①参观遥控特技车互动区时,学生们围聚在操作台前,专注操控智能小车,感受电子控制与机械传动的奇妙融合。王芋文 摄
②在陀螺仪实验课上,学生旋转自行车轮,在动手实践中直观理解经典力学原理。尤星晖 摄
成都师范附属小学华润分校以“聚焦科学素养发展的科创项目群设计与实施研究”省级重大协同课题为引擎,突破传统碎片化活动模式,依托“坤灵”“天问”“鲁班”三大项目群,构建起贯穿小学六年的科创项目群,实现从要素整合到系统建构、从知识积累到实践应用、从知能并重到素养提升的系统跃迁。
推动科创项目群建构与迭代
科技教育的深入需要从碎片化活动走向系统性建构。学校将科创项目群主题与国家重大战略紧密结合,并在实施过程中融入社会主义核心价值观教育。“坤灵”生态探究呼应“美丽中国”建设,培养生态责任;“鲁班”技艺创新对接“文化强国”战略,传承科技文明;“天问”深空探索服务“航天强国”目标,激发宇宙探索热情。学生在真实情境中理解科学之于国家、人类未来的价值,涵育家国情怀与全球视野。
学校严格对标《义务教育科学课程标准(2022年版)》提出的13个核心概念,进行结构化整合:“坤灵学院”聚焦自然生态,以天文气象、环境资源以及生物生命为项目内容,通过“为小鸟安家”“校园气象站”等项目,培养学生对地球家园的科学认知;“天问学院”面向深空探索,围绕“月球探测”“火星城市建设”等项目,让学生在模拟科学研究中理解宇宙科学的核心概念;“鲁班学院”立足工程实践,以“传统技艺的复刻与改良”为主题,通过“计量古今”“趣玩古今”等子项目,实现科学原理与传统文化的融合。
针对以往科创活动内容零散、缺乏衔接的问题,各项目群按照儿童认知发展规律,严格遵循课程标准中各学段的能力要求与学习内容标准,设计螺旋上升的项目层级序列,以实现科学素养培育的全学段纵向贯通。以天问学院“探恒星(太阳)”为例,低学段开展“日晷模型与影子实验”项目,学生通过动手制作,直观感知光影时空关系;中学段开展“太阳能发电装置优化”项目,学生动手测量、记录数据,结合数学知识优化作品;高学段开展“太阳风暴模拟与影响预测”项目,学生通过编程建模、数据分析,探究复杂系统关联及应对策略。
科创项目群的核心优势在于解构传统学科边界,通过真实情境中的复杂问题,如火星城市可持续性、古法技艺科学复原等,驱动多学科知识主动聚合。如,“鲁班·计量古今”融合传统文化、数学、科学,“坤灵·校园气象站”结合地理、信息科技、数据分析,“天问·火星城市设计”则需应用工程、科学、艺术等多学科知识。通过打破学科壁垒的横向关联,培养学生解决复杂问题的系统性思维。
项目群驱动科学素养生成
学校在项目群实施过程中依据项目式学习的基本逻辑,通过“做中学”“用中学”“创中学”的有机结合,形成素养导向的科技教育策略。
工程类项目以“创中学”为引领,“做中学”为根基,“用中学”贯穿始终,强调在动手实践(做)中应用科学原理与工程知识(用),不断优化设计方案(创),最终实现从复刻到创新的跃升。“做”筑基,如动手拆解古法日晷,实测榫卯结构承重,为工程实践奠定物质基础;“用”贯穿,如应用几何光学优化日晷精度,调用材料力学改良火星建筑支架,实现知识向能力的转化;“创”引领,如在闭环生态系统项目中,创造性引入藻类—微生物协同链,解决火星氧气再生难题,同步反思技术应用的生态伦理。
探索类项目以“做中学”为主线,“用中学”深化理解,“创中学”点亮灵感,强调通过系统观察与实验(做)收集证据,运用概念与工具分析(用)现象本质,在理解规律的基础上提出新见解或解决方案(创)。“做”主线,如系统记录锦江水质月度变化,对比安装30种人工鸟巢的入住率,在真实数据中锚定科学问题;“用”深化,如关联GIS地图分析污染源,运用统计模型验证栖息地选择假说,促成碎片认知向结构化观念跃迁;“创”点睛,基于生物多样性数据,创意设计“校园生态廊道”方案,推动科学结论转化为社区行动纲领。
创造类项目以“用中学”为枢纽,“做中学”验证方案,“创中学”实现目标,强调面向未来或复杂场景,综合迁移跨学科知识(用)解决实际问题,动手构建模型或原型(做)验证方案。“用”枢纽,如整合天体力学、编程等知识,构建月球基地能源供需模型;“做”验证,如3D打印穹顶结构测试抗辐射性,模拟太阳风暴对通信系统的扰动,在实验中证伪优化;“创”生成,产出《深空城市自治公约》,提出“火星未来城建设”构想。
素养进阶助推学校整体跃升
科创项目群内容的迭代与实施策略的创新促成了从知能并重到素养提升的逐步转型。
学生成长实现了科学素养的多维进阶。通过科创项目群内容的学习,学生所学知识在真实情境中活化,科学探究、工程思维、设计思维得到系统性锻炼,解决实际问题的能力显著增强,创新精神、合作意识、家国情怀也在实践中生根发芽。
教师的专业能力得到全面提升。科学、信息、数学、艺术等教师深度协作,跨学科整合设计与教学实施能力大大提升。学校依托省级重大协同课题,以研促教,多名教师获省级以上奖项。教师从“知识传授者”转型为“素养引导者”与“项目协作者”。
学校系统构建起良好的科技教育生态,获评“四川省级自然教育基地”“成都市科普教育基地”“成都市科学美空间”“锦江区科普教育基地”等,建成“三大项目群”特色课程资源库,开发系列项目手册与实践指南,形成可推广的校本化经验体系。学校还建立了“高校/科研院所—学校—社会”协同的科技教育共同体,资源整合与可持续发展能力显著增强。
(作者系成都师范附属小学华润分校校长)
《中国教育报》2026年04月13日 第06版
作者:王捷
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