策略。這樣才能使科學教育的知識傳授過程成為學生掌握科學方法、發展學生核心素養的過程。

兒童天生具備強烈的好奇心和求知欲。教育的根本目標在于以學生為核心，在尊重兒童成長規律的前提下，為其終身幸福奠定堅實基礎。作為科學教育的靈魂，科學探究實踐活動符合兒童的天性，有助于他們更好地理解科學原理，擺脫對科學知識的機械記憶。科學教育一方面需要避免沉悶、枯燥的知識灌輸，采用啟發式和探究式的教學方法，設置巧妙的問題情境，以激發學生積極主動地開展探究性實驗；另一方面要在科學探究過程中激發學生的科學興趣，使其在全身心體驗的樂趣中培養觀察、提問、假設、實驗、推理和評估等科學思維與不畏艱難、勇于探索的科學精神。

異 域 傳 真

2001 年諾貝爾物理學獎得主Carl Wieman 獲獎后致力于物理教學研究，希望提高教育界對教育研究的重視。傳統的物理和其他STEM 領域的教學方法應當轉向更積極的方法，以確保下一代研究人員能取得下一個值得諾貝爾獎的突破。他撰寫的《改善大學教授科學的方式》一書于2020 年獲得了教育界最高獎項“一丹獎”。他提出，最好的學習方式是對大腦的學習思維模式進行干預和訓練，而不是向其中傳輸信息和測試信息掌握情況。因此，應該讓學生處于更為主動的學習環境中，學生需要重建神經元的連接方式，積極地思考和學習解決問題，大腦通過這種方式發展出的新技能是依靠正確的心理訓練實現的。在STEM 學習范式的革新中，改變教學評估體系的導向作用同樣重要。

不斷變化的信息技術行業、最新的人工智能應用、對IT 專業人員的高需求及不斷變化的學習需求，正在推動教育創新的探索，這在編程領域尤其重要。編程過程的復雜性往往會造成學習困難。來自考納斯理工大學（KTU）和波蘭、葡萄牙及意大利大學的研究人員正在努力讓編程學習的過程游戲化，使用傳統的游戲元素和原則，比如關卡和積分，讓學習像游戲一樣令人愉快和具有挑戰性。這種動態的方法根據每個學習者的特定需求、能力和進步水平打造適合個人的學習過程，是游戲化學習的主要優勢，從識別學生的初始知識、能力、優勢和劣勢開始，在人工智能或導師的幫助下，選擇目標，并生成個人的學習計劃，有助于最大化學習效率。游戲化的課堂體驗極大地提高了學生的學習動機。研究人員在教師中測試游戲化解決方案時，獲得了令人滿意的創新作品和積極的反饋，教師也表現出在學校使用這些教學工具的強烈意愿。

2022 年9 月，美國技術職位空缺數量超過80 萬個。Applied Energetics 公司首席執行官Gregory Quarles 博士認為STEM 專業人員供應不足可歸因于教育環境中存在的重大壁壘——這不是教師和管理人員的錯，而是教育體系構建方式的問題。充實STEM 人才渠道的努力不能從大一才開始，而需要在K—12 階段進行深入思考并采取行動。研究表明，如果從幼兒園到5 年級就開始培養STEM興趣，學生將有更大的機會在該領域謀求職業生涯。培養對STEM 的興趣并填補學校教育差距的責任并不完全落在教育機構身上，教育機構、非營利組織和私營部門之間需要合作，提供不同程度的科學課外活動。Gregory Quarles博士還倡導鼓勵這些科學家、工程師和技術人員在學校系統中兼職任教，有機會分享他們的職業經歷和個人軼事，真正推動培養青少年對STEM 的興趣。

拉德堡德大學的Renae Loh 等人發表在《歐洲教育研究雜志》的最新研究表明，在信息通信技術可用性更好的國家，學生的數學成績會受益匪淺。改善學校的信息和通信技術環境可減少國家之間的教育不平等。Loh 和同事使用2018年PISA 研究數據，對43 個國家（地區）248 720 名15 ～ 16歲的學生進行了比較，這些數據包括這些學生的信息通信技術技能情況。他們被問及是否在數字設備上閱讀新信息，以及是否會嘗試自己解決這些設備的問題等。學生對這些問題的回答越積極，在信息通信技術方面的表現越熟練。在教育信息化基礎設施強大的國家，學生更能從他們的數字技能中獲益，可能是因為他們在研究中使用的計算機和其他數字工具較多，就越會使用這些技能，這些技能就越受重視。強大的教育信息和通信技術基礎設施可將學生從數字技能中獲得的數學成績提高約60%。因此，作者認為對強大的教育信息和通信技術基礎設施進行更有針對性的投資，將有助于縮小國家之間的教育差距，也可能有助于解決這些國家的學生在數字技能方面的不平等問題。

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