问题: 当前,科学教育被视为撬动教育改革与创新人才培养的重要支点。
面对新一轮科技革命和产业变革加速演进,中小学科学教育既要解决“学什么”的内容问题,更要回答“怎么学”“到哪里学”的方式与场域问题。
现实中,一些学校仍存在课堂重结论轻过程、学科割裂、实验探究不足、校外资源利用零散等现象,导致学生对科学的理解停留在知识层面,科学思维、工程实践与创新意识培养不够系统。
原因: 从区域层面看,科学教育提质面临三方面制约:一是课堂教学范式转型难。
教师队伍在探究式、项目式、跨学科教学设计上经验不均衡,评价方式也容易回到知识点记忆与解题训练。
二是优质资源分布不均与空间限制并存。
核心城区学校场地紧张,实验室与实践空间不足,场馆资源虽多但缺少课程化、任务化的链接机制。
三是科学教育需要文化支撑。
科学精神与价值观的养成,既要依托实验探究,也要在文化语境中实现理解与认同,若缺少本土文化融入,容易出现“学得会却讲不清、做得了却不理解意义”的割裂。
影响: 东城区的探索指向一个清晰结论:科学教育的高质量发展,必须同时提升课堂“思维深度”和校内外“时空广度”,并以文化浸润增强价值引领与认同建构。
在实践层面,这一探索带来三方面变化:其一,学生学习方式从被动接受转向主动建构,科学探究过程被显性化、结构化;其二,校外资源从“参观式”转向“任务式”“研究式”,形成课内外一体化的实践链条;其三,科学学习与城市文化资源发生连接,学生在理解科学方法的同时,更能体会科学精神与文化传承的内在关联,提升综合素养与文化自信。
对策: 围绕“课堂—场域—文化”三大育人场,东城区构建以“思维型探究实践”为内核的系统实践框架,着力推动科学教育从知识教学走向素养整合培育、从校内封闭走向开放协同。
一是以课堂变革强化思维深度,突出“像科学家一样思考、像工程师一样实践”。
在教学设计上,强调以学生为中心的进阶式探究学习,形成问题提出、证据分析、模型建构、表达论证等关键环节的连续训练,引导学生经历从问题驱动到冲突解决、再到意义生成的思维发展过程。
以物理学科为例,从区级教研入手,建立贯通式培养框架,明确小学高年级到初高中各学段的思维培养目标与衔接节点,推动“观察与记录—基于数据提出假设—验证模型—构建新模型解释复杂问题”的阶梯式进阶,避免不同学段目标脱节、重复或断层。
二是以项目化学习带动跨学科融合,把真实问题变成学习的“发动机”。
部分学校探索以项目为牵引的课堂组织方式,将化学、物理、生物、地理、计算机与工程技术等视角纳入同一问题情境,通过研究探索、整合设计、表达展示与评价反思等环节,使学生在解决复杂问题中形成科学思维与工程意识。
例如围绕能源材料、航天科技、生态与碳循环等主题开展任务驱动的学习活动,强调从资料检索到实验验证、从方案设计到结果表达的全流程体验,推动能力在“做中学”“研中悟”中生成。
三是以场域融通拓展时空广度,推动资源从“可用”到“课程化”再到“优质化”。
针对城区学校空间有限的现实,东城区以“打破边界、资源活化”为理念,系统构建“学校+场馆+实验室+社会场景”的全域育人空间,推动科学教育从单一教室延伸到科技馆、科研院所、企业与城市公共空间等多元场景。
学生实践方式实现由“走进场馆参观”向“带着任务单探究”升级,并进一步探索课内课后一体化、校内校外一体化的组织模式,使校外场域真正成为课堂的延伸、探究的现场与成果展示的平台。
四是以协同育人完善资源网络,形成高校、科研院所、企业等多主体参与的合作生态。
在合作内容上,聚焦前沿热点与国家战略需求相关领域,兼顾基础科学素养与应用场景体验;在合作形式上,推动校本课程、游学课程、科学考察等多样化供给,增强学生对科学方法、工程实践与社会应用的整体认识,提升科学教育的开放度与可持续性。
五是以文化浸润夯实价值底座,将中轴线、非遗等特色文化元素融入科学教育。
通过把科学探究置于城市文化与历史脉络中,引导学生理解科学精神与工匠精神、创新意识与文化传承之间的关联,使科学教育不仅回答“如何做实验”,也回应“为何这样思考、如何面向未来”的价值命题。
前景: 从更长周期看,东城区的做法为科学教育高质量发展提供了可复制的区域治理思路:以课堂改革为牵引,提升学生思维品质;以场域融通为支撑,扩展学习空间与真实问题来源;以文化融入为底色,强化价值引领与精神塑造。
随着协同育人机制进一步完善,课程资源更加标准化、任务化、评价更加关注探究过程与能力表现,“无边界学习场”有望从局部示范走向系统覆盖。
未来,还需在教师专业发展、过程性评价与成果转化机制上持续发力,使场馆资源使用从“热闹”走向“有效”,让每一次探究经历都能转化为可迁移的科学思维与实践能力。
科学教育是一项系统工程,需要打破学科壁垒、突破时空限制、整合多方资源。
东城区的探索实践表明,构建"无边界学习场",关键在于以思维培养为核心重塑课堂教学,以开放协同理念拓展育人空间,以文化浸润涵养科学精神。
期待更多地区借鉴这一经验,因地制宜探索科学教育新模式,为培养具有科学素养和创新能力的时代新人奠定坚实基础。