幼小初高一體化貫通培育學生科學素養的探索

摘要：東北育才教育集團涵蓋幼兒園、小學、初中和高中四個學段，學校通過開展館園合作，創建主題式項目學習模式，組織科技社團活動，成立科技創新實驗班，提供多樣化的科學教育課程和打造高端科學實驗基地等一系列創新改革，嘗試以幼小初高一體化貫通培育學生科學素養，培養具備科學家潛質、愿意獻身科學研究事業的拔尖創新人才。

關鍵詞：科學家精神；集團化辦學；幼小初高一體化；科學素養

2023年5月，教育部等十八部門聯合印發的《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》（以下簡稱《意見》）指出：“以學生為本，因材施教，推進基于探究實踐的科學教育，激發中小學生好奇心、想象力和探求欲，培養學生科學興趣，引導學生廣泛參與探究實踐，做到學思結合、寓教于樂，自覺獲取科學知識、培養科學精神、提升科學素質、增強科技自信自立、厚植家國情懷，努力在孩子心中種下科學的種子，引導孩子編織當科學家的夢想。”

為了不斷滿足廣大人民群眾對優質教育的需求，東北育才學校現如今逐漸發展成為涵蓋幼兒園、小學、初中和高中四個學段的教育集團。東北育才教育集團（以下通稱“學校”）錨定遼寧新時代“六地”目標定位，通過一系列課程的創新改革，嘗試以幼小初高一體化貫通培育學生科學素養，培養具備科學家潛質、愿意獻身科學研究事業的拔尖創新人才。

一、幼兒園開展館園合作，激發和保護幼兒的好奇心

面向幼兒的科學教育應注重激發幼兒的探究興趣，引導幼兒體驗探究過程，培養其初步的探究能力。教師要善于發現和保護幼兒的好奇心、求知欲，引導幼兒通過觀察、比較、操作、實驗等方法，發現問題、分析問題和解決問題。

幼兒園建園之初，就秉承著學校的教育理念，把“科學教育”確定為園所特色課程。幼兒園與遼寧省科技館合作，依托科技館的資源優勢，將科學知識和互動展品有機結合，以幼兒園科學主題課程為引領，每月開展一次科技館深度學習研學體驗活動。此外，幼兒園不斷探索館園合作的新平臺，目前已與沈陽故宮博物院、遼寧省博物館、遼寧省古生物博物館等場館溝通合作意向，未來將以主題為板塊，為幼兒研學提供嶄新模式，為學前兒童科學教育啟蒙賦能。

二、小學部開展主題式項目學習，培養學生的基本科學素養

科學是小學啟蒙教育學科，以培養小學生的基本科學素養為主旨。學生通過學習科學知識和技能，能夠知道與生活中常見事物有關的科學知識，了解科學探究的進程和基本方法，保持對周圍世界的好奇心和求知欲，逐步養成科學的行為習慣和生活習慣，形成勇于創新的科學態度，培養愛科學、愛故鄉、愛祖國的情感。

學校小學部一直以培養學生基本科學素養為目標，發掘學生學習科學的潛力，培養學生的創新精神和實踐能力，重視科學課程的改革創新，開展主題式項目學習，加強學科融合。小學部圍繞技術與工程、地球與宇宙、物質科學、生命科學四個領域，開展“橋”“航天”“茶”“船”“吸管搭建”等主題式項目學習。這些主題式的項目學習將科學課程與并行開設的語文、數學、信息技術等課程相融合，倡導跨學科的學習方式，幫助學生在活動中構建、完善知識體系，在探究中培養學生科學思維、提高解決實際問題的能力。

例如，在開展以“橋”為主題或項目學習活動時，教師通過欣賞橋、觀察橋等活動，激發學生主動探究的學習興趣，讓學生帶著問題去思考和探究。學生組建了多個設計小組，每個小組成員根據個人事先查閱的關于橋梁設計方面的知識，并聯系關于橋的結構和形狀的知識，運用工程、數學等有關內容去設計一個造橋方案。學生大膽嘗試，反復修改方案，用木筷、A4紙設計出吊橋、平板橋、斜拉橋、拱橋等。

三、初中部開展科技社團活動，增強學生的科學探究自主體驗

科技社團是科學教師完成科技輔導員任務的主陣地。科學教師通過組建學校科技社團，指導學生開展科技創新項目，開闊學生的科學視野，培養學生的科學興趣，全面提升學生的創新意識和創新能力。

學校初中部緊緊圍繞科學教育，以學生社團為主陣地，組織策劃科技創新活動。學生社團“根與芽”小組開展了沈陽渾河水質調查、渾河沿岸土壤污染狀況分析等一系列生態保護行動；萬維社團開展了“牙簽搭建筑”活動，不僅豐富了學生的校園生活，也提高了學生的科學素養和動手能力；ICTC機器人社團主辦了校園科技節系列活動，在為期一周的活動中，通過科普大篷車進校園、專家講座、辯論賽等形式，讓學生走進科學的世界，感受科學的魅力，體驗科學帶來的樂趣。此外，電子科技社團、生化社團、數學建模社團等多個學生科技社團，組織策劃了科技周、意面筑塔、橋梁創意與制作大賽等科學活動，極大地調動了學生學習科普知識和實際動手操作的熱情，全校掀起了學科學、愛科學的熱潮。

四、高中部多措并舉，培養拔尖創新人才

在實施科學教育過程中，學校高中部通過成立科技創新實驗班、提供多樣化的課程供給、打造高端科學實驗基地等措施，培養拔尖創新人才，實現每一名學生的卓越發展。

（一）成立科技創新實驗班

為了培養拔尖創新人才，學校高中部創建科技創新實驗班。科技創新實驗班開設了具有針對性的課程，課程結構為“基礎課程＋必修課程＋專修課程＋特選課程”，其中基礎課程達到國家各學科課程標準的較高要求，重點突出科技寫作與設計、課題研究等專業必修課程，以及軟件科學、工程學、生命科學等專修、特選課程，從課程設計、課程實施、課程評價等方面真正解放學生的心靈和頭腦，豐富學生的動手實驗和創新實踐經歷。

以數學課為例，科技創新實驗班開設了多元化的課程，包括數學實驗課程、數學探究課程、數學建模課程等，這些課程旨在激發學生對數學的興趣，培養他們的邏輯思維和解決問題能力。同時，創新實驗班以課題研究為引領，開展基于信息技術的數學實驗課程研究，將信息技術有機融入數學學科教學，促使學生深入理解數學核心概念，提升解決實際問題的能力。此外，科技創新實驗班還推出了STEAM課程，融合科學、技術、工程、藝術和數學等多個學科，幫助學生全面發展各方面的技能。

（二）提供多樣化的科學教育課程

1.科學教育國家課程

學校高中部成立學科特長發展中心，深入推進數學、物理、化學、生物學、信息技術五大學科建設，形成五大學科競賽團隊，形成提升科學素養的學科課程體系，梳理出各學科競賽的時間脈絡，并針對性地設計教學內容。其中，常年開設大學先修課、數學物理方法、古今數學思想、中國古代科技發展等大中銜接的課程；針對高二年級學生開設每周4課時的強基課程；針對高三年級學生開設強基集訓營，并為學生創造參賽機會。

2.科技創新課程

學校高中部成立創新教育研究所，開設科技創新課程，旨在培養學生的研究能力和科學素養。課程通常以三種形式呈現：一是科學專題研究，要求學生深入探討特定科學領域的問題，展開獨立的研究，并以研究報告的形式呈現；二是科學探究實驗課，旨在通過實驗教學讓學生體會提出理論猜想進而設計實驗驗證的完整過程；三是以講座形式呈現的科學選修課，為學生提供廣泛的前沿科學知識，幫助學生了解科學技術前沿的動態。這些研究型課程不僅有助于學生學科素養的發展，還培養了學生的批判性思維和解決問題的能力，為他們未來的學習和職業生涯奠定了堅實的基礎。

3.科學教育微型課程

學校高中部開設科學教育微型課程，邀請教授、院士來校為學生進行科普知識講座，內容涉及光電子、航空航天、大氣科學、地球物理、天文等多學科領域。例如，學校邀請中國科學院院士為學生作題目為“胸懷祖國，放眼世界——誓做新時代的奮進者”的報告，使學生了解量子信息科學與技術對未來信息安全、高性能計算、人工智能、超高速超低功耗集成電路、軍事目標探測、材料模擬等方面的重大影響，鼓勵學子用嚴謹求實的科學態度對待科技創新，以開放的胸懷開展科技創新，未來把我國建設成為社會主義現代化強國。

（三）打造高端科學實驗基地

為強化科學教育的課程依托，學校加大了科學實驗基地的建設。在對常規的物化生實驗室進行改造升級的基礎上，學校新建了數字化理化生探究實驗室、數學建模與STEAM實驗室、飛行模擬駕駛教室等科學教育和科技創新類功能教室，與原有的四個尖端科學實驗室一起，形成了與課改配套的綜合實踐中心。

學校建有占地十五畝的國內基礎教育首家生態科普基地。科普基地建有全智能型連棟溫室、動物飼養區、農田生產實踐區及農業發展史展廳。學校還將生命科學實驗室與之整合，組織引導學生完成“RNA的提取方式改進”“青霉菌對植物根系發育的影響研究”“植物的光合作用產物對土壤的影響探究”等科研小課題研究千余項。

學校在全面貫徹《意見》的基礎上，遵循科普教育和科創教育并重、資源建設與教學改革同步、學校教育和校外教育并舉、學生培養與教師發展同行等基本原則，以培養具備科學素養、創新能力、本土情懷、國際視野的拔尖創新人才為核心目標，創新人才培養方式，深化課程供給和教學改革、深化拔尖創新人才早期發現與培養、深化科學教師隊伍建設，力求建設一所具有國際先進水平的科學教育實驗校，全面提升青少年科學素質，為國家實現高水平科技自立自強提供人才支撐。

參考文獻：

［1］胡爽，孫冬槐.指向科學素養的九年一貫制項目化學習課程實踐研究［J］.遼寧教育，2024（4）.

［2］胡衛平.在探究實踐中培育科學素養：義務教育科學課程標準（2022年版）解讀［J］.基礎教育課程，2022（10）.

［3］康龍，鄭敏.如何在中小學組織開展科技社團活動［J］.中國科技教育，2021（2）.

［4］高揚，高琛.教育目的轉變與人才培養模式變革：以東北育才學校為例［J］.遼寧師范大學學報（社會科學版），2016（4）.

（責任編輯：趙昆倫）

作者簡介：李江濤，東北育才學校正高級教師。

課題項目：本文系遼寧省教育科學“十四五”規劃特色普通高中建設研究專項課題“科技特色普通高中建設策略與實踐研究”的階段性研究成果。課題編號：JG24GZ008。