“五位一體”科學教育模式構建的實踐與探索

摘要：中小學科學教育肩負著為國家培養拔尖創新人才的重要使命。葫蘆島市實驗小學秉持“處處有科學”的教育理念，通過構建“五位一體”科學教育模式，引導學生學科學、愛科學；完善科學課程體系，改進教學方法，激發學生的好奇心、想象力和探求欲，提升科學教育質量。

關鍵詞：科學教育；“五位一體”；協同育人

2023年5月，教育部等十八部門印發《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》，為中小學開展科學教育提供了根本遵循。葫蘆島市實驗小學（以下通稱“學校”）秉持“處處有科學”的教育理念，引導學生學科學、愛科學；聚焦落實立德樹人根本任務，配置優質資源，完善課程體系，改進教學方法，激發中小學生的好奇心、想象力和探求欲，提升科學教育質量；圍繞育人目標，聚焦“理念、課堂、資源、師資、競技”五個問題，在育人理念提升、教學方式變革、教育資源整合、教師專業發展、競技渠道拓寬等方面進行探索與實踐。

一、理念提升，做好科學教育“加法”

學校組織教師學習，增強教師的思想意識。一是周密部署系統學。學校組織教師先后學習了《國家中長期科學和技術發展規劃（2021—2035）》《基礎教育課程教學改革深化行動方案》等文件和黨的二十大報告關于教育的新要求。二是活動引領全面學。學校定期組織教師參與上級開展的優秀課展評、專題論文征集、科研課題成果交流等活動。通過活動引領教師深入學習，交流成果，深化認識。三是創新載體深入學。學校借助各級各類網絡平臺及公眾號、QQ群等載體，引導教師廣泛學習優質資源，豐富學習內容，拓寬學習渠道。通過學習，教師進一步明確了“雙減”與做科學教育“加法”的內涵和價值，明晰了科學教育的實踐路徑與策略，為落實科學教育“加法”奠定了基礎。

二、立足素養，做實課堂提質增效

（一）對標課程標準

學校按照《義務教育課程方案和課程標準（2022年版）》（以下通稱“新課標”）要求，開齊開足各年段科學課程。新課標對每個學段的內容、學業要求和教學策略等都有明確的要求和建議，而且采用由淺入深、由表及里、由現象到本質的進階式設計。因此，學校要求科學教師要對標新課標進行教學設計和開展課堂教學。

（二）聯系生活實際

科學教師基于融通學生生活經驗的視角，對科學教材內容進行深入挖掘和拓展，設計并實施跨學科主題學習。例如，在四年級“植物的一生”這節課的教學中，教師讓學生在家長的幫助下培植一株植物，定期給植物施肥、澆水，觀察它們的生長過程，并對每個階段進行詳細記錄。這樣不僅能讓學生了解植物的生長環境、生長條件，培植植物應該注意的事項等，還能培養學生的勞動習慣。

（三）強化實踐探索

《義務教育科學課程標準（2022年版）》指出，科學探究既是科學學習的目標，又是科學學習的方式。親身經歷以探究為主的學習活動是學生學習科學課程的主要途徑。科學教師應向學生提供充分的探究機會，使他們在像科學家那樣經歷科學探究的過程中體驗學習科學的樂趣，增強科學探究能力，從而獲得科學知識，形成尊重事實、善于質疑的科學態度。

課堂是培育科學素養的主陣地。只有將科學精神潛移默化地融入學生學習的過程中，才能提升學生的核心素養。學校積極探索以學生為中心開展實踐探究的教學模式，讓學生在課堂探究活動中體驗、了解、學習科學知識，并不斷發現問題、解決問題。教師根據學生的學習需求，對其進行支架式的幫助和個性化的指導，幫助學生建構認知和遷移知識，保護學生的好奇心、想象力以及求知欲，讓每一名學生都能在課堂上真正成為探索的主人。

三、內培外引，做優教師賦能

開展科學教育，教師是最基礎的力量，教師素養是最核心的影響因素。學校通過“內培外引，教研探路”，著力打造一支政治堅定、本領精湛的師資隊伍。

（一）走出去學習

學校先后派科學教師到省內外各地參加高端學習培訓，鼓勵教師進修更高學歷。學校以賽促能，鼓勵科學教師參與專業比賽、科學素養大賽、科創大賽、科普講解大賽等，增進專業素養。學校還鼓勵學生參加各類科學大賽，讓科學素養高的教師擔當科學輔導員的角色，使師生的科學素養都得到了一定的提高。

（二）請進來培訓

為了滿足學生對科學知識的多樣化需求，學校為學生提供了專業的科學引導。學校通過聘請專家、科技工作者進校園等舉措，為師生提供專業的課堂指導。建立“校外科技志愿者”團隊，注冊科技志愿者，組織開展科技志愿服務活動。學校與優質培訓機構合作，聘請無人機和機器人輔導教師到校開展科學教育社團活動，校內校外的專業教師互動，使學生對學習科學產生濃厚興趣。學校還邀請科技專家到校開展講座，使教師開闊視野、增長見識、提升素養。

（三）連起來研究

為了有效落實新課標，學校把研究和行動聚焦到新課標確定的小學階段78個“學生必做探究實踐活動”上，促進學生親歷每一個必做探究實踐活動的過程，實現學科核心素養的整體提升。學校開展跨學科主題學習和項目化學習，突破學科壁壘，以多學科整合探究、多概念整合探究為主要途徑，讓學生在探索實踐中應對真實情境的挑戰，形成初步的科學觀念，掌握基本的思維方法，具有初步的探究實踐能力。新課標明確提出了“聚焦核心素養，面向未來”的基本原則，提出通過不少于10%的課時開展綜合性的跨學科主題學習。學校邀請市區教研員到校開展“素養導向下跨學科主題學習教學研究”，教研員圍繞主題確定、學習目標、學習內容、學習過程四個方面，并結合具體案例進行了精準指導，使教師厘清了跨學科主題學習的內涵與價值。

四、內外貫通，做強課程供給

在課程建設上，學校除了完成國家規定的課程外，還構建了科學教育類課后服務課程。

（一）科技創新類課程

學校利用課后服務時間開設科技創新類課程，成立科創社團，組建機器人、船模、箭模、無人機、魔方、七巧板、科學小實驗等科學社團。社團由一批興趣濃厚、思維敏捷、想象力豐富、動手能力強、具有一定個性特長的學生組成，學校聘請校外專業人士擔任活動課教師。例如，通過參與機器人學習活動，學生掌握了機器人傳感器知識、組件結構的搭建方法以及各種部件的控制方法和編程等。科學小實驗涵蓋多個領域的知識，教師從身邊的科學現象入手，帶領學生探索科學現象規律，激發學生對科學探究的熱情。學校每年舉辦一次校園科技節，通過開展科普宣傳、科幻畫小發明小制作競賽、科技論壇、科技板報及科技影視展播、網頁制作比賽，以及無人機、航模、建模、機器人活動小組展示等系列活動，使學生盡情施展才華，讓他們愛科學、學科學、用科學的愿望得以實現。

（二）拓展實踐類課程

學校與中國科學院老科學家科普演講團建立聯系，演講團所研究的領域包括天文、地理、生物學、數學、物理、化學六大自然學科，以及醫學、軍事方面內容，學校定期邀請演講團來校講學，給予學生科學的營養。每年開學初，學校通過“云共享”與北京中小學生同上“科學第一課”，讓科技點亮學生的生活；學校通過“天宮課堂”直播，引導學生直觀感受航天員乘組進駐空間站組合體，使學生熱愛航天事業，弘揚科學精神。

學校每年組織學生集體參觀市科技館，聽科技講座，使學生開闊視野，豐富科技知識。學校建成校園科技館，定期組織不同年級的學生參加科技活動。中國興城果樹研究所是學校的實踐基地之一，學生在研究人員的帶領下進行果樹嫁接、細胞培植等科學實踐。在葫蘆古鎮科學教育基地，學生走進航天科技體驗館、消防館、地震館、禁毒館、交通館、心肺復蘇館等場館，通過教育、展示、互動、體驗等方式進行游戲化學習，從參觀中了解和探索生命的意義與價值。在青少年科學調查體驗活動課程中，專職的科學教師集中上課，課程內容包括科學體驗、綠色環保、無土栽培、北斗領航夢想等，引導學生感受科學的力量。

（三）科學閱讀類課程

學校把科學教育納入讀書教育系列活動，開展“崇尚科學、傳播文明”讀書活動。在此基礎上，開展征文、演講、讀書分享、知識競賽等系列活動，提高科學閱讀類課程的質量。

（四）環境創設類課程

學校把教學樓二樓作為科學教育長廊，分成不同主題專區；在辦公區的走廊、實驗室懸掛科學家畫像；在班級宣傳展板上增設“對話欄”和“問題墻”，讓學生寫一寫對科學家的理解和看法，以激發其興趣；在操場上設置科技專區，放置一架反射型天文望遠鏡（GPS自動尋星），供學生觀看宇宙中的天體。

學校充分利用科學活動室的教育資源，為學生提供科學教育的場所。學校的科學教育得到了各級政府和科協的支持，科技館、機器人活動教室、無人機活動教室、網絡活動室、科學實驗室、圖書閱覽室、多功能報告廳等裝備一新，這些都為學生提供了講科學、學科學、用科學的活動平臺，讓環境成為科學課程的一部分。

五、以賽促學，做精競技交流

學校不斷開辟科技創新競技新賽道，探索學科整合競技新途徑，建設品牌活動競技的新平臺。學校科學教育在國家、省、市區的各級各類科技競賽中屢獲獎項。2019年，在國際空中機器人大賽青少年挑戰賽中，學校學生獲得全國團體一等獎，學校獲得優秀組織獎。2023年，在全國中小學信息技術創新與實踐大賽（NOC）決賽中，學校學生獲得二等獎。學校多次組織學生參加遼寧省青少年科技創新大賽，學生在發明類、社會實踐類、科幻畫類等賽項上均獲得優異成績。

參考文獻：

［1］范冬萍，魏崟海.科學核心素養導向下人工智能對科學教育的賦能與挑戰［J］.科學傳播與科學教育，2024（1）.

［2］張文超.中小學科學教育一體化實施的現實困境與突破路徑［J］.教師教育學報，2023（6）.