科教育人：創新型人才早期課程培養的學校實踐

【摘 要】拔尖創新人才的培養是一項復雜而又艱巨的工程。在基礎教育階段，激發學生創新意識，發展創新思維，開展創新實踐，培養創新品質，是學校創新人才早期培養的重要使命。學校應從課程改革的育人目標出發，尋找一條適切的創新人才培養的路徑：以學生創新素養培育為導向，重點落實科學教育，弘揚科學家精神，開發指向學生以科學創新素養為主項的育人課程體系；探索指向學生創新素養的課程推進機制，重點優化科學創新思維的培養方法，提供創新實踐的平臺和項目情景；實施指向學生創新素養激發的課程評價模式，讓富有學校特色元素的創新課程育人模式啟智學生邁向未來。

【關鍵詞】科教育人 創新型人才 育人課程

黨的二十大報告指出，我們要堅持教育優先發展，科技自立自強，人才引領驅動，加快建設教育強國、科技強國、人才強國。黨的二十屆三中全會進一步提出教育、科技、人才是中國式現代化的基礎性、戰略性支撐。2023年5月，教育部等十八部門聯合發布了《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》。因此，在基礎教育階段，牢牢抓住學校育人方式變革的總切口，持續完善創新型人才尤其是科技創新型人才早期培養的大格局，則可響應“創新驅動”的國家戰略，順應“教育強國”的時代意義，實現“人才培養”的藍圖愿景。

基礎教育的小學階段是創新思維發展的重要時期。學校課程作為學生創新素養培育的重要載體，其知識的系統性、活動的實踐性、科學的探究性和跨界的綜合性等特點，對于拔尖創新人才的培養具有重要的實踐之義。2023年的《基礎教育課程教學改革深化方案》，形成了“培養目標—課程體系—教學方式—評價方式—教學空間”的系統化頂層設計，也為學校對創新人才的早期培養清晰解讀了課改的方向和原則。而且，聚焦科學、系統的課程架構，推進學校課程育人模式改革，重點關注科教育人的策略，也是學校高質量發展、創新人才早期培養的切入點、突破點和生長點。

一、把握創新教育藍圖：開發指向學生創新素養的育人課程體系

科學教育具有基礎性、實踐性、綜合性的特點，對學生創新思維的培養具有較大優勢。2022年版各學科新課標都將學生創新能力的培養作為深化課改的著力點，具體指向科學觀念的提煉、科學思維的建構、科學探究的養成、科學態度的形成等四個維度。基于此，學校創新課程體系架構，在內容上既要考慮學生的認知特點，又要契合學科基本知識，同時突出科學創新元素，關注生活實際問題，強調用問題解決的方式來促發學生創新素養的達成。

（一）主旨明確，讓國家基礎性課程的創新元素得到校本化落地

國家課程是學校育人的主要載體，是學生創新思維培育的重要途徑，因此，開足開齊國家基礎性課程，并調適與整合各學科中的創新教育元素，強化科學類課程并進一步優化方案和實施，是確保學生創新素養提升的堅實基礎。

1.基于課程，拓寬學科外延

小學各學科，因具有全員性和基礎性的特點，其內容外延的供給是有限定的，但為了培養創新型學生，就應該予以科學維度的拓展。如在教學“神奇的水”的內容時，教師就可新拓展“倒不出來的水”“溢不出來的水”“流不出來的水”“能斷層的水”“會逆流的水”“會翻墻的水”等主題，有效提升科學的學習層次。

2.突破課程，融入特色元素

作為幅員遼闊的國家，統一教材具有常態性和普適性，但教師只有讓學生對接自己家鄉和身邊的“現實科學”，方能將所學的科學知識與日常生活緊密相連，如教師可以引導學生對寧波“書藏古今·港通天下”的科學成因，對“寧波歷史·它山堰”“寧波后花園·東錢湖”“寧波市樹·樟樹”的科學歸因探究，融入了屬地特色元素，就能使學習變得有趣起來。

3.優化課程，提升學生思維

創新思維的培養是創新型人才培養的核心，在小學階段宜堅持三類創新思維的培養：一是順向和逆向思維，如“順光與反光”“加熱與冷卻”“提純與稀釋”“定輪與活輪”“作用與反作用”“疊加與抽離”；二是聚合和發散思維，如聚焦于器皿本身的造型與體積、剛度與韌度、隔熱與隔水，發散于器皿外在的各類多功能的類比與轉換、借用與化用、藝術與審美；三是批判性和創造性思維，用新的發現與建構去替換或迭代，如探究“爬山虎的秘密”，從探究土壤的水分、酸堿度發展到探究墻體磚塊水泥的水分、酸堿度，再如探究“減速帶”，從探究“月牙形”發展到探究“倒燕尾槽”的減速功能。

（二）主題整合，讓校本探究性課程的創新實踐得到融合化開發

校本探究性課程是國家課程的拓展，旨在聯結教材主題與生活問題，打造契合學校特色的探究性課程體系，讓學生體驗合作、分享、欣賞、創造的樂趣，形成想象、探究、創新、發明的志趣。

1.信息科學類課程

信息科學技術領域的探究性課程，包括編程、3D打印、神奇超聲波、無人機、OM、AI等，通過教材的整合編著，課程資源的配套配備，教學課時的合理安排，分層次開設課程，在拓寬學生信息知識視野的同時，為他們在未來信息技術領域的深入學習埋下創新的伏筆。

2.工程科學類課程

該類課程致力于培養學生的創意設計、工程實踐及動手操作等綜合能力，探究工程和科學之間“思”之不同的內隱。如“竹簽塔承重”需要利用有限的竹簽和膠帶搭建能承受一定重量的高塔；“意面棉花糖塔”要求使用意面和棉花糖建造一座盡可能高的穩定塔等，這都需要考驗學生的設計能力和對結構力學、材料屬性等知識的掌握情況。

3.農業科學類課程

該類課程讓學生走向農林牧漁，建立科學和生活的連接，如利用物聯網技術運作的“智慧農場”“智慧魚池”“智慧蜂巢”“智慧釀造”等，讓學生既可實現遠距離實踐操控，又可了解現代農業的魅力，把農業技術、勞動實踐和科學教育緊密結合，從而愿意學、主動學、輕松學。

（三）主體縱深，讓個性特長類課程的創新空間得到特色化延伸

學生是接受教育的對象，更是教育踐行的主體，教師要突破常規教學中的條條框框，聯結學生學習興趣和完整生活，構建適合學生發展的課程，引導他們在真實情境中深度學習、深度體驗、深度參與。

1.開發“走進我的城市”實踐課程

該課程圍繞研學主題，具體以體驗任務為導向，引導學生將在學校習得的知識、技能、感悟等運用到真實的環境中去，完成資料查找、計劃制訂、學習研究、體驗獲得、成果介紹等系列活動，真正實現“研”途皆成長的“奇妙之旅”，如“書”何以藏古今，“港”何以通天下，“水則碑”究竟準不準、“報國寺”究竟有沒有麻雀飛蟲、“半支煙囪”為何不倒、“逆風船”為何還能前行等。

2.開設“我是小小科學家”宣講課程

科學家精神對于創新人才的培養，在樹立科學之志、形成科學精神和錘煉人文品格上有著重大關聯，因此，用好屠呦呦、胡思德、童第周、周堯等寧波籍科學家的資源，開設“我是小小科學家”宣講課程，讓學生通過投入時間和精力搜集資料，深入了解科學家的生平事跡，并將其整理成文，學生可從科學家們的生命歷程與卓越貢獻中去感受深沉的家國情懷、務實的求真態度，強烈的責任擔當。

3.開展“特色社團資源”拓展課程

開發多維度、全要素的社團課程，能為學生創新特長的培育搭建平臺。如創設科技、信息、無人機、橋梁、斜塔等實踐探究類課程，讓學生在“活動中成長，思考中啟智”；開展趣味實驗、航模創競，Steam創客、Scratch編程等課程，于是“太陽花迷你電風扇”“智能污水處理裝置”“智能寵物供水系統”“健康防疫通道”“會呼吸的雜糧罐”“會說話的藥箱”“會說話的背包”等項目在學生手中應運而生。

二、優化創新教育策略：探索指向學生創新素養的課程推進機制

課堂教學、泛在平臺和實踐活動是創新素養培育的三大途徑，即以教學形態的變革為主軸創新課堂樣態，以泛在平臺的建設為主場拓寬創造平臺，以實踐活動為主線豐富創意實踐，是優化課程結構、打通課程壁壘、關照創新人才培養的有效機制。

（一）推進“雙師·四力”培養的創新元素融合課堂

變革傳統課堂，建立創新素養培育視域下的課堂模式，需強調課堂的實踐性和綜合性，為此學校特嘗試“雙師課堂”（學科教師與AI教師），全科全程培育學生思辨力、判斷力、想象力、洞察力。

1.構建“雙師”課堂，感知“四力”

將人工智能引入課堂教學，深受學生青睞，而根據目前學校師資和信息技術發展速度，實行“雙師課堂”模式，更為合適。這些能化靜態為動態、化不可視為可視、化留不住為留得住、化不可控為可控的“比實景更逼真”的虛擬，如“曇花一現”“知了的生命歷程”“蛋殼里的秘密”“氣缸原理”等，更能提升學生的思辨力、判斷力、想象力、洞察力。

2.探索“三段”環節，深入“四力”

思維啟動階段，重在情景再現、實驗觀察、猜想站隊、假設推理、兩難選擇、過程復盤，如“重合的玻璃”“分別被捂住嘴或腮的魚”“被攔腰剪斷的蚯蚓”“一張紙折疊10次后”等；思維閃光階段，重在新舊知識關聯后的“異想天開”“一葉知秋”，如“自動復位的跳高桿”“會給來客打分的水池”“拉鏈式紅領巾”“會變色的照片”等；思維挑戰階段，則設計具有挑戰性的問題，為拔尖人才提供拓展到創新的觸點，如“原始取火”“臨淵羨魚”“教室西窗的三遮傘”“一輩子直了”等。

3.實施四步方式，優化“四力”

探究式的教學致力于打造“學為中心”的流程：一是獨學，即自己先學、先想、先查、先試，如根據“智能衛生角”的創意提項目、出點子；二是對學，兩個學生相互交流、檢查、提問、考驗、比較，如對電路實驗進行觀察、記錄，以及驗證數據的真實性和科學性；三是群學，一個小組共同研究一個科學主題，如收集水循環的降水、蒸發、地表徑流等信息，以及通過對相關信息的分析，得出結論，包括調查統計、數據分析、設計制作、產品研發；四是展學，各小組通過PPT演示、視頻播放、實物展示、現場實驗演示、解答觀眾提問等形式介紹自己的研究成果，并利用學校數字化平臺再展示。

（二）營造“雙學·四敢”培植的創新氛圍場域平臺

科學家精神形成于漫長的科研探索中，尤其是“敢為人先、敢于擔當”的創新品質和“敢于質疑、敢于試錯”的科學態度，對創新型人才的培養更有著緊密的關聯度和契合度。

1.創設科學文化之所，形成科學磁場

應顯化校園文化環境，打造彰顯科學家精神的場景化空間，讓學生在校園文化浸潤中感知科學家“四敢”精神。如樹立形象鮮明的校園雕像，了解科學家探索之路；開辟精神傳承的院士之路，體悟科學家成長之徑，建立資源豐富的科創中心，體驗科學實踐之趣，直至以文化人，啟發“四敢”品質。

2.開辟科學實踐之地，建設科學廣場

弘揚科學家精神、學習科學家方法的主陣地是實踐，因此，以校內外科學實踐基地開辟為契機，科學實踐活動為抓手，是學生“四敢”品質形成的重要環節，可通過增設“思創一體”校內創新實驗室，成全學生去逆向質疑試錯、因果質疑試錯、推理質疑試錯，如對“水蒸發”與加熱、光照、氣壓、風速、容器材質之間的因果關系，設計并進行了實驗操作，體驗“質疑是試錯的前提，試錯是質疑的經歷”。

3.利用校外科學基地，擴大科學載體

到高校科技館、校外文化館、青少年科創館、社會研學基地等地，能在真實項目中錘煉學生的科學探究品格，如“食物自動降溫機”的創作，就啟發于青少年科創館一場別開生面的“科學家的故事”宣講會，科學家的生平事跡由內而外地浸潤著學生，觸發他們尋找生活中“如何快速安全地對剛出鍋的熱食，如湯圓、面條等降溫，以免耽誤上學上班”等實際問題，進而經歷“結構設計—材料選定—外觀架構—原理運用—成品試用—反復改進”等一系列的煩瑣步驟，增強了學生勇于面對挑戰的信心。

（三）設計“四有·四創”的創新實踐活動

設計多線創新實踐活動路徑和多重活動保障，可讓學生在創新實踐中“有創新項目、有創作方法、有創新成果、有創意應用”的內涵表現更具效度和信度。

1.舉辦校園科技節，有創新項目聚焦

每年開展“積極玩學·科學創想”主題的科技嘉年華活動，創設“智玩”“智造”“智創”“智展”等不同梯級的主體板塊，讓所有學生有創新項目，有科創夢想。如“紙飛機留空”以趣味性和操作性為特色，受到一年級學生的喜愛，到二年級學生則可參與“紙飛機擲遠”進階項目，到中高年級學生就可參加“錫箔小船承重”“無人機編程”“紙車滑行”“氣球動力小車”等智力創新競技項目，讓校園活動為學生提供更完善、更專業、更沉浸的科學探索體驗。

2.開展社團活動，有創作方法運用

科技社團和興趣小組是學生創新思維培育和創新方法啟迪的主要場域，只有運用更科學的方法，才能讓學生真正沉浸于科學體驗中并激發創意靈感。一是疊加或抽離，疊加是指將兩個或更多事物結合形成新的整體，如選擇不同頻率的聲音波形進行疊加形成一個聲音合成器，從而創造出獨特的音樂作品；抽離則是指從復雜情境中提煉出關鍵信息或元素，如制作一個生態系統模型，讓學生抽離出其中的一個生物鏈環節進行詳細研究，并展示該環節的重要性。二是遷移或嫁接，遷移指的是將一個領域的知識或技能應用到另一個領域，如用植物葉片制作簡易的太陽能電池來探索如何利用葉綠素所吸收的光能轉化為電能；嫁接則是在不同領域之間建立聯系，融合各自優勢，如在設計一種仿生材料時，發現該材料可根據環境變化而自我調節的特征，類似于細胞膜對外界刺激的反應。三是整合或拆分，如學習電路時，讓學生將電池、導線、燈泡等基本元件整合制作一個簡易電路；學習水循環時，將整個水循環過程拆分為蒸發、凝結、降水、徑流等步驟。

3.參與校外智博會，有創新成果輻射

校內科創展示或競賽，應普惠每一個學生；校外數智賦能活動，能進一步培養學生的創造熱情，如3D 打印、互動機器人、創客小作品等特色智慧團隊的項目導師，為學生量身定制個性化學習方案，去參與區市級展示活動，不僅給學生創設了成果呈現的機遇，也給學校創造了成果輻射通道。寧波市實驗小學作為集團化辦學的龍頭學校，給整個教育集團內的各校共享科技課程，給鄉村學校的科技教育現場送教，給中西合作、山海合作的學校共架互聯橋，各類云端科技教育幫扶，成效顯著。

4.投入專利發明，有創意產品應用

創新產品一旦被推廣應用，則對師生具有較大的觸動力，因此，學校努力去尋求該機遇，并通過早期對創新人才的識別，對創新能力的評估綜合、對創新活動的組織完善，已形成了卓有成效的創新途徑和創新成果，如2023屆趙樂川同學在校期間，就獲得校外科技類獎項24項，并已被授權5項國家專利、3項計算機軟件著作權，見表1，還發表了4篇科創文章。

三、明確創新教育導向：實施指向學生創新素養激勵的評價模式

教育評價既是撬動教育改革的杠桿，也是培養創新型人才的熱度、廣度、高度的特殊機制，更是激發學生科創興趣、建立學生科創樂趣、鞏固學生科創志趣的關鍵推力。為此，學校本著“發現天生不同，成就與眾不同”的育人之道，遵循“激發優于選拔，喚醒優于甄別”的評價原則，優化評價。

（一）融通過程性評價和作品成果評價

過程評價是基礎機制，如“帶防疫功能的快遞搬運裝置”項目，就是對問題來源、設計論證、創作流程、關鍵節點、應用驗證的全程評價；作品評價是目標導向，如“一種高精度有害物質監測系統”項目，就是對該作品的實際功能和效度，進行檢測或鑒定，從而確認成果高效。兩種評價相結合，將全線促進小學生科創能力的提升。

（二）聯通表現性評價和實踐價值評價

表現性評價是情感力量，注重學生在科教活動中的主動性、合作性、表達感，如“非機動車安全提示背包”項目，學生的親子情感、同學情誼、社會情態，表現得非常充分；實踐性評價是理性力量，注重在真實情境中所表現的創新實踐價值，如“智能藥箱的取藥機構”項目，必須提交不同人群，尤其是老人使用的可信度驗證。這感性與理性相結合的評價，將全面促進小學生科學素養的提升。

（三）貫通個性化評價和項目特色評價

個性化的項目評價，是評價的利器，能發掘不同學生的創新潛能，實現不同學生創新素養的增值效應。因此，學生每一次的別出心裁或異想天開，都應得到尊重，并按“吉尼斯”精神，由學生本人自造項目、自定標準，邀請他人見證認定，于是“智能廚房安全預警系統”“多功能水域救援機器人”“食物自動降溫機”等科創成果橫空出世。

（四）打通數字化評價和創新素養評價

利用數字評價平臺，把學生的各類創新項目、過程、結果等批量上傳，由系統形成分數分值，并自動轉換為總積分，繼而以“幣值量化”形式和物化兌換機制，產生評價后的應用價值，既可體現學生素養評價的增值趨勢，也能體現學生對自身發展的規劃能力。

科學的種子要在基礎教育階段播撒，拔尖創新型人才培養要從早期抓起，學校應與時俱進地關照每一個學生自由而又全面的創新教育，豐富每一個階段完整而又契合的培育路徑。因此，為了每一個少年的科幻的基礎夢想、科創的個性構想、科技的深度冥想，學校育人的探索永遠不能停駐，而應隨著中華民族偉大復興而持續發展。

【參考文獻】

[1]李貴安，孫永輝，王丹娜.新時代小學科學教育發展路徑探析[J].中小學科學教育，2024（3）.

[2].王樹宏，王銳.指向兒童完整生活基于國家課程的跨學科教學實踐[J].中國教育學刊，2022（9）.