“志趣為導、平臺貫通、實踐賦能”的中學科學教育創新育人范式構建與實踐

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：0450-9889（2025）20-0021-06

在全球科技創新加速的時代背景下，中學科學教育對提升全民科學素養、培育創新人才意義重大。近年來，《教育部等十八部門關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》《全民科學素質行動規劃綱要（2021一2035年）》等政策文件相繼出臺，明確將培養學生科學思維、創新能力與實踐精神作為改革核心[]。然而，當前中學科學教育仍面臨三重結構性矛盾：課程體系以傳統必修為主，前沿綜合課程匱乏，導致科學志趣培養與國家人才需求脫節；中學與大學教育銜接存在斷層，優質學術資源引入不足，制約了跨學段貫通；實踐教學停留在驗證性操作，導致學生缺乏完整科研體驗周期，難以支撐高階思維發展。

針對上述困境，（以下簡稱柳州高中）立足建構主義與人本主義教育哲學，創新性提出“志趣為導、平臺貫通、實踐賦能”的中學科學教育創新育人范式。該范式通過構建“三層五元”課程體系，搭建跨學段雙師制學習平臺，實施“六步探究\"實踐模式，形成“動機一資源一行動”的教育閉環，系統解決傳統科學教育中課程失衡、資源斷層與實踐薄弱的問題，為新時代中學科學教育改革提供可操作的實踐樣本。

一、中學科學教育面臨的困境

（一）課程結構與志趣培養脫節

當前科學教育課程結構存在缺陷，難以有效支撐學生科學志趣發展。一方面，科學教育課程類型單一化導致志趣引導缺位。學校過度依賴傳統的學科必修課，輔以少量淺層次的機器人編程課，缺乏前沿領域綜合性研究型課程，導致學生知識視野狹窄，個性化志趣缺乏發展土壤。另一方面，科學教育課程結構碎片化阻礙了志趣深化。學科之間缺乏銜接與基于真實情境的融合，不僅限制了學生綜合解決問題能力的發展，更割裂了個人興趣探索與國家拔尖創新人才需求的關聯，致使學生難以依據興趣優勢持續發展，課程體系亦難響應國家創新人才培養需求，從而制約了中學科學教育的育人成效。

（二）學段與資源貫通機制缺失

當前，中學與大學在科學教育的銜接上存在明顯斷層。中學階段偏向應試教育，而大學則注重自主研究，這種差異使學生在過渡階段無所適從。同時，教學資源的局限性也極大地限制了學生的發展。線下課堂成為教學的主要依托，外界優質學術資源引入嚴重不足，學生接觸前沿學術知識的渠道匱乏。因缺乏專業且針對性的指導，無論是學術困惑的解答還是研究方向的規劃，學生都難以得到有效支持，從而阻礙了學生向更高學術層次邁進。

（三）實踐性環節薄弱

當前科學教育的實踐環節存在明顯不足，制約了學生的高階能力發展。一是實踐模式淺表化。教學多采用“知識容器”式灌輸，重知識系統性，而實驗課程大多為驗證性操作，學生無法經歷完整的科研實踐周期，難以形成系統性科學研究思維。二是支撐體系缺失。普適性學習模式與科學素養評價標準的缺位，導致學生缺乏深度探究的方法指引和自我評估的客觀依據，也使得教師缺少指導和評估學生學習效果的工具。其后果是學生科研體驗淺表化，僅停留在簡單操作層面，無法深入理解科研內涵和掌握科研方法，阻礙了學生學術潛能的挖掘和創新能力的提升。

二、“志趣為導、平臺貫通、實踐賦能\"的中學科學教育創新育人范式構建策略

針對上述問題，柳州高中以建構主義與人本主義為哲學基礎，以動機理論為驅動邏輯，以做中學與情境學習理論為實踐路徑，以整合學習與教育生態學為系統支撐，創造性提出“志趣為導、平臺貫通、實踐賦能”的理念。該理念提倡以學生志趣培養與國家需求為導向，通過構建資源整合平臺，打破學科與資源壁壘，為學生個性發展搭建多元路徑；同時借助真實場景下的綜合探究性學習，提升學生的科學素養，進而形成“動機一資源一行動”的完整閉環，構建科學教育創新育人范式。

（一）以“三層五元\"課程體系為載體，構建志趣引導的分層培育機制

柳州高中秉持“志趣為導\"理念，依據布盧姆教育目標分類學中多領域、多層次的教育觀點[2，打造“知識固基一志趣導向一創新實踐”課程鏈，構建了“三層五元”科學教育創新課程體系（如圖1所示），以期打破學科壁壘，借助真實情境，融合實踐，激發學生創新思維，助力學生素養進階，為學生終身發展奠基。

1.“三層”課程體系進階培育科學志趣

基礎課程面向全體學生，是課程體系的根基，主要由學科知識基礎課和研究性學習通識課組成。通過學科知識基礎課，如物理、化學等學科前沿知識的傳授，以及研究性學習通識課對文獻檢索、實驗設計等科研方法的引入，著重培養學生基本學科知識與研究性學習能力，激發學生對科學的興趣，為其科學志趣的萌芽奠定認知基礎，使其具備適應未來發展的學科素養與學習能力。拓展課程面向不同志向和專業興趣的學生群體，在課程體系中起到承上啟下的作用，主要包括生涯規劃課和專業領域拓展課。生涯規劃課運用職業測評、科學家訪談等方式，引導學生探索個人興趣與國家科技人才需求（如人工智能、新能源等領域）的契合點；專業領域拓展課，如“傳感器原理與應用\"等課程，為學生提供深入探索專業領域的機會。該層級課程聚焦學生專業發展與跨學科技能提升，將國家需求與個人志趣相結合，推動學生把寬泛興趣精準化為科學志趣。創新課程面向部分拔尖學生，是課程體系的最高層級，主要是針對不同的學生個體開設的課題研究實踐課。在課題研究實踐課上，學生可以自主選擇研究的方向，如選擇“降溫速度對冰淇淋口感的影響”的課題研究方向，在真實的科研體驗中綜合運用知識、技能與思維方法解決復雜問題，將前期積累的知識與經驗轉化為實際科研成果，進一步固化科學志趣，從而發展創新思維與實踐能力，契合國家創新人才培養的戰略要求。

2.“五元”課程結構多維賦能志趣發展

學科知識基礎課作為課程體系的基石，從語文、數學、物理等多學科維度，為學生構建認識世界的知識框架、提供全面的知識儲備，幫助學生全面認識世界，為未來發展奠基。研究性學習通識課是引導學生踏入科研領域的重要課程，通過傳授研究課題選擇、文獻與資料收集、研究方法與技能運用等內容，幫助學生建立科學思維框架與研究意識，掌握科研基本流程與通用方法，為后續學習提供方法支撐。生涯規劃課引導學生從關注知識學習轉向關注自身發展，通過自我認知探索、職業信息挖掘等方式，將個人興趣、能力與科學領域職業發展相聯系，培養生涯規劃與自主發展能力。專業領域拓展課是課程體系的知識核心，匯聚理工、人文、社科等多類別專業課程，能夠滿足學生不同的興趣與發展需求，促進學科交叉融合，助力學生構建系統的學科知識體系，提升綜合知識素養。課題研究實踐課能夠促進從理論到應用的升華，學生通過參與工程實踐、文化創新、社會調研等課題研究，將理論與實際結合，在實踐中鞏固知識，運用創新思維，與團隊協作解決復雜問題，體現了科學教育的實踐價值，為學生未來創新發展和貢獻社會蓄能。

圖1“三層五元\"科學教育創新課程結構圖

“三層”課程體系與“五元”課程結構相互交織、相輔相成（如圖2所示）。“三層”的分層設置為“五元”課程的實施提供了精準的靶向定位，使不同課程在相應層次中發揮獨特作用；“五元”課程結構又為“三層”目標的達成提供了具體的內容支撐與實現路徑，二者共同構建起一個系統、完善、立體的志趣引導分層培育機制，全方位、多層次地為學生科學志趣的培育與發展提供有力支持。

（二）以跨學段雙師制平臺為樞紐，打通“中學—大學”資源壁壘

柳州高中整合校內外的優質科學教育資源，搭建了學術創新學習平臺（如下頁圖3所示），旨在打破學段壁壘，實現中學與大學資源的深度貫通，為學生提供多元化的科學學習體驗。

1.打通學段壁壘：“大學 + 中學”的跨學段雙師制

柳州高中邀請清華大學、北京大學等高校的教授和研究人員，為中學生開設前沿學術課程。大學教師為學生講授學科前沿知識、分享科研成果，中學教師則為學生提供個性化輔導和實踐指導?？鐚W段雙師制教學方式幫助中學生提前了解大學的學習模式和學習要求，使其更好地規劃自己的學術發展路徑。

2.線上學習：跨學科學習與實踐柳州高中在線學習平臺匯集了40門專業領域拓展課與40門課題研究實踐課供全校學生自由選擇，其中涉及與高校接軌的知識，涵蓋中（外）國語言文學、計算機科學、金融學、環境科學等多個學科專業領域，兼具實踐性、理論性、合作性、挑戰性和探索性，學生可以自主選擇感興趣的課程進行學習與實踐，孵化科研成果。

3.線下活動：場館與活動相結合

柳州高中精心打造了一座建筑面積約1500平方米的校園科技館，科技館由展廳、長廊、實驗室以及工作室等組成，集知識學習、互動體驗、實驗展示、交流講座等功能于一體，同時緊密結合柳州的工業背景，巧妙引入了多方企業及高校的資源。科技館通過構建“回溯 $$ 學習 $$ 暢想 $$ 實踐”和“地球與宇宙科學 $$ 物質與生命科學 $$ 技術與工程科學 $$ 柳州工業之窗 $$ 柳州高中科創成果 $$ 科技講堂”兩條邏輯線，成功打造了時空之旅（如下頁圖4所示），為校內外師生提供了優質的跨學科學習與活動場所。科技館自開館以來，僅一年的時間就接待前來參觀、學習的人員多達3000人次。

在第二課堂活動方面，柳州高中開展“請進來”系列專家講座，邀請清華大學、中國藥科大學等高校教授、科學家來校開展“新能源產業發展的挑戰和機遇”“藥·創未來”等知識講座；依托“走出去”專題研學活動，組織學生到柳州螺螄粉企業生產基地、竹編技藝非遺基地、香港大學、北京大學、東風柳州汽車有限公司等地開展研學和社會實踐；開設豐富多彩的課外活動，如校園科技節、科技館開放日、科技夏令營、“校慶杯\"學術創新大賽、“科學家精神\"板報評比、科普大篷車進校園、“新科藝體”文化月等。豐富多彩的活動，能夠更好地激發學生的科學興趣，使其能及時了解科技前沿動態，在感受產業發展與社會需求的過程中培養家國情懷和社會責任感，實現從學科界限，綜合運用數學、物理、信息技術等多學科知識，深入剖析問題本質，精準提煉核心問題。如在探究新能源汽車續航問題時，綜合物理電池原理、數學數據分析等知識，明確影響電池續航的關鍵因素。

圖4柳州高中科技館“時空之旅”示意圖

三是研討，規劃探究方案。師生、生生之間充分研討，設計并評估科學探究方案的合理性與可靠性。學生在研討中交流想法、碰撞思維，教師適時引導，幫助學生完善探究思路，制訂切實可行的探究計劃。如在設計探究植物向光性的生物實驗時，師生共同探討實驗變量控制、實驗步驟設置等。

四是實踐，推進探究進程。此環節學生依據研討確定的方案，進行技術實現與實驗設計等實踐操作。學生在實踐中鍛煉動手能力，將理論設想轉化為實際行動。如在制作小型機器人過程中，運用編程、機械組裝等技術實現機器人的功能設計。

五是創新，迭代成果升華。此環節學生對實踐成果進行反思改進，實現作品迭代，并撰寫研究報告。學生在反思中總結經驗教訓，發現不足并加以改進，推動作品升級優化，同時通過撰寫報告梳興趣啟蒙到責任擔當的提升。

（三）以“六步探究\"實踐模式為路徑，實現科研能力與創新素養的多維賦能

依據教育部《中小學科學教育工作指南》中基于核心素養確定教學目標、強化基于真實情境的學段教學內容設計的要求[3，結合新課程改革方向，借鑒高校科研流程，柳州高中創新性推出“引導 $$ 探究→研討 $$ 實踐 $$ 創新 $$ 分享”六步綜合探究性學習模式（如下頁圖5所示），致力于提升學生的科研創新能力。

一是提問引導，錨定研究起點。教師基于真實問題與現實情境，引導學生提出研究主題。此環節注重培養學生敏銳的問題意識，使其能從日常生活、學科知識交叉點等發現值得探究的科學問題，例如從城市交通擁堵現象出發，思考智能交通系統優化方案，為后續探究奠定基礎。

二是分析，明晰問題核心。教師鼓勵學生打破理探究過程與成果，提高歸納總結與創新思維能力。

六是分享，拓展價值外延。此環節學生將作品進行推廣，參與創新競賽、公開展示等活動。學生在分享中展示成果、拓寬視野、增強自信心與成就感，同時在與他人交流中獲取反饋信息，進一步完善作品。如參加科技創新大賽，與其他參賽者交流學習，促進自身成長。

通過以上六個緊密相連的環節，學生在跨學科知識應用、科學探究、科學創新等方面的能力得到系統培養與提升，實現科研能力與創新素養的多維發展。

（四）以“ 1+6+N³ 評價框架為支撐，構建科學素養能力發展的動態反饋機制

《深化新時代教育評價改革總體方案》強調破除“唯分數論”，倡導全面發展的評價體系[4]。建構主義學習理論、過程性評價和發展性評價理念強調評價應具有客觀性、全面性和發展性，通過量化評價與質性評價相結合的方式，準確衡量學生的學習成果與發展潛力。為了動態追蹤與反饋學生的科學素養，幫助學生自我改進，柳州高中結合學校課程體系設立了“ 1+6+N^′ 科學素養評價標準，為學生形成“素養畫像”（如表1所示）。

其中“1”指學生綜合評價，即對學生在科學學習中的整體表現進行綜合評價，包括學習態度、參與度、進步情況等，評估學生在科學知識、探究能力、實踐能力、情感態度、交流合作和倫理責任等方面的綜合能力。

“6”即六個維度，具體內容如下：一是知識維度，考查學生對科學基礎知識的理解和掌握程度，以及運用知識解決實際問題的能力；二是探究維度，評估學生設計科學實驗的能力，包括數據收集、整理和分析能力；三是實踐維度，衡量學生識別問題并提出解決方案的能力，以及實驗和操作的熟練程度；四是情感維度，衡量學生對科學的興趣、好奇心，以及對待科學學習的態度和價值觀；五是交流合作維度，評估學生表達科學思想和實驗結果的能力，以及團隊協作完成任務的能力；六是倫理責任維度，關注學生對科學研究倫理問題的理解與遵守，及對科學的社會影響的認識和承擔社會責任的意愿。

“N”為附加評價，主要體現在三個方面：一是個性化成果，聚焦學生科學項目、研究報告的質量、創新性，以及實驗報告的完整性和分析深度；二是競賽獲獎，聚焦學生參加科技類競賽的獲獎情況，并將其納入評價考量指標；三是社團活動，聚焦學生參與科技類社團活動的過程，對其表現進行評價。

三、“志趣為導、平臺貫通、實踐賦能\"中學科學教育育人范式的實施效果

柳州高中以“志趣為導、平臺貫通、實踐賦能”為理念開展科學教育，實現了科學教育課程設計的結構化突破、學習平臺的創新融合與貫通、實踐性學習范式的重構，不但取得了良好的育人效果和示范作用，而且深度契合了2025年教育部發布的《中小學科學教育工作指南》提出的“注重因材施教、激發興趣；突出綜合探究；整合各方資源”3要求。

表1柳州高中\"1 +6+N³ 科學素養評價表

（一）為學校高水平發展提供了強有力的支撐

實施科學教育創新課程以來，柳州高中先后榮獲全國中小學科學教育實驗學校、全國科技創新人才培養實驗學校、全國青少年人工智能活動特色單位、首批廣西中小學生發明創造示范單位、全區青少年“愛科學月”活動先進集體、廣西青少年科技創新大賽優秀組織、廣西青少年科技創新大賽優秀學校、廣西青少年科學節優秀組織單位、廣西中小學發明創造示范單位、廣西青少年科技教育工作先進集體、廣西一星級科技教育特色學校等榮譽，成為區內領先、全國優秀的科學教育學校。

（二）學生創造力和創新思維獲得顯著提升，科學素養得到全面發展

近年來，柳州高中學生獲評為青少年科學素質教育工作優秀學生76人次，有100多名學生獲得國際級、國家級科創獎勵，有400多名學生獲得自治區級科創獎勵，并有5名師生獲得“柳州市科技創新市長獎”、有1名學生獲得“廣西壯族自治區科技創新主席獎”。根據跟蹤調查，柳州高中學生升入大學后，展現出強大的學習潛力和創新能力，在科研、競賽和社會實踐中表現突出，這都得益于柳州高中科學教育奠定的堅實基礎。

綜上所述，柳州高中在中學科學教育創新育人范式的探索和實踐中，通過“三層五元”課程體系、跨學段雙師制平臺、“六步探究”實踐模式以及“ 1+6+N”評價框架的整合，系統性破解傳統科學教育課程結構與志趣培養脫節、學段銜接斷層、實踐賦能不足等問題，切實推動了學生科學素養與創新能力的雙提升。然而，中學科技教育的改革仍在路上，需要持續地探索和創新。未來，柳州高中將聚焦跨學段協同機制的常態化建設、前沿科技與課程的深度融合等方向，持續完善“志趣一資源一實踐”的動態優化體系，為科學教育改革提供更具普適性的解決方案，助力培育具有科學素養與創新精神的時代新人。

參考文獻

[1]教育部等十八部門關于加強新時代中小學科學教育工作的意見J.中華人民共和國教育部公報，2023（5）：20-24.

[2]吳紅耘，皮連生.修訂的布盧姆認知教育目標分類學的理論意義與實踐意義：兼論課程改革中“三維目標”說[J].課程·教材·教法，2009，29（2）：92-96.

[3教育部辦公廳關于印發《中小學科學教育工作指南》的通知[J].中華人民共和國教育部公報，2025（2）：26-31.

[4]中共中央國務院印發深化新時代教育評價改革總體方案[N].人民日報，2020-10-14（01）.

（責編 周翠如）