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編者按 當科學課不再只是“坐著聽講”,當社團活動成為創新的孵化場,當中小學生能與一線科學家面對面——科技教育正悄然發生深刻變革??萍冀逃龔闹R傳授轉向素養培育,在孩子們心中播撒“敢嘗試、愛探索、能堅持”的創新種子。這不僅是教學方式的轉變,更是為未來人才培養夯基壘臺的有益探索。
科技教育播撒創新種子
“機器人會像人類一樣思考嗎”“未來機器人能否治愈疾病”“人形機器人如何保持平衡”......今年的一場科學講座,淮北市第一實驗小學師生們跟隨中國科學院自動化研究所研究員原魁開啟科技探索之旅。面對連珠炮式的提問,深耕智能機器人領域多年的原魁逐一解答,用通俗易懂的語言闡釋人工智能算法、傳感器技術等專業知識。
加強中小學科技教育是服務國家創新驅動發展戰略、培養未來科技創新人才的重要路徑。近日,教育部等七部門聯合發布了《關于加強中小學科技教育的意見》,這份文件首次明確將“科技教育”作為破解當前教育難題、完善拔尖創新人才培養體系的關鍵舉措。
“小學科技教育,正如播撒一顆種子。我們不急于看到它立刻開花結果,而是希望通過貫穿全程、面向全體的實踐探索,讓孩子們在動手中感受科技的樂趣,在問題中學會思考與堅持。最終,在他們心中埋下‘敢嘗試、愛探索、能堅持’的種子?!被幢笔械谝粚嶒炐W科學課教師魏慶紅說。

淮北市第一實驗小學在2023~2024學年度全國青少年勞動技能與智能設計大賽安徽省賽區決賽中獲2金1銀
“動起來”的科技課堂
如何將科技教育與校本特色、學生興趣點結合起來,進行跨學科(STEM)課程設計?“我的做法是以國家課程的核心知識為錨點,用校本特色搭建場景,再用學生興趣點燃學習?!被幢笔械谝粚嶒炐W科學教研組組長劉軍介紹。
課程要求學習“結構與力”,劉軍依托學校生態園,設計了一個“為校園小鳥設計防風鳥窩”的項目。“這既覆蓋了知識點,又結合了校本資源,而‘幫助小動物’的真實任務則能激發學生的興趣和責任感,讓他們在動手創造中自然融合科學、數學與工程思維等?!彼f。
2019年,淮北市第一實驗小學引入STEM教育理念,傾力打造STEM創造力中心。2020年,該校被中國教育科學院STEM創新教育辦公室授予中國STEM教育2029創新行動計劃“種子學?!薄?024年1月,被評為全國義務教育教學改革實驗校、首批全國中小學科學教育實驗校。
校黨總支書記周雪峰介紹,圍繞實驗校建設任務,該校確立了以“課程”為核心引領的教育改革的方案,樹立“大科學教育”觀念,構建立體式、特色化的科學課程體系,推進以探究實踐為核心的課堂教學變革,打造家校社協同育人的科學教育格局,培植科學精神,啟迪科學思維,全面提升學生科學素養,讓小學生也能夠像科學家、工程師一樣思考。
在《光的反射電路劇場》項目中,魏慶紅沒有直接教授“光的反射原理”“電路連接方法”的概念性知識,而是把課標中的“光的反射”“電路”等知識點嵌入“光影劇場”的真實任務中?!白寣W生不是‘為學知識而學知識’,而是在解決項目問題的過程中主動建構知識。”魏慶紅表示,“把課標中的知識目標轉化為‘做項目’的實踐,體現‘做中學’。”
淮北市第一實驗小學打破“坐著不動的課堂”,強化實驗探究教學,注重“做中學”“用中學”“創中學”,讓常態課程實驗化。基于教材,學校為每個班級引入“班級科學實驗資源包”,科學教師在日常教學中也可實現實驗操作。同時,打造精品實驗課程,強調“做中悟”。利用專業實驗室提升學科素養,創新采用“彩色長短課表”,靈活保障實驗教學時長,確保實驗教學扎實落地。
這種教學方式的改變讓學生不再只是記住結論,而是開始動手實驗、觀察質疑、尋找證據。該??茖W課教師王珂珂說,最讓自己驚喜的是學生從“知識的聽眾”變成了“自然的偵探”,“那種豁然開朗和好奇心的迸發,是單純聽講無法比擬的。這不僅是掌握了知識,更是科學思維和探究能力的真實成長”。
社團與競賽搭建成長舞臺
社團活動是科技教育的重要載體。在蚌埠九中,科技創新、無人機等特色社團突破課堂局限,讓興趣成為探究的開端。在無人機社團,學生從了解飛行原理、練習操控技巧入手,逐步嘗試編程設計飛行路線,并在校園航拍測繪、模擬農業植保等實踐活動中,鍛煉團隊協作與解決問題的能力?;瘜W創新社團聚焦生活中的實際問題,開展“廚房廢水凈化”系列探究活動。學生將課堂所學的酸堿中和知識與活性炭吸附原理相結合,設計多層過濾裝置,在反復試驗中體會科學與生活的緊密聯系。
“社團活動秉持‘自主選題、教師引導’的原則,讓學生真正成為探究活動的主體?!卑霾壕胖谢瘜W教師、科技副校長毛思哲介紹??萍驾o導員周霄帶領學生組建的科技創新社團,在安徽省青少年電子制作錦標賽中榮獲安徽省初中組團體第一名,以及電子百拼制作一等獎、智能車行走一等獎、遙控編碼機器人制作賽一等獎;在蚌埠市“青少年宮杯”電腦機器人競賽、“雞蛋撞地球”結構設計大賽、“紙牌搭樓”大賽、“紙橋承重”大賽中斬獲多個一等獎及優秀組織獎等榮譽。
在“空氣中氧氣含量的測定”探究活動中,學生們運用溫度、氧氣傳感器實時采集數據,并通過計算機擬合反應曲線,清晰把握變量對反應的影響規律,取代了傳統實驗的定性觀察方式。數字化實驗創新為科學探究注入科技動力,毛思哲表示,該校搭建的跨學科數字化實驗室,配備高精度傳感器、智能數據采集系統,使抽象的科學變化直觀呈現。
青少年科技創新大賽則是檢驗成果、鍛煉能力的重要平臺。學校遵循“從生活中來、到實踐中去”的選題原則,引導學生關注校園與社會中的實際問題。在輔導員的指導下,學生們完成了“升降學生桌椅”和“超吸力油煙機”的研發工作,為校園和食堂的優化提供了科學依據。在備賽過程中,團隊嚴格遵循“文獻調研—方案設計—原型制作—迭代優化”的流程,從低保真模型到功能完善的成品,從數據記錄到報告撰寫,每一個環節都助力于提升學生的科學素養?!敖?5年來,學校累計有60多個項目在省市級科創大賽中獲獎,學生的創新意識與實踐能力得到顯著增強。”毛思哲說。

淮北市第一實驗小學校園科技文化藝術節
專家開講直通科技前沿
“我認為一線科技專家最核心的不可替代價值,在于將‘書本知識’與‘產業實踐、前沿探索’深度綁定的實戰賦能?!?1月9日,安徽青年科技工作者協會會員、省聯通團委副書記、高級工程師許乃利擔任“播種計劃—追星就追科學家”的主講,帶領現場青少年重溫紅色通信歷史,探索無線電技術奧秘。
據悉,自2023年3月起,團合肥市廬陽區委啟動“播種計劃—追星就追科學家”紅領巾科普教育系列活動,先后以人造太陽、腦機接口、量子技術等主題,圍繞聚變能源、量子技術前沿科技內容舉辦大型青少年科普活動11場,把青年科學家們“引進來”,向轄區少先隊員與校內外少先隊輔導員講授科學知識;同時又帶領轄區青少年“走出去”,組織學生赴科學島實地參觀托卡馬克東方超環等活動。
18年前讀研期間的一堂無線電培訓課,成為許乃利投身青少年科技志愿服務的初心起點。“學校教師在基礎知識傳授、教學體系搭建上有著扎實積累,而一線科技專家常年深耕科研攻關、產業應用一線,手里握著最鮮活的技術案例、最真實的科研場景、最前沿的行業動態——這些是課堂難以復制的‘活教材’?!痹S乃利說。
許乃利認為,將復雜前沿科技轉化為中小學生能理解、可體驗的教學內容,核心是做好“降維拆解”與“具象化落地”——既要剝離專業術語的晦澀外殼,又要搭建“知識+實踐”的沉浸式學習場景,讓抽象科技變得可觸、可感、可創造。
比如,在量子通信科普公益課堂上,許乃利帶來了專門利用激光切割技術開發了墨子號量子衛星拼搭套件。課堂上,先通過動畫、模型講解量子通信的基本概念和墨子號的使命,再讓學生們親手組裝衛星模型——從識別零件、理解結構,到完成拼搭、模擬衛星工作,“整個過程既呼應了理論知識,又賦予了學生們‘親手創造科技產品’的體驗感。”許乃利說。
近幾年,許乃利通過走進各地中小學授課、帶學生們探索科技奧秘、指導學生們參加全省科創比賽等實踐,最讓他驚喜和印象深刻的發現是學生們身上蘊藏的無限潛能——那種超出預期的學習力與創造力,常常讓人眼前一亮,“孩子們就像一張純粹的白紙,對未知的科技世界充滿天然的好奇與探索欲。只要我們愿意為他們搭建起公平的實踐平臺、提供觸手可及的機會,他們總能爆發出驚人的能量”。
“每個孩子都有一顆向往創新的種子,只要給予合適的土壤和陽光,他們就能生根發芽,展現出連成年人都可能驚嘆的創造力。這份純粹的探索熱情和強勁的成長爆發力,正是我堅持深耕青少年科技志愿服務的最大動力?!痹S乃利說。

許乃利擔任“播種計劃—追星就追科學家”第十一期主講
(記者 沈思佳)
責任編輯:杜宇
