近些日子，教育部以及其他六个部门联合印发了《关于增强中小学科技教育的意见》，给中小学科技教育的发展描绘出了美妙的蓝图。往后，中小学会以怎样的方式来培育孩子们的科学兴趣以及科学精神呢？与此相关的课程内容以及教学方式又会出现哪一些变化呢？最终的学习成效要通过何种方式来进行评价呢？
问题一
怎样培养学生的科学兴趣和科学精神？
每个学段都有科学育人目标
北京景山学校教育集团党委书记、总校长 李志伟
当前，中小学科技教育有着这样一些痛点问题，小初高衔接但不通畅，育人目标分散不集中，师资引导呈现断层状况，学生兴趣模糊不确切，志趣也不清楚。此次教育部等七个部门印发了《关于加强中小学科技教育的意见》，该意见聚焦于小初高长链条贯通培养体系的建设，还提出了全学段综合定位的科学育人目标 。文件清晰表明，小学低年级的时候，着重于感知体验以及兴趣培养；小学中高年级的时期，着重在概念理解还有动手探究；初中这个阶段，着重考量实践探究以及技术应用，围绕“处理真实问题”去开展跨学科项目式学习；高中阶段，着重关注实验探究以及工程实践，怂恿开展基于真实情境的实验探究以及小型工程实践项目 。
当下，景山学校将统一的育人目标当作导向，综合搭建起“一体八域三层”的科技教育课程体系，该体系贯穿十二年连贯制学制，结合基础型、个性型、创新型这三类学制通道，进而形成了分层递进且多元融合的课程生态。
小学时期，充满趣味的体验、活动以及科学课，是科技教育的主要阵地，在此时光里，学生们种下热爱科学的小小种子。中学阶段，学生们能够体验实践科学研究的始终过程，关注假设、论证、解释、检验、解决问题乃至体验失败等各个环节，借由团队协作提升创造性思维，渐渐形成解决真实世界复杂问题的素养。
在小初衔接的这个阶段，学生遭遇了学习方式方面的改变，以及知识量级上的变化，学校看重学生成长的规律，开发并且设计了PBL课程，也就是项目式学习的课程，其中包含了生物领域的知识，化学方面的知识，物理范畴的知识，地理学科的知识，信息科技这一方面的知识等初中知识，同时还融入了小学学段已经学习过的内容，而且渗透了工程师思维以及设计师视角的初步应用。
在初高衔接这个阶段里，对于学生来讲是使得乐趣转变为志趣的关键时候。学校跟高校科研院所、高新技术企业、科普场馆等展开联动，去研究“初高中科学教育怎样达成难度、深度以及广度方面相互衔接”的重要课题，并且联合起来开发课程、活动。学生在解决真实情境下复杂问题的过程中自然而然达成科学素养的提升。
现今，学校于科技教育方面成果十分优异。学生于国内外竞赛里纷纷斩获诸多佳绩，接连举办了39届科学节，摇身成为唯一能完成四次太空实验的那所学校。往后，学校将要在课程、教师、资源这三个维度之上不断地进行 of ，以此来为国家培育创新类型的人才 。
问题二
科技教育的课程如何设置？
高端科研资源服务特色课程
海淀区教师进修学校附属实验学校教育集团校长 曾辉
教育部等七部门印发了《关于加强中小学科技教育的意见》，该意见提出，要创新课程生态，要变革教学方式，要统筹科学、技术、工程、数学等学科资源的同时，要有效对接高等教育需求推进大中小学一体化设计，要着力培养学生的跨学科素养、科技创新能力也包括工程实践能力以及科学思维 。
当下，学校搭建起了一套侧重在课程建设作核心、以资源整合为支撑的科技教育体系了留学之路，课程包含人工智能、能源与环境、生命科学、工业制造、宇宙探索等众多的领域，用以培育学生的自主学习的能力，以及解决问题方面、具有批判性思维和创新的能力，其中而言，学校所安排开设的STEM（科学、技术、工程、数学）课程是以真实项目当作驱动力、强调有着跨学科具有深度的融合，以此确保核心素养能精准地落地了。围绕富有挑战性的科技议题的该课程，系统整合科学探究等环节，包括，进而通过“问题 - 设计 - 实践 - 优化 - 展示”这种完整流程，来培养学生深度理解与综合应用能力。举例来说，“新能源电池STEM课程”把取得诺贝尔奖成果并结合我国科研突破转化成学习资源，如此一来学生能够在实践当中理解完整的知识链以及应用链，达成了从知识灌输到素养培育的转变。
学校积极去推动“大中联动”，把高端科研资源经由转化变为特色课程，学校跟中国科学院微生物研究所一块儿开发了“微生物培养”课程，还开发了“基因编辑启蒙”等课程，进而构建起生命科学特色课程群，与此同时，依靠国家航天交流中心的专家资源以及素材资源，打造出“火箭工程师”课程，又打造了“卫星应用探究”等课程。
凭借系统化的课程设定，科技教育已然不再是少数特长生所专属的“竞技场地”，而是面向全体学生的“素养营地”。科学素养正逐渐演变成一种“能够携带走的能力”，陪伴着学生坦然地面对未来，为培育新时代的科技创新人才稳固构筑起坚实的基础。
问题三
教学方式会有什么改变？
“科学家+教师”联合讲授前沿技术
北京八中党委书记 张晓梅
教育部等七个部门印发了《关于加强中小学科技教育的意见》，其中提出，要对教学方式进行变革，要按照“一校一策”的方式，对科技教育实施方案进行系统化设计，要对校内校外、课内课外、线上线下进行统筹。并且，鼓励探索“双师课堂”，也就是“科学家+教师”联合授课的那种课堂，还要鼓励探索基于元宇宙虚拟实验室等前沿技术的“未来课堂”。
北京八中作为北京市青少年拔尖创新人才培养基地中的首批，多年以来，构建起一种超越传统课堂的“大科学”教育生态。于此处，科技教育并非书本里的定理跟公式，而是学生设计节能建筑模型之际的结构力学思考，是编程操控机器人达成复杂任务之时的逻辑思维，是针对复杂生命系统展开无尽探索的批判性思维，亦是分析环境样本时的系统科学思维。这种教学模式，是以真实问题为导向的，是以项目式学习为核心的，其正是对《意见》所倡导的“启发式、探究式教学”作出的生动回应，它有效激发了学生的科学兴趣，还锻炼了学生的创新与实践能力 。
在长期以来这个时间段当中，学校和中国科学院、清华大学、北京大学这些顶尖科研院所，顶尖高校持续保持紧密合作关系，通过借助比如，“英才计划”科技这一对之后会成为后备人才的人员进行早期培养的计划，北京青少年科技俱乐部以及北京市基础教育阶段创新人才培养计划等一系列，诸多项目成功搭建起了“科学家 - 中学生”之间对话以及深度合作的桥梁。中国科学院大学的“春分工程”科普项目在落户八中以后，总共为四个年级开设了92节科普课，这些科普课内容丰富多样，从而开阔了处在在这个空间里的当中学生的视野。年年都有数千名学生参与好多场科学领域颇具声望之人的讲座，其中有部分学生去参加北京青少年科技俱乐部院士所开设的讲堂，收获了很多益处 。
借由“科学家进校园”活动，以及“实验室开放日”活动，还有共同研发特色课程等一系列活动，学生们有可能近距离感受人工智能前沿领域知识的魅力，感受生命科学前沿领域知识的魅力，感受航空航天前沿领域知识的魅力，感受核科学前沿领域知识的魅力，感受新材料前沿领域知识的魅力。学校还鼓励学生从社会生活里自主发现问题，鼓励学生从学习实践中自主发现问题，并组建由校内外导师共同参与的辅导团队，引导学生把兴趣转化为严谨的科研课题研究这一行为。
把课程设计进行系统化，将资源整合予以社会化，对项目培育加以个性化，北京八中给学生构建起了一片能自由生长的创新肥沃土地 。
问题四
怎样评价学生的学习效果？
通过真实任务进行全景“画像”
北京师范大学第二附属中学校长 王华
教育部和另外六个部门发出的《关于加强中小学那里的科技教育的指导意见》清楚地表明，要去研发“科技素养数字画像”，靠着它来促使评价体系发生深度的变化这个画像意在打破仅仅依靠像是考试这样的办法对学生学习进程做不全面评价，转而去运用对学生科技素养的多样、具有发展特性的评价方式“科技素养数字画像”的方面包含学生的价值观念、学习态度、知识构成、认知进程、反思意识、创新思维以及迭代能力，全方位展现学生的内在品质、知识根基、思维进程与实践能力 。获取画像数据，并非依靠传统考试，而是深度融入学生日常学习实践，借由在合作学习、科学探究、工程设计、动手实践等真实活动里面的表现，进而实现动态生成以及丰富 。
学校在科技教育实践里，围绕评价所需考虑的内容，以及评价会采用的方式，和评价具备的功能，展开了许多探索 。
在科技项目以及学生科研实践贯穿工程思维的实施进程里，学生要撰写工程日志或者科研札记，此事记的不只是“往昔做过啥”，更对“往后如何做”起到指引作用，是学生刻画且反思自我成长路径的深度环节。在这般持续的自我交流中，学生能够从偶然的兴趣慢慢迈向持久的志趣，甚至确立一生的志向。
把日志与札记，真实还原出工程与科研实践的完整景致，这里面存在着那种拆分任务、拟定策略的问题解决线路，还涵盖了不断接连调整方案、重复更新循环核心结构的全部进程。日志与札记之中同样闪耀着源自实践的内在激励之意，体现着学生坚持不懈的科学精神风貌。这些记录，促使评价范式从单一“打分”朝着全景“画像”的深刻转变变革。
学校存在着丰富的、以真实产品作为牵引的学习实践项目，定期举行的“方案庙会”，以及“产品卖场”，是学校针对破解科技素养评价难题而开展的探索。作为一个具备开放性且充满活力的“真实评价场”，方案庙会着重于思维的可视化以及交流碰撞。学生在这儿不但要展示设计蓝图与技术方案，而且还要阐述其背后的逻辑推演、价值权衡，以及持续优化的心路历程。在产品卖场里，创意必定要经受“市场”与“用户”的检验。在同伴的审视中，一件模型的创新性、完成度与实用价值，变得清晰可见、可衡量、可促进，在老师的质疑中，同样如此，在潜在“用户” 的反馈里，也是这般 。
学生借助真实任务，使“科技素养数字画像”在亲身实践中，从静态、理论化的评估框架，演变为持续被描绘的成长图景，在这过程中动态丰富，不断完善，最终精准透视出学生科技素养发展的真实水平与独特样貌。
思考与建议
中小学科技教育四大问题急需解决
北京师范大学未来教育高精尖创新中心执行主任 余胜泉
科技教育的关键要点在于，培育学生具备创新思维以及实践能力。借助于在科学、技术、工程以及数学等学科里开展跨学科整合，学生得以在实践当中动手去操作，感受知识的运用情况，进而激发起，他们针对实际问题予以解决的兴趣以及能力。
现行阶段，我国中小学之中的科技教育主要存有四个方面的问题，其一为传统教学方式存在滞后状况以及知行处于分离状态，众多学校的科技教育依旧停留在课本所涉知识讲解以及简单实验操作层面，过度着重理论知识的传授，却忽略了知识的实践应用，其二是跨学科整合程度不足，比如数学教学与物理教学常常独立开展，学生极难把所学知识融会贯通并运用于实际问题，其三是学习实践欠缺证据意识。时常是，学生于科学知识的学习进程之中，常常欠缺证据意识，好多学生惯于去记忆以及接受教材里的理论，却忽略了怎样借助证据去验证假设还有理论。再者，存在的情况是，教师科技素养与教育资源不均衡。
在中小学科技教育方面若要实现更好地开展，学校能够从五个方面来着手推进。其中一个方面是推动跨学科课程整合，比如说可以采用“广域课程模式”，这般就能把科学、技术、工程、数学等学科内容进行有机整合，依据实际问题去组织课程内容，进而引导学生在项目里应用跨学科知识。另一个方面是改革课程体系，以此增强实践性与探索性，课程内容需要贴近学生的生活以及社会热点，切实去提升学生的实践能力以及解决实际问题的能力。还有一个方面是开展证据导向学习。于教学进程里，引领学生怎样去开展实验，怎样去收集数据，怎样去分析结果，并且借由实证来支撑他们的推理及判断，以此强化他们的批判性思维以及实证能力。四是对教师培训予以优化以及均衡教育资源配置。学校能够借助社会合作初中物理的模型，引入科技企业以及社会力量，共同建设并共享科技教育资源，促使区域教育协同发展。五是连通社会科技资源，构建开放的学习生态。凭借项目化教学平台有效地连通学校与社会各类科技教育资源，形成共享互联的科技教育空间。
马上就访
以新域新质思想培育科学素养
北京市教育委员会主任 李奕
现代教育不断发展，正深切且深刻地重新塑造着学生的认知场域，以及成长环境，而把握教育服务里的“新域新质”特点，已然成为推动基础教育实现系统性跃升的关键任务，立足北京教育的实际状况，我们深入地贯彻并且落实教育部等七部门所发布的《关于加强中小学科技教育的意见》精神，系统地谋划首都科技教育发展的新路径。以往传统的科技教育，大多被局限在校园的场域之内，是围绕着课程、教材以及考试来开展的；然而在新域新质理念的引领之下，我们努力去构建开放且融合的新型育人体系，推动着学生跨越学科的边界、校园的围墙，达成科学与技术的深度融合，让产教融合跟科教融汇能够有机地贯通起来。经由探索“科学家 + 教师”双师课堂、元宇宙虚拟实验室等“未来课堂”的样态，系统地推进大中小学一体化的设计以及家校社协同育人，着重去破解学段割裂与资源分散的那些堵点，使得学生能够在真实的情境里动手实践，在项目探索当中发展素养。
在2023年起，北京先开启试点，随后进行系统布局，当前初步呈现出新域新质教育形态。于贯彻及落实国家科技教育工作的部署期间，我们依据首都资源的禀赋以及发展阶段，把新型集团化办学当作载体，建造起贯通小学、初中、高中的连续培养体系，将“分段供给”转变为“一体供给”，截至目前全市基础教育集团化办学的覆盖率已经超过了70%。于集团之内，学生能够在早期接触到物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、人工智能以及量子信息等前沿内容。实施“1+3”培养实验，实施“课创计划”，实施“沃土计划”，实施“脱颖计划”，实施“苗圃工程”，启动 STEM 教育试点项目，启动科学高中试点项目，初步形成大中小学衔接的科学教育新体系，初步形成家校社协同的科学教育新体系。
中考改革，它同样乃是服务于贯通培养以及素养提升的。把化学、生物调整成为考查科目，这可不是简简单单地做“减法”，而是在为科技教育做“加法”。在改革之前，部分学生会把理化生当作“文科”，依靠记忆以及验证性实验；在改革之后，更加着重于动手操作以及探究式学习，促使从“实验”转变为“试验”，增强学生对于学科本质的理解，为高中阶段选科打下基础，达成从“育分”到“育人”的转变。
于今年，北京市教委同中国科协一块儿发起“爱北京·爱科创”行动，此乃落实强化家校社协同育人要求的具体实践，纵向设计了四大模块，其中包括“可感 - 科创魅力感受行动”，也有“可知 - 科创知识研学行动”初中物理的模型，还有“可行 - 科创实践体验行动”，更有“可为 - 科创力量汇聚行动”，目的在于培育小学低年级、小学高年级、初中、高中四个阶段学生的科学兴趣，激励学生从小怀有爱科学、学科学、用科学之心。
我们在横向拓展方面，既要着重坚持“分科奠基”，又要同样重视“融合实践”，进而建设成开放融合的课程生态环境，这其中，不仅要扎实稳固学科基础，还要广阔拓宽创新的视野。依靠怀柔科学城大科学装置集群来开展名为“同一堂课——解码国之重器”的活动，以此推动中小学生能够走进国家科技基础设施。凭借中关村学院来成立北京少年人工智能学院，并且举办AI体验营，从而探索人工智能领域拔尖人才早期识别以及贯通培养的机制。依托校外实验室、科技场馆、实训基地等资源的统筹行为，构建出科技探究体验空间，塑造“无边界学习场景”。后续阶段，“家庭科技工具箱”也会被推出，家校社协同育人机制会得以深化。
在国际视野的拓展这一方面，凭借国际友善城市以及校际平台，促使建立国际科技教育城市联盟与学校联盟得以推进。今年，北京市十一学校成功举办了第二届国际人工智能奥林匹克学术活动，也就是IOAI，吸引了来自63个国家与地区的300余名学生，这些学生以代码作为媒介，以科技来结交朋友，由此提升了学生的全球竞争能力与创新对话能力。
面向未来，北京会不断拓展新域新质科技教育的路径，跟着七部门文件的指引，结合首都城市战略定位以及教育发展实际情况，培育中小学生拥有扎实的科学素养、明显突出的动手能力还有真实问题解决能力。我们期望，这样的转变不但能够全面提升首都教育质量，还可以激发出青少年投入科技、服务国家的内生动力，为教育强国、科技强国建设筑牢人才根基、奉献北京力量。
插画：琚理 供图：视觉中国