
日前,教育部等七部门联合印发《关于加强中小学科技教育的意见》。文件首次将科技教育作为推动教育强国建设的核心抓手。从科学教育转向科技教育,其背后的深意是什么,学校落实文件过程中应该怎样做?现代教育报特别邀请专家、教师共同分享实践和思考——
从科学到科技:
人才培养目标的战略升级
王素(中国教育科学研究院研究员、中国教育发展战略学会科学与工程教育专业委员会常务副理事长兼秘书长)
从“科学”到“科技”,虽然只有一个字之差,但其内涵是不同的。科技教育是STEM教育在中国的政策表达,加强科技教育是国家面向未来的战略布局。
科学教育是科技(STEM)教育的基石和核心组成部分,科技(STEM)教育是科学教育在当下的整合、拓展与应用升级。科学教育和科技(STEM)教育是基础与发展、部分与整体的关系,而不是相互替代或对立的关系。科学教育的目标是让学生理解科学知识(物理、化学、生物、地球科学等),掌握科学探究方法,培养科学精神,理解科学的本质,形成科学的态度和价值观,能够对与科学相关的社会议题做出明智判断。
科学教育的教学重视概念理解、实验验证、逻辑推理、批判性思维。科技(STEM)教育强调科学、技术、工程和数学四个领域的有机整合,在国家层面是国家战略,在教育层面是一种应用导向和问题解决导向的教育理念及教学方式。
科技(STEM)教育通过项目式学习(PBL)、工程、设计思维、动手实践、跨学科整合、团队协作、利用技术工具培养学生解决真实世界问题的能力。同时,科技(STEM)教育也承载着为未来科技发展和创新经济培养人才的使命。
科技教育的提出,是应对全球竞争与国家需求的战略选择。当前,关键核心技术领域的国际竞争日趋激烈,实现高水平科技自立自强,根本在于人才储备。
科技教育指导意见将教育、科技、人才三者紧密衔接,为中国式现代化提供基础支撑。科技教育的提出契合时代需求,它回应了以人工智能、物联网、大数据为代表的第四次工业革命对人才能力结构提出的新要求。同时,科技教育的提出也是服务国家战略。它是增强国家科技竞争力、推动产业升级、实现创新驱动发展战略的人才保障。
从科学教育到科技(STEM)教育的演进,是教育对时代发展的回应。它将人才培养的目标从过去的“适应工业化社会的标准化人才”,战略性地升级为“引领未来智能化社会的创新型、复合型、实践型人才”。
值得注意的是,开展科技教育并非增加学生负担,而是通过跨学科融合实现减负增效。它以真实情境为载体,让学生像科学家一样思考、像工程师一样解决问题。这种教学方式能够有效地培养学生的兴趣和创造性解决问题的能力。
科学教育为学生提供了认识世界的深刻视角和思维方式,而科技(STEM)教育则为学生提供了改造世界、解决问题的工具和路径。两者结合,能够更全面地培养学生的综合素养。
从政策到课堂:
三方面入手破解科技教育落地难题
徐扬(北京教育学院生物教研室主任、副教授)
课程、教学、评价各环节协同推进才能使科技教育真正落地,为培养未来科技创新人才筑牢实践根基。
首先,要实现传统教学模式的转变,让教师具备跨学科的科技教育能力。
在打牢学科基础之上,中小学科技教育落实的关键在于打破科学、技术、工程、数学等学科壁垒,让教师建立跨学科整体视野并具备跨学科的科技教育能力,其中包含不同领域知识的整合能力、真实问题驱动的教学实践能力。
因此,教师职前培养和职后培训应基于规范化的科技能力框架和差异化的实践场景开展,提供与教师实际需求相匹配的教研资源,指导教师借助人工智能等方式,降低学科及技术局限所带来的现实障碍,能够开发个性化的智能体、虚拟实验小程序等,实现传统教学模式的转变。区域及集团校可定期开展教师交流研讨,展示优秀实践案例,并对优质教学资源进行推广共享,促进科技教育的公平发展。
其次,要引领学生科技学习兴趣的发展,构建小初高螺旋上升的课程体系。
学生的学习兴趣是科技教育活动顺利开展的前提,教师要通过社会生活与学习情境的链接让学生明晰学习的意义。通过探究实践,学生体会了学以致用的乐趣,便能激发持续的科技学习兴趣。同时,学校要构建小初高衔接、大中贯通的螺旋上升课程体系。
小学阶段,鼓励学生观察科技现象,培养好奇心和探索欲,例如北京市西城区师范学校附属小学围绕国家课程、科技场馆、校内社团等资源,构建“基础—拓展—创新”三级进阶课程体系;初中阶段,注重引导学生利用所学知识、围绕真实问题开展探究实践,例如北京亦庄实验中学在“三阶贯通”课程体系的实践课程中,教师通过设计智能分拣机、老年助行工具等活动让学生体验科技创造的乐趣、提升创新思维;高中阶段,鼓励开展真实科学研究和项目实践,例如中国人民大学附属中学“六域·三层·两翼”课程体系中的大学先修、大中衔接课程,与高校、科研院所合作,拓宽学生科技前沿视野、系统培养科学研究能力。
最后,要设计丰富多彩的课程内容,采用多元化方式开展教学实践与评价。
科技课程不应局限于课本知识,而应紧密联系科技前沿与生活实际,融合社会、人文、艺术等内容,体现科技与社会发展的互动关系。
例如,可围绕智慧城市、健康医疗、绿色能源等真实科研主题,设计持续进阶的挑战性任务,培养学生综合解决真实问题的能力;教学方式上倡导以学生为中心的探究式、项目化学习,借助开放实验室、虚拟仿真、智能体等资源,给学生更多动手参与和深入思考的机会,将科学家、工程师的研究思路内化。此外,应建立多元评价体系,不仅关注作品成果,更重视学生在探究实践过程中的思维发展、合作能力与创新意识,可通过学习档案、展示汇报、数字化跟踪等方式,过程性与终结性评价相结合,全面反映学生成长。
从教学到育人:
大中协同打造贯通课程
肖振龙(北京市第四中学教学处主任,北京市骨干教师)
大中小学联合探索,能够实现科技创新人才成长的内涵式贯通,既为我们探寻人才成长规律提供支撑,也更有利于学生在大学阶段迅速成才。
近年来,北京四中与十几所国内知名高校开展合作,共同建设高中科技课程,探索科技创新人才培养的新模式。
以高中学科体系为依托,以科技前沿发展为指引,开发主题单元式的课程内容。
校内科技学科骨干教师组建课程开发团队,对接大学的优势学术资源,选取既能与高中学科基础知识相衔接,又具备前沿性、实践性的内容,构建课程单元。为提升课程的吸引力,激发学生的学习积极性,多所高校选派王牌专业的知名教授到本校授课。
经过几轮迭代,课程内容能够实现前沿科技领域与高中基础课程的良好对接。例如,“空天探测及基础知识”课程涵盖空天探测及身边的遥感、北斗导航、空天探测与化学、空天探测与生命科学等内容,既拓宽了学生的学术视野,也有助于学生更好地学习地理、物理、化学和生物学等高中基础课程。更为重要的是,在这种联合培养理念的启发下,结合在本校的授课经验,许多大学已着手组织专门的讲师团,定向开发面向高中学生的科技课程,为实现资源辐射创造了更广阔的空间。
以尝试解决实际的真问题为目标,推动学生学习方式的转变。
高中教师与大学教授在共同备课过程中,注重在每个学习单元中专门设计若干实际研究中的真问题,供学生在课后继续研究探讨。
如今,诸多问题已发展成为学生持续探索的项目式学习课题。在项目式学习开展中,高中教师团队承担日常指导工作,进展良好的研究项目还可获得大学教授的亲手指导。在“科学家﹢教师”的“双师”指导下,许多研究项目展现出较高的学术水平,更重要的是,学生获得了在科技研究领域持续发展的能力与动力。此外,作为“大中课”的延伸,本校还组织了“大学之道”的游学活动。学生可以进入大学实验室,体验真实的研究过程;回访在高中课堂授课的大学教授,并向其汇报学习成果。围绕真问题的探究,通过学习方式的转变,学生在丰富的学习体验中,科技创新能力得以发展。
注重科技教育与人文教育的融合,以使命感促进学生学术兴趣的发展。
在课程主题的选择上,学校重点关注近年来国家重点发展领域,航空航天、人工智能、集成电路等相关内容的课程持续成为学生选择的热门。
以“家国天下的责任担当”为价值导向设计课程,在内容上专门融入我国科学家爱国奉献的故事。尤其是高中学生在与科学家直接交流的过程中,能够真切体悟到科技发展对于国家的重大意义。这些都有助于学生将个人兴趣与使命担当紧密相连,进而获得成为科技创新人才的强大动力。

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策划:张广林
编辑:付磊 林欣欣(实习)
校对:姜思瑶
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终审:冉阳 常悦

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