付 欣

（大連市中山區(qū)中心小學(xué)）

習(xí)近平總書記指出，要在教育“雙減”中做好科學(xué)教育加法，激發(fā)青少年好奇心、想象力、探求欲，培育具備科學(xué)家潛質(zhì)、愿意獻(xiàn)身科學(xué)研究事業(yè)的青少年群體。這一重要指示，將“雙減”政策與黨的二十大報(bào)告中“實(shí)施科教興國戰(zhàn)略，強(qiáng)化現(xiàn)代化建設(shè)人才支撐”的戰(zhàn)略舉措緊密聯(lián)結(jié)起來。大連市中山區(qū)中心小學(xué)（以下簡稱“學(xué)校”）抓住科技創(chuàng)新人才成長的關(guān)鍵期，以家國情懷作為科技教育的價(jià)值引領(lǐng)，把科技教育融入育人育才成長目標(biāo)，創(chuàng)設(shè)沉浸式科技教育時(shí)空，開展“科學(xué)和科學(xué)家精神”主題活動(dòng)。學(xué)校建設(shè)立體多維的科技教育課程體系，積極探索“科技+”跨學(xué)科課程，引導(dǎo)學(xué)生解決真實(shí)性問題，加強(qiáng)探究實(shí)踐，以科技教育助力“雙減”，回應(yīng)科教興國戰(zhàn)略需求，為加快建設(shè)教育強(qiáng)國、科技強(qiáng)國、人才強(qiáng)國奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

一、以涵養(yǎng)家國情懷作為科技教育的價(jià)值引領(lǐng)

科技教育必須確立為黨育人、為國育才的根本宗旨，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)興趣和創(chuàng)新思維，培育具備科學(xué)家潛質(zhì)、愿意獻(xiàn)身科學(xué)研究事業(yè)的青少年群體。學(xué)校努力做到科學(xué)性與人文性相統(tǒng)一，以家國情懷和責(zé)任擔(dān)當(dāng)作為科技教育的價(jià)值引領(lǐng)。

（一）把培養(yǎng)“長于創(chuàng)造”的時(shí)代新人作為目標(biāo)價(jià)值

學(xué)?？萍冀逃鹪从?0 世紀(jì)80 年代的科技興趣小組，經(jīng)過多年的傳承，形成了鮮明的科技教育特色?？萍冀逃欣谂囵B(yǎng)學(xué)生勇于探索的科學(xué)精神、善于解決問題的實(shí)踐能力，增強(qiáng)學(xué)生的家國情懷和社會(huì)責(zé)任感。依據(jù)“培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會(huì)主義事業(yè)建設(shè)者和接班人”的教育方針，學(xué)校結(jié)合卓越辦學(xué)基因與科技教育傳統(tǒng)，把科技教育特色融入“培養(yǎng)全面發(fā)展、長于創(chuàng)造的新時(shí)代好少年”的育人目標(biāo)，著重培養(yǎng)學(xué)生“文化理解與傳承”“溝通與合作”“思辨與創(chuàng)造”“公共事務(wù)參與”等核心素養(yǎng)。

學(xué)校科技教育特色的傳承與發(fā)展積聚非凡的精神力量，涵養(yǎng)獨(dú)特的校園文化。學(xué)校培育“玩中學(xué)、做中學(xué)、創(chuàng)中學(xué)”的沃土，涵養(yǎng)“好學(xué)專注、玩學(xué)有得”的學(xué)風(fēng)，積淀“追求卓越”“勇于創(chuàng)新”的文化基因。

（二）圍繞“家國情懷”創(chuàng)設(shè)科技教育時(shí)空

學(xué)校圍繞家國情懷創(chuàng)設(shè)科技教育時(shí)空，引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)對(duì)祖國、家鄉(xiāng)的了解和熱愛。學(xué)校分別以“海洋強(qiáng)市”“科技生活”“航天國防”“探究發(fā)現(xiàn)”“挑戰(zhàn)未來”“空天科技”為主題建設(shè)樓層文化，讓校園成為沉浸式的科技場館。其中，“海洋強(qiáng)市”主題大廳展示了大連海上國防科技、海上風(fēng)電技術(shù)、造船航運(yùn)技術(shù)、水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)、海綿城市建設(shè)和旅游觀光業(yè)等內(nèi)容。當(dāng)學(xué)生看到潛入深海的水下機(jī)器人一邊游走一邊伸出機(jī)械臂將海底的海參、扇貝等海產(chǎn)品抓取進(jìn)筐內(nèi)，充分感受到新興科技的神奇，激發(fā)起建設(shè)海洋強(qiáng)市、科技強(qiáng)國的志向和情懷。水下機(jī)器人的訓(xùn)練場就設(shè)置在海洋主題大廳里，照片墻展示著學(xué)生參加全國水下機(jī)器人大賽的精彩瞬間。大廳里還設(shè)置了舷窗造型的大型水族箱，其利用教師自主研制的自動(dòng)過濾水循環(huán)系統(tǒng)，使水族箱內(nèi)的水經(jīng)過三次過濾后循環(huán)進(jìn)入箱內(nèi)供養(yǎng)魚、龜、貝等水生物?！翱仗炜萍肌敝黝}大廳里展示著“兩彈一星”“載人航天”“嫦娥”登月、“天問”探火、“北斗”組網(wǎng)、“天宮”攬勝等中國航天的探索歷程與喜人成果。大廳頂棚設(shè)計(jì)模擬太空，鑲嵌著等比例的“天宮”空間站、戰(zhàn)斗機(jī)模型等，激發(fā)著學(xué)生的好奇心和自豪感，在學(xué)生心中種下“航天夢(mèng)”，使其立下爭做祖國航天事業(yè)接班人的志向。

（三）圍繞“科學(xué)精神和科學(xué)家精神”開展教育活動(dòng)

科學(xué)無國界，但科學(xué)家是有祖國的。在開展建黨百年慶?；顒?dòng)期間，學(xué)校以“科學(xué)與科學(xué)家”為主題開展嘉年華活動(dòng)，校長和大隊(duì)委員組成解說團(tuán)，向?qū)W生介紹在我國科技領(lǐng)域突破各項(xiàng)核心技術(shù)、為祖國作出重大貢獻(xiàn)的科學(xué)家，講述科學(xué)家克服萬難報(bào)效祖國的感人故事。通過圖文并茂的宣講，學(xué)生認(rèn)識(shí)到這些愛國科學(xué)家才是自己應(yīng)該追隨的榜樣和明星。

為弘揚(yáng)科學(xué)精神和科學(xué)家精神，學(xué)校邀請(qǐng)中國空間技術(shù)專家、神舟號(hào)飛船首任總設(shè)計(jì)師戚發(fā)軔院士來校與師生共話科技強(qiáng)國夢(mèng)。戚院士在學(xué)校創(chuàng)客工坊觀看了科創(chuàng)團(tuán)隊(duì)的隊(duì)員介紹科創(chuàng)作品，與其面對(duì)面暢談。戚院士語重心長地鼓勵(lì)學(xué)生：“成就偉大事業(yè)首先要有夢(mèng)想，要有強(qiáng)國夢(mèng)，有了夢(mèng)想還不夠，還要有愛心，愛國家、愛事業(yè)、愛團(tuán)隊(duì)、愛學(xué)校、愛教師、愛父母；有了夢(mèng)想，有了愛心，我們還要實(shí)干，做學(xué)生要愛學(xué)習(xí)，要學(xué)好知識(shí)，要掌握本領(lǐng)，要為國家實(shí)現(xiàn)第二個(gè)百年奮斗目標(biāo)，成為科技強(qiáng)國做好準(zhǔn)備，要為中華民族偉大復(fù)興貢獻(xiàn)力量。”

二、建設(shè)加強(qiáng)探究實(shí)踐的科技教育課程體系

探究實(shí)踐是科技教育課程的關(guān)鍵。學(xué)校提煉了科學(xué)課探究實(shí)踐教學(xué)的四大要素，促進(jìn)學(xué)生在各學(xué)科學(xué)習(xí)中習(xí)得“玩中學(xué)、做中學(xué)、創(chuàng)中學(xué)”的學(xué)習(xí)方式，也使學(xué)校課程整體呈現(xiàn)出綜合性、實(shí)踐化、跨學(xué)科、融學(xué)科的傾向，從而推進(jìn)核心素養(yǎng)導(dǎo)向下學(xué)校新課程體系的建設(shè)進(jìn)程。

（一）上好以“探究實(shí)踐”為主要學(xué)習(xí)方式的科學(xué)課

學(xué)?？茖W(xué)課以大任務(wù)/大主題為教學(xué)單元，把真實(shí)性、挑戰(zhàn)性任務(wù)作為探究載體，設(shè)計(jì)并使用表現(xiàn)性評(píng)價(jià)，以引導(dǎo)性問題推動(dòng)學(xué)生在探究經(jīng)驗(yàn)和大概念之間協(xié)同思考，建構(gòu)新概念和積累新的經(jīng)驗(yàn)智慧，培養(yǎng)學(xué)生像科學(xué)家那樣思考、像工程師那樣實(shí)踐。

1.圍繞大任務(wù)/大主題下的“大概念”目標(biāo)開展教學(xué)

學(xué)校的科學(xué)課注重完成真實(shí)性任務(wù)、解決真實(shí)性問題。科學(xué)教師在集體備課中通過頭腦風(fēng)暴聚合概念目標(biāo)，通過“大概念”“大觀念”來結(jié)構(gòu)化重組一個(gè)單元或一個(gè)主題下的諸多學(xué)習(xí)內(nèi)容?！按蟾拍睢蹦繕?biāo)一經(jīng)確定就決定著教師需要重組學(xué)習(xí)內(nèi)容，設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)性任務(wù)群，在實(shí)踐探究中生成主策略，認(rèn)同或提煉可持續(xù)遷移的觀點(diǎn)、原理，形成學(xué)生終身受益的素養(yǎng)和智慧。

2.設(shè)計(jì)“真實(shí)性、挑戰(zhàn)性任務(wù)”作為探究載體

科學(xué)課中每一個(gè)項(xiàng)目作品都是一個(gè)來自真實(shí)生活的挑戰(zhàn)性任務(wù)。在新課程建設(shè)中，挑戰(zhàn)性任務(wù)是學(xué)科實(shí)踐的橋梁和載體，也是培育核心素養(yǎng)的必由之路。挑戰(zhàn)性任務(wù)的設(shè)計(jì)既要結(jié)合學(xué)生生活，又要錨定概念目標(biāo)。因?yàn)?，結(jié)合生活設(shè)計(jì)真實(shí)、虛擬、虛實(shí)結(jié)合的任務(wù)情境才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，在所解決的任務(wù)群中達(dá)成概念性目標(biāo)，給予學(xué)生解決問題的方法策略，形成可跨時(shí)間、跨情境、跨文化的智慧。

3.設(shè)計(jì)并使用“表現(xiàn)性評(píng)價(jià)”指導(dǎo)學(xué)生探究實(shí)踐

科學(xué)課上，教師設(shè)置表現(xiàn)性評(píng)價(jià)、過程性評(píng)價(jià)量表，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)有序地進(jìn)行探究。教師從學(xué)習(xí)結(jié)果逆向思考“哪些證據(jù)和表現(xiàn)證明學(xué)生完成了任務(wù)、達(dá)成了目標(biāo)”“達(dá)成目標(biāo)學(xué)生應(yīng)該有怎樣的行為表現(xiàn)”“他們將完成哪些作業(yè)作品或測試，達(dá)到怎樣的層級(jí)標(biāo)準(zhǔn)”，圍繞知識(shí)的“知道”、新觀點(diǎn)的“理解提煉”、技能策略的“會(huì)用能做”，設(shè)計(jì)并使用表現(xiàn)性評(píng)價(jià)量表，細(xì)化學(xué)生的行為表現(xiàn)等級(jí)。表現(xiàn)性評(píng)價(jià)能使教師更具有指向性地設(shè)計(jì)和組織學(xué)習(xí)活動(dòng)，而學(xué)生能對(duì)照表現(xiàn)性評(píng)價(jià)量表學(xué)會(huì)自我修正和自主達(dá)標(biāo)。

4.以“協(xié)同思考”培養(yǎng)“高階思維”

協(xié)同思考是學(xué)生把自己經(jīng)歷的生活實(shí)例、作業(yè)作品和想法提升到觀點(diǎn)概括的過程，強(qiáng)調(diào)教師通過事實(shí)或日常技能引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)思考，把握新舊知識(shí)之間的聯(lián)系，讓學(xué)生跨越時(shí)間、文化和情境去遷移知識(shí)與概念，為其形成核心素養(yǎng)做終身學(xué)習(xí)者提供支持性大腦圖示，這是引導(dǎo)學(xué)生探究實(shí)踐的最終目的。此外，科學(xué)課教師應(yīng)在綜合性、探究性學(xué)習(xí)中設(shè)計(jì)引導(dǎo)性問題，促進(jìn)學(xué)生在事實(shí)、體驗(yàn)和大概念之間協(xié)同思考，為其提煉可持續(xù)理解的觀點(diǎn)和可遷移應(yīng)用的方法策略。

（二）開設(shè)科創(chuàng)類“金點(diǎn)子”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課程

學(xué)校把“金點(diǎn)子”傳統(tǒng)做法轉(zhuǎn)化成項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課程，學(xué)生作為科創(chuàng)主體和課程主體，從生活中發(fā)現(xiàn)問題，提出“金點(diǎn)子”創(chuàng)意，并綜合應(yīng)用數(shù)學(xué)、科學(xué)、編程、工程、技術(shù)、藝術(shù)等多學(xué)科知識(shí)技能去解決問題。

1.“金點(diǎn)子”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課程的四種課型

學(xué)校研發(fā)的“金點(diǎn)子”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課程分為創(chuàng)新引領(lǐng)課、項(xiàng)目選優(yōu)課、校賽籌備課、市賽培優(yōu)課四種課型。

學(xué)生的創(chuàng)意在創(chuàng)新引領(lǐng)課中生成。每年寒假前夕，科技教師會(huì)為全校三到六年級(jí)學(xué)生上創(chuàng)新引領(lǐng)課，引導(dǎo)學(xué)生留心生活中的“五不”現(xiàn)象，即不方便、不滿意、不理想、不實(shí)用、不科學(xué)，使其從中發(fā)現(xiàn)最有價(jià)值的問題，并從“三性”（科學(xué)性、可行性、創(chuàng)新性）的角度來思考，把問題變成自己研究的課題和項(xiàng)目，形成“金點(diǎn)子”創(chuàng)意，最終制作出科技創(chuàng)新作品。創(chuàng)新引領(lǐng)課上，教師還會(huì)給學(xué)生展示國家、省市創(chuàng)新大賽的優(yōu)秀作品，指導(dǎo)學(xué)生開闊思路，表述自己創(chuàng)意的由來、作品名稱、科學(xué)原理與設(shè)計(jì)圖等，填寫“金點(diǎn)子”創(chuàng)意作業(yè)單。

項(xiàng)目選優(yōu)課上，學(xué)生依據(jù)“五不”和“三性”原則完善自己的“金點(diǎn)子”創(chuàng)意作業(yè)，并制作PPT 在課堂上展示。教師按照“展—議—評(píng)—查”四個(gè)板塊，引導(dǎo)學(xué)生與其他同學(xué)展開對(duì)話，由班主任、科學(xué)教師共同組織和指導(dǎo)評(píng)議，并最終選出優(yōu)勝“金點(diǎn)子”創(chuàng)意作品參加學(xué)校創(chuàng)新大賽。

校賽籌備課上，首先，班級(jí)選出的創(chuàng)意項(xiàng)目進(jìn)行“眾籌組閣”，由主創(chuàng)者和參與者雙向選擇并確立研發(fā)團(tuán)隊(duì)；其次，選聘校外理工科指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行工程與技術(shù)指導(dǎo)；最后，學(xué)生分工合作，力求在學(xué)校創(chuàng)新大賽上呈現(xiàn)最佳的展示交流效果，獲得更多的選票。

市賽培優(yōu)課是為了迎接市級(jí)以上創(chuàng)新大賽，由學(xué)校組建指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)為參賽選手授課，逐個(gè)對(duì)作品進(jìn)行指導(dǎo)。市賽培優(yōu)課最大的特點(diǎn)是指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)有針對(duì)性地指導(dǎo)，每個(gè)項(xiàng)目組的學(xué)生在教師和專家的指導(dǎo)下完善作品、修改展示方案，最終師生選拔出高水平的項(xiàng)目組參加市級(jí)、省級(jí)、國家級(jí)青少年創(chuàng)新大賽。

2.“金點(diǎn)子”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課程的價(jià)值和效果

“金點(diǎn)子”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課程讓學(xué)生經(jīng)歷科創(chuàng)項(xiàng)目研究制作的全過程，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)意識(shí)與協(xié)作能力，以及解決問題的高階思維、戰(zhàn)勝困難的毅力等核心素養(yǎng)，培養(yǎng)出小發(fā)明家、小創(chuàng)客。

“金點(diǎn)子”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)積累了很多優(yōu)秀作品。例如，學(xué)生關(guān)注人口老齡化問題，利用編程、電子電路等知識(shí)為老人研制帶有定時(shí)服藥和服藥種類提示功能的“智能藥盒”等。

（三）深研人工智能教育

學(xué)校研發(fā)人工智能課程，引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)編程知識(shí)，開展機(jī)器人領(lǐng)域探究式、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維、設(shè)計(jì)與工程思維、創(chuàng)客思維，以及溝通合作、思辨創(chuàng)造能力。

1.開拓人工智能教育空間

學(xué)校統(tǒng)籌使用信息教室、科學(xué)實(shí)驗(yàn)室、人工智能創(chuàng)客工坊、機(jī)器人工作室、人工智能實(shí)驗(yàn)室等場所，形成教、學(xué)、做、創(chuàng)、秀、賽“六度一體”學(xué)習(xí)空間，不僅開展常態(tài)化教學(xué)，還定期組織AI 嘉年華、校園創(chuàng)新大賽、機(jī)器人比賽等活動(dòng)，營造人工智能學(xué)習(xí)氛圍。其中，人工智能創(chuàng)客工坊設(shè)有工服工具區(qū)、電子焊接區(qū)、3D 打印區(qū)、激光切割區(qū)、程序設(shè)計(jì)區(qū)、作品展示區(qū)，支撐AI時(shí)代學(xué)生的發(fā)明創(chuàng)新活動(dòng)。

2.研發(fā)人工智能課程

學(xué)校設(shè)置機(jī)器人領(lǐng)銜教師工作室，既作為教師機(jī)器人教學(xué)專業(yè)發(fā)展高地，又作為機(jī)器人社團(tuán)學(xué)生賽前集訓(xùn)地。工作室成員集體研發(fā)了三種機(jī)器人課程，有省統(tǒng)一教材“圖形化”編程課程，有“綠蔭小將”足球機(jī)器人和Python 校本課程，有C++信息學(xué)奧賽編程社團(tuán)課程等，并印發(fā)相關(guān)校本教材。

3.學(xué)校人工智能課程成效顯著

學(xué)生作品先后榮獲第十五屆宋慶齡少年兒童發(fā)明獎(jiǎng)人工智能編程二等獎(jiǎng)，WRC2020 世界機(jī)器人總決賽超變戰(zhàn)場二等獎(jiǎng)，全國人工智能普及教育微視頻大賽一等獎(jiǎng)，第四屆中國上海未來發(fā)明家選拔賽人工智能創(chuàng)意作品金銀牌3 枚。2021 年，學(xué)校被評(píng)為“全國中小學(xué)人工智能教育特色學(xué)?！?；2022年，學(xué)生機(jī)器人大賽共獲國家級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)23 項(xiàng)、省級(jí)11 項(xiàng)、市級(jí)69項(xiàng)。

三、嘗試“科技+”融合創(chuàng)新的跨學(xué)科課程

學(xué)校把科技教育與語文、美術(shù)、音樂、勞動(dòng)等學(xué)科融合，提升學(xué)生跨學(xué)科學(xué)習(xí)的能力。

學(xué)校創(chuàng)造性地將科技教育與美育融合起來，為學(xué)生設(shè)計(jì)出“樂學(xué)樂創(chuàng)、科技強(qiáng)國”的大主題、多項(xiàng)可選的跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)。其中，“金點(diǎn)子”創(chuàng)未來活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生將科技教育和語文課“學(xué)寫科學(xué)小品文”任務(wù)結(jié)合起來，為自己所在的科創(chuàng)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)場景式宣傳海報(bào)；“大國科技”塑未來活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生用超輕黏土彩塑我國多領(lǐng)域科技成果的立體造型。這些跨學(xué)科課程以科技為核心，多學(xué)科融合，使學(xué)生的綜合素養(yǎng)大幅提升，從而獲得更全面的成長。此外，學(xué)校將科技與音樂相融合，帶領(lǐng)學(xué)生開展了跨學(xué)科學(xué)習(xí)和創(chuàng)造。

學(xué)校遵循“科藝融創(chuàng)”的思路設(shè)計(jì)并實(shí)施跨學(xué)科課程。在“西游記”主題跨學(xué)科學(xué)習(xí)中，學(xué)生將科技元素運(yùn)用到經(jīng)典作品人物中。例如，學(xué)生利用編程可以控制“牛魔王”的眼睛，使其變換出紅、粉、藍(lán)3種顏色，分別代表“牛魔王”性格中的暴怒、冷靜和溫情，利用霧化模塊展示出呼吸的狀態(tài)，利用錄音模塊來播放聲音。學(xué)生運(yùn)用3D 打印、聲光電傳感、手柄遙控、AI 編程、人機(jī)互動(dòng)等現(xiàn)代科技手段，以跨界智聯(lián)的方式表現(xiàn)出《西游記》作品中的神魔們，其中涉及的科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程、美術(shù)、音樂等多學(xué)科知識(shí)，體現(xiàn)出學(xué)生多樣化與個(gè)性化的創(chuàng)造才能，提升了學(xué)生的綜合素養(yǎng)。