宋乃庆等：以科创教育推进科学教育高质量发展

当前，世界正处于百年未有之大变局，科技革命引导产业变革与经济高质量发展亟须科技创新人才的生力输送与能力支持。教育全阶段、育人全链条实施科技创新人才培养计划，对实现中华民族伟大复兴具有重要的基础性意义。

党的二十大报告提出“坚持教育优先发展、科技自立自强、人才引领驱动……教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑”，从根本上体现了教育、科技、人才三者之间的关联，创新作为科技发展的根本动力，创新人才的培育之基在学校教育，而其核心在于科学教育。2023年5月，教育部等十八部门印发《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》，指出着力在教育“双减”中做好科学教育加法，一体化推进教育、科技、人才高质量发展。同时，在国际科学教育更加注重学生科学素养的培育以及科学教育模式改革的背景下，我国的科学教育应当尽快摆脱知识本位的科学教育价值观和技术主义取向的科学教学观等发展桎梏，重塑科学教育育人理念，以发展学生的科学素养为宗旨，以科创教育推进科学教育高质量发展。

一、科创教育的时代内涵

科创教育并非语义上的改变，它与以往科学教育的不同在于更新了科学教育的价值旨归，科学教育不应仅停留在对自然现象、规律的发现和学习，也不应止于对技术的探讨和实践，还应以此为基础培养学生的创新素养，使科学教育适应社会发展的需要。朱永新认为，新科学教育以求真和创新为宗旨，以培养并提升科学素养为目标，包括科学知识与观念、科学思维与方法、科学精神和社会责任感、提出问题与解决问题的能力等多个维度。[1] 吴振利等人认为，科创教育既指科学技术创新教育，也指落实科学实证精神、技术方法思想和探究创新旨求的教育，是一种广泛的教育思想。[2] 项华等人认为，科创教育是科学教育的第三个发展阶段，是一种旨在培养智慧社会创新人才的技术密集型探究实践科学教育活动。[3] 基于以上讨论，本研究认为科创教育是以创新为要义，以培育学生的科学核心素养为宗旨，促进学生关于客观现象与规律知识系统的形成以及创造性应用的教育活动。从学校教育的角度来说，一方面包括数学、科学、信息科技、物理、化学、生物等与科学高度相关的学科课程实施，另一方面也泛指以科学的精神与方法对主体进行创造性改造的教育活动。

二、中小学发展科创教育的应然价值

（一）激活学生创新内驱力的“引擎”

科创教育的核心在于学生创新素养发展。创新素养是创新知识、创新思维、创新态度等多方面的综合表现，包括创新品格和创新能力两个方面。[4] 创新素养习得的关键在于激发学生创新内驱力，内驱力可以理解为由有机体自发产生的未来愿景和现实之间的内在创造性张力。[5] 如果将学生的创新素养比作动态的有机体，那么创新内驱力就是学生创新素养需要达到的理想水平和现实学校教育所能提供的创造性教育之间的牵引与制衡。科创教育强调学生在科学知识习得过程中创造性的产出，在课堂教学中需要学生带着科学的认知方式和创新的思维品质对问题展开探究，强调对客观规律和现象的刨根问底，养成“钻研”的学习习惯，激活自身创新内驱力。

（二）推动基础教育课程改革的“催化剂”

科技创新对学校课程改革具有直接的推动作用，是基础教育课程改革的重要影响因素。2001年教育部印发了《全日制义务教育科学（3~6年级）课程标准（实验稿）》，倡导科学教育应当树立合理的科学观，以学生科学素养发展为导向，对科学课程整合实施以及探究式教学法的应用。[6] 科创教育所注重的综合学习、探究式学习、操作实践等教育理念又在新一轮课程改革方案中被进一步催化。如《义务教育课程方案和课程标准（2022年版）》要求与时俱进，反映科学技术进步新成果。设立跨学科主题学习活动，加强学科间相互关联，带动课程综合化实施，强化实践性要求。另外，“双减”政策颁布后，中小学校可在课后服务时间段大力开展科创类拓展课程，为学生带来多样的课程选择。

（三）实现社会主义教育现代化的“加速器”

《中国教育现代化2035》将“提升一流人才培养与创新能力”部署为十大战略任务之一，要求加强拔尖创新人才的培养。教育优质化、教育国际化与教育信息化是新时代教育现代化的三个重要表现形式。[7] 教育优质化是优质课程、优质教学和优质人才的集合，与时俱进的科学内容、探索实践的培育手段以及创新思维的人才目标，正好契合科创教育价值追寻；科技创新正是国际竞争的核心与国际合作的焦点，科创教育顺理成章是教育国际化的必备条件；教育信息化是教育现代化的技术支撑与达成路径，科创教育当以最先进的智慧教育理念和智能教育技术转变传统的人才培养方式，加速教育信息化的发展。

（四）提升全民科学素质的“先手棋”

科学素质是国民素质的重要组成部分，全民科学素质的提升重在科学普及。要提升全民科学素质需要在中小学加强科学普及，通过教育扫除科学普及的盲点，从根本上解决科学素质提升的诸多问题。科学素质的提升不仅指掌握更多科学知识，更重要的是崇尚科学理性的精神，能够以科学思维去发现问题、提出问题、分析问题和解决问题，在此基础上培养创造意识，提升创新能力。中小学开展科创教育，以科学类学科课程为主导提升学生对基础科学知识的掌握水平，同时创设真实问题情境，引导学生在探究与实践过程中“像科学家一样做科学”，[8] 培养学生的科学思维和创新素养，实现国家对科学普及和拔尖创新人才培养的双重目标。

三、中小学发展科创教育的可为路径

（一）扩充科创师资队伍，提高教师科创素养

师资队伍的稳定是落实中小学科创教育发展的根本保障，科学教师是开展科创教育的主力，应当大力加强科学教育师资队伍建设。一是应当增加专职科学教师的数量配备，尤其是小学科学教师的培养供给，进一步降低中小学科学教育的生师比。有学者从在校生人口数量、班级规模等维度构建了小学科学教师需求预测模型，预测近十年小学科学教师会持续存在较大缺口，并且当前的补充模式难以满足教育的需求，建议做好师资配置的中长期规划，多渠道进行补充。[9] 二是应当尽快构建科学教师专业标准。为提升我国科学教师的整体素质，应当在现行教师专业标准的基础上细化到学科，明确科学教师的素养要求与发展路径。三是加强职前培育和职后培训。要从师范教育阶段起提升教师的科创素养，师范生的科创素养主要包括科创意识、科创兴趣、科创知识、科创能力和科创精神。开展师范生科创教育，要加强研究性学习，推动精深化思考，推进立体化实践，谋求贯通性体悟。[10] 在职后培训方面，要创新以智慧教育为支撑的学科教研方式，提升对在职科学教师的培训质量。构建省级统筹、市级带动、校级驱动、年级行动的“四级联动”教研模式，发挥“名师课堂”“名师工作室”“教学竞赛”在教研中的积极作用，及时更新教师对科学教育本质的理解，提升“创新”在科学教育中的分量，积极适应科学教育向科创教育的变革。

（二）落实科创三级课程，打造科创特色品牌

国家、地方与校本课程是落实中小学科创教育的核心载体。首先，以国家课程夯实科创教育基础。保质保量开设国家课程是夯实学校科创教育基础的前提，应当注重各学科在开展科创教育时的方向侧重，非科创类学科也可以增设、挖掘本学科课程中的科创元素，尝试“大科学教育”课程一体化新模式。其次，以地方课程弥补科创教育短板。各省级教育主管部门应当根据地方经济、文化、资源特色积极开发科创教育地方课程，如重庆市“缙云山自然保护科普教育”课程、广东省“中小学人工智能”课程、浙江省温州市“中小学创客教育”课程等，这些地方课程的开发均是依托当地独特的科创资源与环境，地域特色明显，符合地方科创实情。最后，以校本课程打造科创教育品牌。中小学科创教育特色品牌的打造指向学校内涵发展和质量提升，应当以校本课程为载体，注重学校科创特色品牌建设，鼓励中小学校以前沿的技术与工具为支撑，围绕虚拟现实、物联网、5G通信等新兴科技主题开发特色校本课程。同时，针对偏远地区和薄弱学校因各方条件难以开展科创教育的实际，可采用“集团化办学”“送课下乡”“专递课堂”“名校网络课堂”等形式，推进科创教育校本课程的开设。

（三）变革科创教学方式，厚植创新育人理念

课堂教学是落实中小学科创教育行动的关键，应当及时变革课堂教学方式以适应科创教育育人的时代要求。首先，在教学过程中要注重对学生创造力和问题提出能力的培养，打破传统解决科学问题的思维定式和功能固着，善于使用脑激励法、分合法、自由联想法等创造力培养方法进行课堂教学。其次，要积极探索打破学科边界的融合性教学方法，推进“STEAM教育”“创客教育”等国际主流科创教育模式发展，促进课程的综合化实施，使知识的习得不是固定范域内的认知和见习，填补从“知”到“用”再到“创”之间的鸿沟。有学者聚焦学科应用教学和创新型人才培养，将物理教育、信息技术、人文学科、工程加工、创新创业等内容进行融合，探索出具有“项目驱动”“问题驱动”“作品驱动”三种变式的“S-3PBL”科创教育模式。[11] 再次，要借“生成式人工智能”“教育元宇宙”等教育技术浪潮，以技术革命推动科创教学方式变革发展。国外研究者探讨了近十年基于“AR”“VR”“MR”等虚拟现实技术发展的严肃游戏（Serious games）在儿童科学教育中使用的有效性，发现技术对于提升学生的学习动机和学习效果有很大的促进作用。[12] 值得一提的是，要及时根据《深化新时代教育评价改革总体方案》的要求，转变科创教育的评价观念，利用好评价指挥棒，正确引导科创教育的发展方向。

（四）建设科创实践基地，完善科创活动机制

校外实践基地和活动平台等非正式科学教育环境是中小学科创教育发展的重要资源补充。首先，教育行政部门应当联合社会力量，统筹地方各级区域内的科创教育实践基地进行标准化建设。通过自主申报、专家评选，在高校实验室、科技场馆、科技博物馆、科研院所等单位挂牌一批优秀的中小学科创教育实践基地，以校内外结合的方式开展科创教育。鼓励学校与区域的科研机构建立科教汇融机制，促进科学研究与科创教育的深度耦合，培养拔尖创新人才。一方面要带领学生“走出去”，以研学等方式走进基地开展“社会大课堂”，感受真切的科创氛围，了解前沿的科学技术，参与真实的科创活动和科学考察活动；另一方面，要将实践基地资源“引进来”，为中小学校的科创教学、课程建设、教研培训提供智力支持。其次，搭建师生科技创新活动平台，建立健全竞赛机制。“双减”政策实施以来，校外培训机构的野蛮生长得到了有效控制，非学科类培训对于学生全面发展的意义进一步凸显，应当以此为契机大力推进校外科创活动平台建设，对非学科类培训机构进行科创教育价值引领和规范建设指导，积极开展“机器人活动”“编程活动”“电脑制作与设计”等科创活动。再次，“以赛促教”“以赛促学”是科创教育快速发展的有效途径，应当以省级为单位建立信息公开的科创赛事平台，规范管理赛事活动的申报、组织与评审。推进科创赛事活动的“白名单”建设，选树优秀的赛事典型进行经验推广，促进中小学科创赛事规范化、科学化运作。

步入新时代以来，我国中小学科学教育的发展取得了长足进步，科学教育的地位不断提高，科学教育的独特育人价值逐步显现。当前，除了进一步深入我国科学教育理论研究外，还需要加强理论研究对科学教育实践的指导，并结合我国国情开展本土化研究。因此，促进科创教育发展，还应在继续完善科创教育的理论体系与实践路向，挖掘科创教育与创新人才培养的深层机理，改进课程设计与教学模式，探索智慧教育支撑课堂教学改革与实验的方略，寻求非正式教育促进科创教育的多元途径等方面付诸努力。

本文系国家社会科学基金重大项目“国家基础教育质量监测与评价体系研究”（项目编号：19ZDA359）的阶段性研究成果，西南大学研究生科研创新项目“小学教师深度教学能力测评模型构建研究”（项目编号：SWUB23012）的阶段性研究成果

注释：

[1] 朱永新. 新教育实验关于新科学教育的思考[J]. 中国教育科学. 2019（4）：109-120.

[2][10] 吴振利，崔明石等. 加强师范生科创教育的意义与方法[J]. 中国高等教育. 2021（17）：53-55.

[3] 项华，雷丽媛. 从科学知识传授走向科创教育[J]. 中小学信息技术教育. 2022（8）：5-6.

[4] 师保国，刘霞等. 核心素养视域下的创新素养内涵及其落实[J]. 课程·教材·教法. 2017（2）：55-60.

[5] 王慧，刘永栓等. 学习型组织视角下高校学生组织发展的内驱力研究[J]. 陕西师范大学学报（哲学社会科学版）. 2017（02）：171-176.

[6] 周险峰，李丽. 中小学科学教育课程改革的观念性支持[J]. 中国教育学刊. 2005（02）：15-19.

[7] 宋乃庆，杨黎等. 新时代教育现代化：内涵、意义及表现形式[J]. 教育科学. 2021（1）：1-8.

[8] 刘新阳. 学校科学教育变革的四个指向[J]. 人民教育，2023（07）：25-28.

[9] 左成光. 2018-2030年我国小学科学教师需求预测及对策研究[J]. 教师教育学报. 2019（6）：78-85.

[11] 谭振兴，项华等. 科创教育与学科教育创新[J]. 中小学信息技术教育. 2022（8）：7-9.

[12] Mohib Ullah，Sareer Ul Amin. Serious games in science education：a systematic literaturereview[J]. Virtual Reality & Intelligent Hardware. 2022（04）：189-209.

（作者宋乃庆系西南大学二级教授、博士生导师，中国基础教育质量监测协同创新中心首席专家；徐春浪系西南大学教育学部博士研究生；郑智勇系福建师范大学教育学院讲师、博士研究生）

《人民教育》2024年第1期，原题为《科创教育：中小学科学教育发展的时代路向》