如何在科學教育中開展科技創新實踐活動

自2000 年開始，芬蘭學生在每3年1 次的PISA 測試中成就突出，在科學領域的成績表現也優于我國教育改革和發展較高水平地區學生在相應學科的表現。綜合7 次PISA 測試結果得知，芬蘭學生的科學素養在經合組織（OECD）成員國中一直位居前三，并多次位居首位[1]。在這些優異成績的背后，芬蘭中小學科學課程體系起著重要的作用。科學素養提升不僅與正式的科學教育有關，也離不開非正式科學教育的影響。為此，本文對當前芬蘭中小學科學課程體系的特點進行分析，以期為我國中小學科技創新活動的開展及教學實踐提供參考與借鑒。

芬蘭中小學科學教育的整體架構與特點

2014 年至今，芬蘭提出了7 大橫貫能力，包括思維和學會學習，文化素養、溝通與自我表達，自我照顧、日常生活技能與保護自身安全，多元識讀，信息技術素養，職業素養與創業素養，參與、介入和構建可持續發展的未來[2]。這是芬蘭教育體系的一個顯著特色，不僅表現為各個年級貫通能力的整體架構，而且表現在每一個主題學習的內部結構上。

芬蘭中小學科學教育的整體架構

芬蘭基礎教育學校課程結構體系主體分為6 個層次：①基本價值、任務和目標，主要來自國家的要求和規定；②學習觀、學校文化、學習環境與工作方式方法，主要體現學校的觀念和想法；③課時分配、語言課、知識戰略，芬蘭的課時分配比較靈活，在保證國家基本要求的基礎上，各地區、學校可以靈活安排；④跨課程主題，主要針對國家公布的8 類主題的跨學科設計、開發與實施；⑤學科課程，即語言、數學、科學、藝術、社會等國家課程；⑥學習支持、學生輔導、學生福利服務，主要針對有特殊教育需求的學生。

2015 年3 月，芬蘭國家教育委員會正式發布《國家課程大綱》，2016年8 月在1—6 年級首次使用，次年從7 年級到9 年級依次開始使用，同時還開展了高中階段課程改革。芬蘭的貫通素養和技能涵蓋了幼兒教育到高中教育全年齡段，并將貫通素養和技能融入了課程學習中。

芬蘭中小學科學教育的主要特點

芬蘭在所有學科中開展貫通素養的培養，也會通過聯合項目或活動實施，將學生學習與日常生活及校外世界聯系起來，教師不僅要指導各種方案，還需與學生合作規劃跨課程的活動和主題。比如，2003 年，赫爾辛基大學成立首個LUMA（數學和科學教育發展項目）中心；2013 年11 月，芬蘭成立國家LUMA 中心，并在各個地區成立LUMA 分中心，各分中心結合實際情況進行活動課程的設計與研發。芬蘭課程體系中有一個跨課程主題板塊，包括8 大主題：立人、文化身份和國際化、媒介素養和溝通、公民參與和創業精神、環境責任感、幸福與可持續發展的未來、安全與交通，以及科技與個人[1]。2016 年后，芬蘭將小學科學改為“環境研究”，分為1—2 年級和3—6 年級，是一門綜合性學科，包括生物學、物理、地理、化學和健康教育，以及可持續發展觀等知識，同時將自然科學和人文科學的觀點融合到環境研究中。可見，跨課程主題學習或項目已經融入芬蘭教育體系中，并指向貫通素養和技能的提升。

芬蘭中小學科學教育課程內容呈多元化

芬蘭課程關注的內容較為多元，課程大綱包括環境、信息、健康、人類、安全等領域，課程壁壘正在被打破，知識邊界正在被逐步淡化，學校圍墻也逐步被突破。

基于“環境研究”進行科技創新實踐活動

環境研究的多學科特性要求學生學會在不同情境下獲取、加工、產生、呈現、評估和評價信息，目的是讓學生充分認識到各知識領域對環境、技術、日常生活、人類和人類活動的重要性。芬蘭小學、初中科學圍繞環境研究進行學習的核心內容領域統計見表1[1]，比如，把科學課搬到林中和湖畔，讓學生在真實情境中學習科學。總的看來，小學科學是一門綜合性課程，在內容領域呈現遞進關系；初中階段為分科課程，各個學科除了強調學科特定的知識，也重視實驗研究，同時體現與日常生活及真實世界、環境的關系，注重在科學課程教學中滲透可持續發展觀念。

基于“現象教育”進行科技創新實踐活動

芬蘭的《國家課程大綱》強調把現象式教學作為重要的教學方式之一，并在學生學習、教師準備、環境等方面進行現象式教學闡述。芬蘭開展的現象式教學有兩種模式：由1 位教師獨立完成多學科教學及由多位教師合作完成[3]。《國家課程大綱》要求每所學校至少選擇1 個跨學科主題，每個學生每年至少參與1 個基于現象的跨學科主題項目。比如，在芬蘭某小學開展“慶祝芬蘭獨立100 年”為主題的活動，該主題共設置6 個課時：“這就是芬蘭”（地理、歷史、文化、語言），“演奏國歌”（音樂、母語），“演繹芬蘭童話故事”（母語、戲劇表演、視覺藝術），“制作芬蘭傳統美食”（烹飪、物理測量、食品健康、化學、宗教），“獨立日慶典”（手工課、美術），“制作視頻《這就是芬蘭》”（母語表達、視覺藝術、音樂、信息技術），由全科教師負責實施完成。

基于“隱式教學”進行科技創新實踐活動

芬蘭早期科學教育設置的整體框架遵循以兒童為中心的價值觀和學習理念，提出了兒童橫向能力培養的多重目標及5 個學習領域（圖1），即豐富的世界語言，多種多樣的表達方式，“我”與“我和社會”，對自然環境的探索，自我成長、改進和發展等。在橫貫能力指引下，通過共同主題內容的有效互動，驅動教師、家長和社會間的相互作用，綜合運用“正式與非正式”“虛擬與現實”相結合的方式加以實現。芬蘭的教育生態、兒童學習環境及評價體系的核心理念，共同組成了保障兒童健康和幸福成長的教育生態系統。

芬蘭兒童早期科學教育主題課程的設置已經從現實空間跨越到了虛擬空間，成為芬蘭兒童早期科學教育“雙維度、四象限”中一類獨特的教學環境類別[5]。芬蘭學前教育階段的兒童擁有自己的ICT（Information &Communication Technology，信息與通信技術）設備，使得網絡媒體、虛擬現實等教學方式能夠在教育的早期階段走進科學主題課程。特別是在具有一定危險性的主題課程和安全教育類課程中，信息技術能夠得到很好的應用，比如兒童不僅可以在虛擬空間中學習如何從火災中逃生，也可以跨時空去宇宙探險。同時，虛擬的科學主題課程也可以通過傳統的紙媒、電視、廣播等傳播途徑得以補充[6]。因此，芬蘭虛擬與現實領域的科學主題課程使其教育資源能夠以多方位、立體化的形式存在，并滲透于媒介文化的多個層面。

對我國開展科技創新實踐活動的啟示

樹立大科學教育觀，構建“科技+”創新活動圖景

研究人員發現（2021 年），我國參與科技活動的學生不到參測學生的一半，高中生、中小學生、城鄉之間發展不均衡[7]。《中國科學教育發展報告（2019）》指出，我國的學科競賽活動較好地完成了學校科普的教育目標，同時肩負起了學科拔尖創新人才的選拔；學生個人參與學科競賽活動體驗豐富多樣，呈現個性化；學生情感態度價值觀有了較好的提升[8]。因此，在大科學教育觀下構建中小學的科技創新實踐活動體系有助于科學教育的發展，需要在中小學統籌建立“科技+”的不同類型、難度不一的科學普及、科學挑戰、科技創新活動。比如“科技+ 課后服務”“科技+ 社團”“科技+ 社會實踐活動”“科技+ 科技周”“科技+ 課間游戲”，以及“科技+”校級競賽活動（尋找生活中的科學問題、科學調查等），“科技+”市級競賽活動，甚至參加省級、全國、國際性的比賽等。

堅持跨課程理念，實現“科技創新活動”的日常融合

德國政府為青少年設立了“小科學家之家”等項目，還定期舉辦各類科技競賽。比如，為激發學生對MINT（數學、信息技術、自然科學與技術）比賽[9] 的興趣，設置了低門檻的入門級，以吸引盡可能多的兒童和青少年參與，每年有超過50 萬兒童和青少年參加比賽。“MINT 集群”的教育內容一般都是低門檻、實用和貼近日常生活的，兒童和青少年可以通過實踐和參與的形式探索自己的興趣所在，拓展提升相關技能，截至2023 年底，德國教育部共資助了53 個“MINT 集群”[10]。我國《義務教育課程方案（2022 年版）》也明確強調：各學科課程用不少于10%的課時設計跨學科主題學習，并將其作為推進綜合學習的重要路徑。南京曉莊學院附屬小學定期舉行科技節活動、寒暑假科技周活動，主要目的是科學普及，不具有競賽和選拔的目的。2024 年，南京市教育局舉行了“和鳴7.0：綠水青山活動”，涉及科學、信息科學、藝術、勞動等學科。

直面現實世界真實問題，開展“多元化的科技創新活動”

芬蘭在進行科學課程教學時，會把課堂搬到林中和湖畔，開展“自然學校”體驗教育及“營地生活”訓練等。自然環境比任何運動場都復雜，也蘊藏著危險，作為教師，要努力讓學生在適當的保護措施下也能獲得知識，并懂得安全的邊界。相對于競爭，自然環境教育更強調合作的重要性，2024 年出版的《未來學習者的素養和教育》，再次將探究、批判、創造、協作、關懷作為5 種關鍵素養[11]，這些素養與芬蘭倡導的環境研究、綜合性主題學習具有內在一致性。我國的全國青少年科技創新大賽每年的主題都包括物質科學、生命科學、技術與工程、地球與宇宙等領域，而且針對不同的年齡段，在此基礎上還應基于學生在真實生活中發現的問題，開展多元化的科技創新活動。

參考文獻

[1] 桑錦龍，王凱. 芬蘭中小學科學教育觀察[M]. 北京：北京師范大學出版社，2021.

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[3] 錢文丹. 這就是芬蘭教育[M]. 北京：中國人民大學出版社，2020.

[4] Finnish National Board of Education. National Core Curriculum for Early Childhood and Care 2018[M]. Helsinki： National Board of Education Press， 2018.

[5] DILLON J.Science. The environment and education beyond the classroom[C]//FRASER B.， TOBIN K.，MCROBBIE C.（eds）. Second International Handbook of Science Education.Dordrecht： Springer Press，2012.

[6] 徐揚，曾早早，馮啟磊. 芬蘭兒童早期科學教育改革中的“隱式教學”[J]. 北京教育學院學報，2023（3）：77-85.

[7] 郭舒晨，李秀菊，趙芳芳，等. 我國青少年科技活動參與現狀、特征與對策分析——基于全國22 座城市的大規模調查結果[J]. 中國電化教育，2021（12）：17-25，54.

[8] 王挺. 中國科學教育發展報告（2019）[M]. 北京：社會科學出版社，2020.

[9] 許丹瑩，王興華. 德國“小科學家之家”項目的理念、運作機制及啟示[J]. 世界教育信息，2021，34（3）：75-79.

[ 1 0 ] M I N T - C l u s t e r [ E B / O L ] . [ 2 0 2 3 - 0 4 - 0 7 ] .h t t p s ;//www. b i d u n g-f o r s - c h u n g . d i g i t a l/digitalezukunft/de/bildung/mint-cluster/mintcluster_node.html.

[11] [ 芬] 漢內萊·涅米（Hannele Niemi）， 王晨.未來學習者的素養和教育[M]. 北京：世界圖書圖版有限公司北京分公司，2024.

基金項目：國家教材建設重點研究基地2023 年度教育部規劃項目“美英日澳四國中小學技術與工程教材實踐項目體系與呈現方式研究”（項目編號：2023GH-YB-JJ-Y-03）階段性研究成果；中國陶行知研究會生活·實踐教育專業委員會2022 年度重點課題“曉小工學團：培養兒童自主力的實踐研究”（課題批準號：SHSJ2022011）階段性研究成果