“为了清理地铁车厢通风口上的污垢，我设计制作了一种便携式自动清洗消毒机。它不仅使用方便，还解决了人工使用抹布时消毒剂浓度逐渐降低的问题，我给他起名叫‘雷神之锤’。”北京航空航天大学实验学校小学部学生张恒源在北京市日前召开的中小学科学教育与创新人才培养研讨会（以下简称“研讨会”）上，展示了一把形似锤子的作品。
此次研讨会亮点纷呈，不仅有“雷神之锤”，还有来自五所学校的学生团队带来的无碳动力车、微型机器人等科学成果。
如何做好科学教育的加法，让学生的科学素养得到提升，培养社会急需的科技人才，是学校需要回答的问题。
打造校本课程体系
课堂是培养学生科学素养、创新思维与实践能力的重要场所。构建特色校本课程是加强科学教育、提升学生科学素养的重要途径之一。
校本课程，是指以学校为本位、由学校自己开发的课程，与国家课程、地方课程相对应。
“中小学校在开齐开足开好科学类国家课程的同时，还应积极构建内容丰富、形式多样的科学类校本课程。”北京市海淀区教育科学研究院院长吴颖惠认为，长期以来，大部分学生科学素养、科学思维的培养主要依托于物理、化学、地理等学科的学习。而科学课程的设置既要“基于学科”，也要“超越学科”，构建起包括科学体验、科学探究、科学创造三个层级的科学类校本课程。
北京航空航天大学附属小学的航模课是该校打造的小航家科学教育体系代表课程之一。北京航空航天大学附属小学昌平学校党支部书记、校长李兰瑛介绍，航模课采用了“四个一”的教学方式，即讲述一个引人入胜的航空故事，解读一个深入浅出的科学原理，设立一枚象征荣誉的勋章，以及让学生亲手制作一架模型飞机。“这样的课程设计既激发了学生的兴趣，又让他们在实践中深化了对航空知识的理解。”李兰瑛说。
像北京航空航天大学附属小学昌平学校这样，建立特色科学教育课程体系的学校还有很多。吴颖惠介绍，目前，北京市海淀区中小学有近464门科学类校本课程，涉及学科拓展、学科竞赛、实验观察、设计制作、科普阅读、人工智能、编程和机器人等多个领域。
为高效利用各类教育资源，海淀区以教育集团为牵引建设特色科学课程体系。吴颖惠举例，目前，北京大学附属中学教育集团聚焦物理领域的创新研究，首都师范大学附属中学教育集团则在生命科学领域打造特色科学课程。“我们希望每个教育集团都能打造不同类型的科学教育课程，在不同科学领域建立特色课程群。这不仅能彰显学校办学特色，还能有效整合学校教育资源。”吴颖惠说。
构建贯通发展格局
“许多大学生在撰写科学论文或阐述科学观点时，常常出现概念阐述不清晰、语言表达不简洁等问题。这是因为他们在中学阶段，没有进行深入的科学语言表达训练。”北京大学附属中学副校长景志国表示。
2023年底发布的《教育部办公厅关于推荐首批全国中小学科学教育实验区、实验校的通知》中提到，要构建大中小学段纵向贯通、校内校外横向联动的发展格局。
多位专家表示，这为学生提供全面而系统的科学学习体验，满足社会对于创新人才的需求。
景志国介绍，例如，北京大学附属中学与北京大学物理学院联合搭建了物理卓越人才培养示范基地。基地课程涵盖对科学工具的熟练使用、科学现象的定量化实验、科学语言的准确表达、逻辑常识和逻辑思维、跨学科思维和视野等方面，全面提升学生的科学素养和综合能力。
同时，北京大学附属中学还与北京大学地空学院、北京大学工学院、北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院等进行合作，开设了业余无线电技术、月球拓荒计划、人工智能-情感机器人、水下机器人、无人机等大中贯通课程。这些多样化的课程不仅开拓了学生的视野，还让学生充分体验到未来专业选择的多样性与丰富性。
纵向贯通的培养模式不仅备受中小学欢迎，许多高校对此也十分期待。北京航空航天大学副校长黄海军表示：“我们非常期待与中小学建立更加紧密的合作关系，共同开发科学教育资源，共享科研成果，推动科学教育内容的更新和教学方法的不断创新。”
完善评价反馈机制
“在科学教育过程中，评价反馈是最难也是最容易被忽略的一个环节。”首都师范大学附属中学校长卢青青说。正确且精准的评价反馈对于促进学生科学素养的形成具有重要的引导作用。她认为，构建科学素养导向的综合评价体系，能够发挥评价的导向功能、诊断功能、调节功能、激励功能等。
值得注意的是，科学素养导向的综合评价体系重点在于促进学生核心素养的全面发展。这就要求评价体系的转型。“评价的重点应从单一测量学生的陈述性知识与程序性知识，转变为评价其高级思维技能、发现问题及解决问题的能力。”卢青青说，可以通过科技创新实践活动、竞赛活动、科学拓展课、项目化课题研究以及实地真实情境学习对学生的科学素养进行评价。
例如，可以借助信息化测评工具与大数据技术对学生科学素养情况进行评价反馈。“首都师范大学附属中学正在依据PISA2021中创造性思维的测评框架和测评工具，对课堂情境下学生的创造性思维进行测评。”卢青青介绍，PISA2021创造性思维测评从文字表达、视觉表达、社会知识创造和问题解决、科学知识创造和问题解决4个内容维度，考查学生生成多样化想法、生成创造性想法、评估和改进想法的能力。这一测评模式可以对学生科学素养进行评估，为后续科学教育教学提供指引。
“为了清理地铁车厢通风口上的污垢，我设计制作了一种便携式自动清洗消毒机。它不仅使用方便，还解决了人工使用抹布时消毒剂浓度逐渐降低的问题，我给他起名叫‘雷神之锤’。”北京航空航天大学实验学校小学部学生张恒源在北京市日前召开的中小学科学教育与创新人才培养研讨会（以下简称“研讨会”）上，展示了一把形似锤子的作品。
此次研讨会亮点纷呈，不仅有“雷神之锤”，还有来自五所学校的学生团队带来的无碳动力车、微型机器人等科学成果。
如何做好科学教育的加法，让学生的科学素养得到提升，培养社会急需的科技人才，是学校需要回答的问题。
打造校本课程体系
课堂是培养学生科学素养、创新思维与实践能力的重要场所。构建特色校本课程是加强科学教育、提升学生科学素养的重要途径之一。
校本课程，是指以学校为本位、由学校自己开发的课程，与国家课程、地方课程相对应。
“中小学校在开齐开足开好科学类国家课程的同时，还应积极构建内容丰富、形式多样的科学类校本课程。”北京市海淀区教育科学研究院院长吴颖惠认为，长期以来，大部分学生科学素养、科学思维的培养主要依托于物理、化学、地理等学科的学习。而科学课程的设置既要“基于学科”，也要“超越学科”，构建起包括科学体验、科学探究、科学创造三个层级的科学类校本课程。
北京航空航天大学附属小学的航模课是该校打造的小航家科学教育体系代表课程之一。北京航空航天大学附属小学昌平学校党支部书记、校长李兰瑛介绍，航模课采用了“四个一”的教学方式，即讲述一个引人入胜的航空故事，解读一个深入浅出的科学原理，设立一枚象征荣誉的勋章，以及让学生亲手制作一架模型飞机。“这样的课程设计既激发了学生的兴趣，又让他们在实践中深化了对航空知识的理解。”李兰瑛说。
像北京航空航天大学附属小学昌平学校这样，建立特色科学教育课程体系的学校还有很多。吴颖惠介绍，目前，北京市海淀区中小学有近464门科学类校本课程，涉及学科拓展、学科竞赛、实验观察、设计制作、科普阅读、人工智能、编程和机器人等多个领域。
为高效利用各类教育资源，海淀区以教育集团为牵引建设特色科学课程体系。吴颖惠举例，目前，北京大学附属中学教育集团聚焦物理领域的创新研究，首都师范大学附属中学教育集团则在生命科学领域打造特色科学课程。“我们希望每个教育集团都能打造不同类型的科学教育课程，在不同科学领域建立特色课程群。这不仅能彰显学校办学特色，还能有效整合学校教育资源。”吴颖惠说。
构建贯通发展格局
“许多大学生在撰写科学论文或阐述科学观点时，常常出现概念阐述不清晰、语言表达不简洁等问题。这是因为他们在中学阶段，没有进行深入的科学语言表达训练。”北京大学附属中学副校长景志国表示。
2023年底发布的《教育部办公厅关于推荐首批全国中小学科学教育实验区、实验校的通知》中提到，要构建大中小学段纵向贯通、校内校外横向联动的发展格局。
多位专家表示，这为学生提供全面而系统的科学学习体验，满足社会对于创新人才的需求。
景志国介绍，例如，北京大学附属中学与北京大学物理学院联合搭建了物理卓越人才培养示范基地。基地课程涵盖对科学工具的熟练使用、科学现象的定量化实验、科学语言的准确表达、逻辑常识和逻辑思维、跨学科思维和视野等方面，全面提升学生的科学素养和综合能力。
同时，北京大学附属中学还与北京大学地空学院、北京大学工学院、北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院等进行合作，开设了业余无线电技术、月球拓荒计划、人工智能-情感机器人、水下机器人、无人机等大中贯通课程。这些多样化的课程不仅开拓了学生的视野，还让学生充分体验到未来专业选择的多样性与丰富性。
纵向贯通的培养模式不仅备受中小学欢迎，许多高校对此也十分期待。北京航空航天大学副校长黄海军表示：“我们非常期待与中小学建立更加紧密的合作关系，共同开发科学教育资源，共享科研成果，推动科学教育内容的更新和教学方法的不断创新。”
完善评价反馈机制
“在科学教育过程中，评价反馈是最难也是最容易被忽略的一个环节。”首都师范大学附属中学校长卢青青说。正确且精准的评价反馈对于促进学生科学素养的形成具有重要的引导作用。她认为，构建科学素养导向的综合评价体系，能够发挥评价的导向功能、诊断功能、调节功能、激励功能等。
值得注意的是，科学素养导向的综合评价体系重点在于促进学生核心素养的全面发展。这就要求评价体系的转型。“评价的重点应从单一测量学生的陈述性知识与程序性知识，转变为评价其高级思维技能、发现问题及解决问题的能力。”卢青青说，可以通过科技创新实践活动、竞赛活动、科学拓展课、项目化课题研究以及实地真实情境学习对学生的科学素养进行评价。
例如，可以借助信息化测评工具与大数据技术对学生科学素养情况进行评价反馈。“首都师范大学附属中学正在依据PISA2021中创造性思维的测评框架和测评工具，对课堂情境下学生的创造性思维进行测评。”卢青青介绍，PISA2021创造性思维测评从文字表达、视觉表达、社会知识创造和问题解决、科学知识创造和问题解决4个内容维度，考查学生生成多样化想法、生成创造性想法、评估和改进想法的能力。这一测评模式可以对学生科学素养进行评估，为后续科学教育教学提供指引。
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