科教興國戰略下科技教育的價值引領與課程支撐

付 欣

（大連市中山區中心小學）

習近平總書記指出，要在教育“雙減”中做好科學教育加法，激發青少年好奇心、想象力、探求欲，培育具備科學家潛質、愿意獻身科學研究事業的青少年群體。這一重要指示，將“雙減”政策與黨的二十大報告中“實施科教興國戰略，強化現代化建設人才支撐”的戰略舉措緊密聯結起來。大連市中山區中心小學（以下簡稱“學?！保┳プ】萍紕撔氯瞬懦砷L的關鍵期，以家國情懷作為科技教育的價值引領，把科技教育融入育人育才成長目標，創設沉浸式科技教育時空，開展“科學和科學家精神”主題活動。學校建設立體多維的科技教育課程體系，積極探索“科技+”跨學科課程，引導學生解決真實性問題，加強探究實踐，以科技教育助力“雙減”，回應科教興國戰略需求，為加快建設教育強國、科技強國、人才強國奠定堅實基礎。

一、以涵養家國情懷作為科技教育的價值引領

科技教育必須確立為黨育人、為國育才的根本宗旨，培養學生的科學興趣和創新思維，培育具備科學家潛質、愿意獻身科學研究事業的青少年群體。學校努力做到科學性與人文性相統一，以家國情懷和責任擔當作為科技教育的價值引領。

（一）把培養“長于創造”的時代新人作為目標價值

學?？萍冀逃鹪从?0 世紀80 年代的科技興趣小組，經過多年的傳承，形成了鮮明的科技教育特色?？萍冀逃欣谂囵B學生勇于探索的科學精神、善于解決問題的實踐能力，增強學生的家國情懷和社會責任感。依據“培養德智體美勞全面發展的社會主義事業建設者和接班人”的教育方針，學校結合卓越辦學基因與科技教育傳統，把科技教育特色融入“培養全面發展、長于創造的新時代好少年”的育人目標，著重培養學生“文化理解與傳承”“溝通與合作”“思辨與創造”“公共事務參與”等核心素養。

學校科技教育特色的傳承與發展積聚非凡的精神力量，涵養獨特的校園文化。學校培育“玩中學、做中學、創中學”的沃土，涵養“好學專注、玩學有得”的學風，積淀“追求卓越”“勇于創新”的文化基因。

（二）圍繞“家國情懷”創設科技教育時空

學校圍繞家國情懷創設科技教育時空，引導學生加強對祖國、家鄉的了解和熱愛。學校分別以“海洋強市”“科技生活”“航天國防”“探究發現”“挑戰未來”“空天科技”為主題建設樓層文化，讓校園成為沉浸式的科技場館。其中，“海洋強市”主題大廳展示了大連海上國防科技、海上風電技術、造船航運技術、水產養殖技術、海綿城市建設和旅游觀光業等內容。當學生看到潛入深海的水下機器人一邊游走一邊伸出機械臂將海底的海參、扇貝等海產品抓取進筐內，充分感受到新興科技的神奇，激發起建設海洋強市、科技強國的志向和情懷。水下機器人的訓練場就設置在海洋主題大廳里，照片墻展示著學生參加全國水下機器人大賽的精彩瞬間。大廳里還設置了舷窗造型的大型水族箱，其利用教師自主研制的自動過濾水循環系統，使水族箱內的水經過三次過濾后循環進入箱內供養魚、龜、貝等水生物?！翱仗炜萍肌敝黝}大廳里展示著“兩彈一星”“載人航天”“嫦娥”登月、“天問”探火、“北斗”組網、“天宮”攬勝等中國航天的探索歷程與喜人成果。大廳頂棚設計模擬太空，鑲嵌著等比例的“天宮”空間站、戰斗機模型等，激發著學生的好奇心和自豪感，在學生心中種下“航天夢”，使其立下爭做祖國航天事業接班人的志向。

（三）圍繞“科學精神和科學家精神”開展教育活動

科學無國界，但科學家是有祖國的。在開展建黨百年慶?；顒悠陂g，學校以“科學與科學家”為主題開展嘉年華活動，校長和大隊委員組成解說團，向學生介紹在我國科技領域突破各項核心技術、為祖國作出重大貢獻的科學家，講述科學家克服萬難報效祖國的感人故事。通過圖文并茂的宣講，學生認識到這些愛國科學家才是自己應該追隨的榜樣和明星。

為弘揚科學精神和科學家精神，學校邀請中國空間技術專家、神舟號飛船首任總設計師戚發軔院士來校與師生共話科技強國夢。戚院士在學校創客工坊觀看了科創團隊的隊員介紹科創作品，與其面對面暢談。戚院士語重心長地鼓勵學生：“成就偉大事業首先要有夢想，要有強國夢，有了夢想還不夠，還要有愛心，愛國家、愛事業、愛團隊、愛學校、愛教師、愛父母；有了夢想，有了愛心，我們還要實干，做學生要愛學習，要學好知識，要掌握本領，要為國家實現第二個百年奮斗目標，成為科技強國做好準備，要為中華民族偉大復興貢獻力量?！?/p>

二、建設加強探究實踐的科技教育課程體系

探究實踐是科技教育課程的關鍵。學校提煉了科學課探究實踐教學的四大要素，促進學生在各學科學習中習得“玩中學、做中學、創中學”的學習方式，也使學校課程整體呈現出綜合性、實踐化、跨學科、融學科的傾向，從而推進核心素養導向下學校新課程體系的建設進程。

（一）上好以“探究實踐”為主要學習方式的科學課

學?？茖W課以大任務/大主題為教學單元，把真實性、挑戰性任務作為探究載體，設計并使用表現性評價，以引導性問題推動學生在探究經驗和大概念之間協同思考，建構新概念和積累新的經驗智慧，培養學生像科學家那樣思考、像工程師那樣實踐。

1.圍繞大任務/大主題下的“大概念”目標開展教學

學校的科學課注重完成真實性任務、解決真實性問題?？茖W教師在集體備課中通過頭腦風暴聚合概念目標，通過“大概念”“大觀念”來結構化重組一個單元或一個主題下的諸多學習內容。“大概念”目標一經確定就決定著教師需要重組學習內容，設計挑戰性任務群，在實踐探究中生成主策略，認同或提煉可持續遷移的觀點、原理，形成學生終身受益的素養和智慧。

2.設計“真實性、挑戰性任務”作為探究載體

科學課中每一個項目作品都是一個來自真實生活的挑戰性任務。在新課程建設中，挑戰性任務是學科實踐的橋梁和載體，也是培育核心素養的必由之路。挑戰性任務的設計既要結合學生生活，又要錨定概念目標。因為，結合生活設計真實、虛擬、虛實結合的任務情境才能激發學生的學習熱情，在所解決的任務群中達成概念性目標，給予學生解決問題的方法策略，形成可跨時間、跨情境、跨文化的智慧。

3.設計并使用“表現性評價”指導學生探究實踐

科學課上，教師設置表現性評價、過程性評價量表，引導學生科學有序地進行探究。教師從學習結果逆向思考“哪些證據和表現證明學生完成了任務、達成了目標”“達成目標學生應該有怎樣的行為表現”“他們將完成哪些作業作品或測試，達到怎樣的層級標準”，圍繞知識的“知道”、新觀點的“理解提煉”、技能策略的“會用能做”，設計并使用表現性評價量表，細化學生的行為表現等級。表現性評價能使教師更具有指向性地設計和組織學習活動，而學生能對照表現性評價量表學會自我修正和自主達標。

4.以“協同思考”培養“高階思維”

協同思考是學生把自己經歷的生活實例、作業作品和想法提升到觀點概括的過程，強調教師通過事實或日常技能引導學生學會思考，把握新舊知識之間的聯系，讓學生跨越時間、文化和情境去遷移知識與概念，為其形成核心素養做終身學習者提供支持性大腦圖示，這是引導學生探究實踐的最終目的。此外，科學課教師應在綜合性、探究性學習中設計引導性問題，促進學生在事實、體驗和大概念之間協同思考，為其提煉可持續理解的觀點和可遷移應用的方法策略。

（二）開設科創類“金點子”項目式學習課程

學校把“金點子”傳統做法轉化成項目式學習課程，學生作為科創主體和課程主體，從生活中發現問題，提出“金點子”創意，并綜合應用數學、科學、編程、工程、技術、藝術等多學科知識技能去解決問題。

1.“金點子”項目式學習課程的四種課型

學校研發的“金點子”項目式學習課程分為創新引領課、項目選優課、校賽籌備課、市賽培優課四種課型。

學生的創意在創新引領課中生成。每年寒假前夕，科技教師會為全校三到六年級學生上創新引領課，引導學生留心生活中的“五不”現象，即不方便、不滿意、不理想、不實用、不科學，使其從中發現最有價值的問題，并從“三性”（科學性、可行性、創新性）的角度來思考，把問題變成自己研究的課題和項目，形成“金點子”創意，最終制作出科技創新作品。創新引領課上，教師還會給學生展示國家、省市創新大賽的優秀作品，指導學生開闊思路，表述自己創意的由來、作品名稱、科學原理與設計圖等，填寫“金點子”創意作業單。

項目選優課上，學生依據“五不”和“三性”原則完善自己的“金點子”創意作業，并制作PPT 在課堂上展示。教師按照“展—議—評—查”四個板塊，引導學生與其他同學展開對話，由班主任、科學教師共同組織和指導評議，并最終選出優勝“金點子”創意作品參加學校創新大賽。

校賽籌備課上，首先，班級選出的創意項目進行“眾籌組閣”，由主創者和參與者雙向選擇并確立研發團隊；其次，選聘校外理工科指導教師對學生進行工程與技術指導；最后，學生分工合作，力求在學校創新大賽上呈現最佳的展示交流效果，獲得更多的選票。

市賽培優課是為了迎接市級以上創新大賽，由學校組建指導團隊為參賽選手授課，逐個對作品進行指導。市賽培優課最大的特點是指導團隊有針對性地指導，每個項目組的學生在教師和專家的指導下完善作品、修改展示方案，最終師生選拔出高水平的項目組參加市級、省級、國家級青少年創新大賽。

2.“金點子”項目式學習課程的價值和效果

“金點子”項目式學習課程讓學生經歷科創項目研究制作的全過程，培養學生創新精神和實踐能力、團隊意識與協作能力，以及解決問題的高階思維、戰勝困難的毅力等核心素養，培養出小發明家、小創客。

“金點子”項目式學習積累了很多優秀作品。例如，學生關注人口老齡化問題，利用編程、電子電路等知識為老人研制帶有定時服藥和服藥種類提示功能的“智能藥盒”等。

（三）深研人工智能教育

學校研發人工智能課程，引導學生系統學習編程知識，開展機器人領域探究式、項目式學習，培養學生的計算思維、設計與工程思維、創客思維，以及溝通合作、思辨創造能力。

1.開拓人工智能教育空間

學校統籌使用信息教室、科學實驗室、人工智能創客工坊、機器人工作室、人工智能實驗室等場所，形成教、學、做、創、秀、賽“六度一體”學習空間，不僅開展常態化教學，還定期組織AI 嘉年華、校園創新大賽、機器人比賽等活動，營造人工智能學習氛圍。其中，人工智能創客工坊設有工服工具區、電子焊接區、3D 打印區、激光切割區、程序設計區、作品展示區，支撐AI時代學生的發明創新活動。

2.研發人工智能課程

學校設置機器人領銜教師工作室，既作為教師機器人教學專業發展高地，又作為機器人社團學生賽前集訓地。工作室成員集體研發了三種機器人課程，有省統一教材“圖形化”編程課程，有“綠蔭小將”足球機器人和Python 校本課程，有C++信息學奧賽編程社團課程等，并印發相關校本教材。

3.學校人工智能課程成效顯著

學生作品先后榮獲第十五屆宋慶齡少年兒童發明獎人工智能編程二等獎，WRC2020 世界機器人總決賽超變戰場二等獎，全國人工智能普及教育微視頻大賽一等獎，第四屆中國上海未來發明家選拔賽人工智能創意作品金銀牌3 枚。2021 年，學校被評為“全國中小學人工智能教育特色學校”；2022年，學生機器人大賽共獲國家級獎項23 項、省級11 項、市級69項。

三、嘗試“科技+”融合創新的跨學科課程

學校把科技教育與語文、美術、音樂、勞動等學科融合，提升學生跨學科學習的能力。

學校創造性地將科技教育與美育融合起來，為學生設計出“樂學樂創、科技強國”的大主題、多項可選的跨學科實踐活動。其中，“金點子”創未來活動，引導學生將科技教育和語文課“學寫科學小品文”任務結合起來，為自己所在的科創團隊設計場景式宣傳海報；“大國科技”塑未來活動，引導學生用超輕黏土彩塑我國多領域科技成果的立體造型。這些跨學科課程以科技為核心，多學科融合，使學生的綜合素養大幅提升，從而獲得更全面的成長。此外，學校將科技與音樂相融合，帶領學生開展了跨學科學習和創造。

學校遵循“科藝融創”的思路設計并實施跨學科課程。在“西游記”主題跨學科學習中，學生將科技元素運用到經典作品人物中。例如，學生利用編程可以控制“牛魔王”的眼睛，使其變換出紅、粉、藍3種顏色，分別代表“牛魔王”性格中的暴怒、冷靜和溫情，利用霧化模塊展示出呼吸的狀態，利用錄音模塊來播放聲音。學生運用3D 打印、聲光電傳感、手柄遙控、AI 編程、人機互動等現代科技手段，以跨界智聯的方式表現出《西游記》作品中的神魔們，其中涉及的科學、數學、工程、美術、音樂等多學科知識，體現出學生多樣化與個性化的創造才能，提升了學生的綜合素養。