普通高中科技教育融合創新的設計與實施

摘? ?要： 科技教育是學校落實教育強國戰略的重要途徑。上海市南洋中學圍繞“融合創新”的發展思路，聚焦科學素養培育，通過規劃引領、項目驅動、機制保障等頂層設計，從進課程、進課堂、進實踐和進評價四個實施路徑，探索科技教育培養模式，旨在推進學校教育的高質量發展。

關鍵詞： 科技教育；融合創新；科學素養；探究力；實證力

一、科技教育融合創新的實施背景

黨的二十大報告指出，教育、科技、人才是全面建設社會主義現代化國家的基礎性、戰略性支撐，要深入實施科教興國戰略、人才強國戰略、創新驅動發展戰略。報告同時明確“教育、科技、人才”三位一體的發展關系和重要作用，即教育是基礎，科技是動力，人才是關鍵。教育作為人才培養和科技創新的基本前提，必然要責無旁貸地擔當起建設社會主義現代化國家基礎性、先導性和全局性的責任。其中，高中階段是人才成長的關鍵時期，是創新精神、實踐能力培養的重要階段，因此，推進創新人才的早期培養是普通高中貫徹“強國戰略”的重要任務。

學校科技教育是創新人才早期培養的有效路徑，能“激發青少年好奇心和想象力，增強科學興趣、創新意識和創新能力”1，直接指向“科學精神、責任擔當、實踐創新”等青少年學生發展核心素養的培育，使學生具備“能夠適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力”。2 目前，我國的科技教育從原有的注重普及知識和方法，轉變為崇尚科學精神、凸顯科學素養、強調價值引領；從單一的培養模式轉變為多元、融合、創新的培養模式，是“新課程、新教材”背景下推進育人方式變革的重要載體。

上海市南洋中學（以下簡稱“南洋中學”）的科技教育是在百年辦學的歷史演進中形成和發展的。創校初期，學校樹立了“科教救國”的辦學目標，尤其重視“數理化基本科學之培植”3；改革開放后，學校積極貫徹“科教興國”基本國策；20世紀90年代起，科技教育歷經由特級名師領銜的“實驗教學、設境導學”階段和打造校園“大實驗室”階段。當下，如何回答好“錢學森之問”，成為學校科技教育的重要課題。本文立足教育實踐第一線，探索新時期普通高中科技教育融合創新的頂層設計及實施等問題，旨在促進學校育人質量的提升，推進普通高中高質量發展。

二、科技教育融合創新的頂層設計

新時期，南洋中學堅持科技教育，從整體架構到系統設計，再到多管齊下、融合創新，形成了具有校本特色的融合創新體系。通過整合校內外多重資源，挖掘各發展要素的潛力，激發全體教師實施的主動性，完善保障實施的工作機制等舉措，幫助教師從認識、理念和行動上轉變，促進在“雙新”背景下全員、全要素、全過程協同育人。

1.在學校發展規劃中確立科技教育的目標任務

規劃是學校回顧過去、立足當下、面向未來的共同愿景和行動指南。規劃的戰略性、指導性和持續性等特征為學校凝聚發展共識，增強發展動力，促進實踐共為提供支撐和依據。學校充分發揮規劃編制過程中匯智聚力的引領作用，立足教育發展大局、區域發展要求、學校辦學傳統和發展現狀，進行科學謀劃和準確定位，將科技教育發展目標列入學校發展目標、教師發展目標、學生培養目標以及課程教學改革等主要方面，形成著眼整體的戰略目標和系統推進策略。如南洋中學在“十四五”規劃中提出“以科技教育為引擎，高質量發展”的學校發展目標和“全面發展、科技見長”的學生培養目標；提出“設境導學科技教育模式向課堂深化”和“以科學素養培育為重點，構建南洋知行課程體系”等教學目標。在對標以核心素養培養為主線的“雙新”實施要求的基礎上，提出“融合創新”的發展思路，將科學素養培育與課程、教學、資源、評價等有機融合，以融合促創新，如圖1所示。

2.在研究項目設計中明確科技教育的實踐轉化

項目研究任務促進科技教育“融合創新”從發展思路向實踐行動轉化。學校以科技教育研究項目為突破口，通過總體思路系統化、研究目標具體化、研究任務階段化等舉措，構建教師研究共同體。在共同研究的過程中，教師圍繞教學實踐的真實情景，呈現典型的具體案例，進行有組織、有目標的深度對話和研討。在對話和研討中，教師不僅解決教學困惑，個體經驗在集體的行動研究中得到完善，而且在研究的過程中獲得情感上的支持，實現經驗和成果的共享和提高，并將研究經驗和成果轉化為科學素養培育的自覺行動。如何將科學素養與學科核心素養有效融合，讓教師在“雙新”實施中有更具體的目標，需要在制定項目研究方案中加以明確。如南洋中學將內涵豐富的科學素養聚焦在“探究力”與“實證力”，并以“兩力”為著力點，關注學生在“觀察與發現、猜想與假設、推理與解釋、證據與判斷”四個方面八個要素上的能力提升，指導教師科學素養培育的具體實踐（見圖2）。

3.組織結構優化中健全科技教育的保障機制

組織結構優化和運行機制完善，是推進學校改革深化、保證戰略實施的重要舉措。學校組織結構中最重要的是中層部門。根據教育改革發展需要和學校實際，南洋中學打破原有的組織管理框架，科學設置中層管理機構，明確職能定位，發揮其組織落實學校教育教學改革的中堅作用，充分調動各方主體參與的積極性和主動性。此外，構建各職能部門協同發展機制，實現職能部門結構和功能轉化，是確保學校戰略目標達成的有效路徑。如南洋中學為推進科技教育融合創新發展，將原有職能部門轉型成五大中心，以此提升科技教育管理能級。其中，科技信息中心主要負責開展學校的科技教育、數字化轉型、教育科研和信息管理等工作，同時構建由科技信息中心牽頭，其他中心共同參與的學校科技教育“融合創新”協同機制（見圖3）。

三、科技教育融合創新的實施路徑

科技教育的“融合創新”既是一種創造思維，也是一種策略方法。近年來，南洋中學通過科學素養培育進課程、進課堂、進實踐、進評價等融合路徑，聚焦培養科學素養中的“探究力和實證力”，探索創新人才早期培養的新模式。

1.構建科技教育課程體系

對學生而言，課程是獲得個性發展的主要載體；對教師而言，課程是提升實踐智慧的重要途徑；對學校而言，課程是實施育人目標的關鍵環節。科技課程體系構建的目的就是促進學生核心素養發展、教師教學能力提升、學校特色品牌深化。南洋中學對標“雙新”改革要求，在“知行并進，家國情懷”育人思想的引領下，初步構建了與學校“知行課程框架”相融合的“科技教育課程圖譜”。在課程建設和實施中，以“科學素養”培養為出發點，以培養“科技見長”的南洋學子為落腳點，將科學素養融合在必修、選擇性必修和選修三類課程校本化實施的過程中，為學生全面發展基礎上的個性、特長發展“儲能、適性、致遠” （見圖4）。在校本課程開發中，圍繞科學素養主線，融合課堂教學、課題研究、主題學習、社團活動等科技教育實施途徑，開發設計了工程類、生態類、信息類等八類科技課程群。對于每一門課程的開發，細化到課程單元設計，將“探究力、實證力”的八要素作為設計要點，從單元主題、過程、結果、拓展等四個方面為教師開發課程提供依據和指導。

2.轉型科技教育的教學范式

課堂是實施科技教育的主陣地。課堂教學范式，即對教學做出的基本理解或基本解釋。開展課堂教學范式的研究，在共同研究的過程中，教師受到了很大的啟發，他們從認識論和方法論的高度深入解讀和解構素養導向下的課堂教學，改變原有的傳統教學觀念，用新觀念和新思想指導“探究力、實證力”培養的教學實踐，促進教與學方式的轉變。南洋中學科技教育在課堂教學中不斷深化“設境導學”模式，通過導學（情境與問題）、導識（知識與技能）、導思（思維與表達）、導行（交流與反思）等，關注課堂情境性，提高課堂互動性，增強課堂思辨性，促進關鍵能力、必備品格和價值觀念的形成，以達成融合了“兩力”的學科核心素養（見圖5）。教學范式轉型后的導學課堂以“學生學習”為中心，以“情境任務”為先導，以“活動探究”為主干，以“過程評價”為紐帶，以“素養培育”為目標，依托社會生活情境和真實任務的導入，促進教育教學的生成和科學素養的培養，提升學生綜合運用知識解決實際問題的能力；既體現教師在“雙新”實施中“教、學、評”的一致性，又體現學生在學習中的主體地位。探索中，學校還繼續延伸和拓展“設境導學”教育模式，形成了“導學課堂、導思踐悟、導識創新和導行體驗”的教學實踐路徑，促進教師實踐反思與智慧分享。

3.拓展科技教育資源圖譜

科技教育資源涉及多領域多學科，是多元整合的資源。實現校內外科技教育資源相互融合、有效補充，讓學生置身更真實的生活場景、更多樣的學習環境，感悟、體驗、探究和實證是科技教育資源拓展的目標。南洋中學立足校內資源整合，包括學科內及學科間的科技教育資源融合（見圖6）；深化校園就是“大實驗室”的特色，建立學生校內科技實踐基地：如校園科技景點、新能源風光互補發電多樣化實驗示范項目、數字創新實驗室等，同時依托人工智能核心技術，建設智慧物聯真實校園應用場景。校外科技教育資源拓展，主要體現在尋找與學校資源和發展相匹配、相融合的社會資源上，以“尊重興趣、開發潛能、實現志向”為原則，通過與高校、研究機構合作，聯合開發智慧物聯、結構探索、人工智能等科技課程；利用“場館”特色資源設計 “進館、進院”系列科技項目，參與各級創新實踐基地項目學習和各類科創大賽等途徑，創設能激發學生好奇心、想象力、探求欲的科技實踐活動平臺。

4.形成科技教育素養評價

“教育評價是在系統調查與描述的基礎上對教育活動滿足社會與個體需要的程度做出判斷的活動，是對教育活動現實的或潛在的價值做出判斷，以期達到教育價值增值的過程。”1 學生評價是教育評價的基礎與核心，通過對學生成長變化信息的系統采集、分析和利用，了解學生發展情況，促進學生成長的活動。探究力和實證力是學校培養學生科學素養的突破口，也是學校開展評價的重要依據。南洋中學關于科學素養的評價從學生群像評估、課堂教學檢測以及課程實施評價三個方面展開。學校圍繞“探究力”“實證力”的八個要素，通過指標初定、抽樣調研、內容微調、群體試測、模型比對等過程研制了學生素養評估量表，聚焦評價學生“兩力”的實存狀態和進步空間，呈現學生科學素養的個性化發展情況，并為改進科技教育提供診斷依據和數據支撐。學校研制融合創新課堂教學評價表，將導學課堂和科學素養評價有效融合，引導教師將“兩力”培育融入課堂教學的各個環節（見表1）。學校還制定聚焦“兩力”的課程實施的過程性評價方案，促進教師自我監控、評價、修正、改進和提高，以實現自我的不斷完善和課程的不斷改進。

四、科技教育融合創新的實踐反思

在推進科技教育融合創新、探索創新人才早期培養模式的實踐中，學生“探究與實證”的學習經歷更加豐富，教師科技教育的專業能力明顯提升，學校科技教育的管理文化得以彰顯。在未來發展的方向上，學校科技教育還需從以下方面持續深化：

1.挖掘科學素養的時代價值

今日素養培育是為明天發展奠基。要在關注“探究力、實證力”培養的基礎上，不斷挖掘數字化背景下科學素養與學科核心素養的融合點，滿足不同潛質學生個性發展需求，將學生科學素養生成與各類社會生活能力相結合，從而培養適應未來發展需要的創新人才。

2.優化科技教育的評價體系

實踐探索中要不斷調整完善各類素養評價量表，健全科技教育評價體系，精準地反映學生真實的學習狀態以及課堂教學和課程實施的效果，為改進科技教育提供科學依據和指南。如參照學生科學素養評價所呈現的學生個性化特征，能夠匹配更為聚焦其志趣發展的特色課程等。

3.健全科技教育的發展機制

一是完善科技教育教師培訓和激勵機制，為教師搭建更多跨學科、跨領域的實踐、研究和展示平臺；二是下接初中、上聯高校，探索一體化創新人才培養銜接機制，如高中教師參與初中教學，高中學生走進大學先修課程、進入高校實驗室開展課題研究等。

Design and Implementation of Integrated Innovation in High School Science and Technology Education

— Take Shanghai Nanyang High School as an Example

WANG Shengchun

（Shanghai Nanyang High School，Shanghai，200032）

Abstract： Science and technology education is an important way for schools to implement the strategy of making the country powerful through education. Taking Shanghai Nanyang Middle School as an example， this paper focuses on the development of “integrated innovation” and the cultivation of science literacy. It tries to explore the training mode of science and technology education and promote the high-quality development of school education from the four paths of entering the curriculum， entering the classroom， entering the practice and entering the evaluation through the top-level design of planning guidance， project driven， and mechanism guarantee.

Key words： science and technology education，integrated innovation，scientific literacy，inquiry skills，empirical power

作者簡介：王圣春，上海市南洋中學校長，中學高級教師，碩士，主要從事學校管理與教學研究。

1? 國務院：《國務院關于印發全民科學素質行動規劃綱要（2021—2035年）的通知》，載中華人民共和國中央人民政府官網：http：//www.gov.cn/zhengce/content/2021-06/25/content_5620813.htm，最后登錄日期： 2022 年10月6日。

2? 百度文庫：中國學生發展核心素養，載https：//wenku.baidu.com/view/b119c9f625fff705cc1755270722192e45365833.html，最后登錄日期：2022年9月22日。

3? 馬學強，于東航：《為國楨干：上海市南洋中學120年（1896-2016）》，商務印書館2016年版，第233頁。

1? 裴新寧：《基于建構性教學活動的立刻學習評定》，《教育理論與實踐》2001年第8期，第52-55頁。