芬蘭中小學科技創新實踐活動觀察與啟示

芬蘭學生在每三年一次的PISA測試中的成績突出，在科學領域的成績表現也優于我國發達地區學生在相應學科的表現。綜合七次PISA測試結果得知，芬蘭學生的科學素養在OECD（經合組織）成員國中一直位居前三，并且多次位居首位。[1]在這些優異成績的背后，芬蘭中小學科學課程體系起著重要的作用。科學素養提升不僅與正式的科學教育有關，也離不開非正式的科學教育的影響。為此，我們分析芬蘭中小學科學課程體系特別是科技創新實踐活動的特點，以期為我國中小學科學科技創新活動的開展提供參考和借鑒。

一、注重橫貫能力融入中小學科技創新實踐活動體系

2014年至今，芬蘭提出了七大橫貫能力：思維和學會學習，文化素養、溝通與自我表達，自我照顧、日常生活技能與保護自身安全，多元識讀，信息技術素養，職業素養與創業素養，參與、介入和構建可持續發展的未來。[2]這正是芬蘭教育體系的一個顯著特色，不僅表現為各個年級橫貫能力的整體架構，而且表現在科學的每一個主題學習的內部結構上。

1.中小學科學教育的整體架構

芬蘭基礎教育學校的課程結構體系分為六個層次。

第一層次：基本價值、任務和目標，主要來自國家的要求和規定。

第二層次：學習觀、學校文化、學習環境與工作方式方法，主要體現學校的觀念和想法。

第三層次：課時分配、語言課、知識戰略，芬蘭的課時分配比較靈活，在保證國家基本要求的基礎上，各地區、學校可以靈活安排。

第四層次：跨學科主題，主要針對國家公布的8類主題的跨學科設計、開發與實施。

第五層次：學科課程，即語言、數學、科學、藝術、社會等國家課程。

第六層次：學習支持、學生輔導、學生福利服務，主要針對有特殊教育需求的學生。

2015年3月，芬蘭國家教育委員會正式發布《國家課程大綱》（下文簡稱《課程大綱》），2016年在1～6年級首次使用，次年從7～9年級分別開始使用，同時開展了高中階段課程改革。芬蘭的橫貫能力和技能涵蓋了幼兒教育到高中教育，并將橫貫能力和技能融入課程中學習。

2.科學教育的內在結構“跨學科主題”

芬蘭橫貫能力的培養是在所有學科中開展的，也在聯合項目或活動中實施。芬蘭將學習與學生日常生活和校外世界聯系起來促進橫貫能力的培養。例如，2003年，赫爾辛基大學成立首個LUMA（自然科學與數學）中心，同年11月，芬蘭成立國家LUMA中心，并在各個地區成立LUMA分中心，各地區分中心結合實際情況進行研發、設計活動課程。芬蘭課程體系中有一個跨學科主題板塊，包括八大主題：立人、文化身份和國際化、媒介素養和溝通、公民參與和創業精神、環境責任感、幸福與可持續發展的未來、安全與交通，以及科技與個人。[1]2016年之后，芬蘭將小學科學改為環境研究，分為1～2年級和3～6年級，是一門綜合性學科，包括生物學、地理、物理、化學和健康教育等領域知識，以及可持續發展觀等理論，同時將自然科學和人文科學的觀點融合在環境研究中。由此可見，跨學科主題學習或項目已經深度融入芬蘭教育體系中，并指向橫貫能力和技能的提升。

二、重視“多元課程內容”融入科技創新實踐活動專題的設計

芬蘭課程關注的內容多元，《課程大綱》包括了環境、信息、健康、人類、安全等多元領域，體現了注重結合背景環境的特點。芬蘭課程壁壘正在被打破，知識邊界正逐步淡化，學校圍墻在逐步被突破。

1.基于“環境研究”進行科技創新實踐活動

環境研究以科學信息為基礎，關注批判性思維的發展，注重生態的可持續發展，引導學生了解人類的選擇對當今生活、未來生活和環境的影響。環境研究是一門綜合性學科，不僅含有小學、初中科學（生物學、地理、物理、化學和健康教育）相關的知識領域，還包括可持續發展觀等理論。環境研究的多學科性要求學生學習在不同的情境下獲取、加工、產生、呈現、評估和評價信息，目的是讓學生充分認識到各種知識領域對環境、技術、日常生活、人類和人類活動的重要性。芬蘭小學、初中科學圍繞環境研究進行學習的核心內容統計見表1，[1]主張把科學課程放到林中和湖畔，讓學生在真實情境中學習科學。

小學環境研究是一門綜合性課程，在內容領域呈現遞進關系。初中階段的課程為分科課程，各個學科除了強調學科特定的知識，都重視“研究”，同時體現與日常生活以及周圍真實世界、環境的關系，注重把可持續發展觀念在科學課程教學中進行滲透。

2.基于“現象教育”進行科技創新實踐活動

《課程大綱》強調把現象式教學作為重要的教學方式之一，并在學生學習、教師準備、環境等方面進行現象式教學闡述。[2]芬蘭開展的現象式教學有兩種模式：一種是由一位教師獨立完成多學科教學；另一種是由多位教師合作完成教學。[3]《課程大綱》要求每個學校至少選擇一個跨學科主題，每名學生每年參與至少一個基于現象的跨學科主題項目。例如，芬蘭某小學開展了主題活動“慶祝芬蘭獨立一百年”，由一位全科教師負責實施，該主題活動共設置6個課時，分別為：這就是芬蘭（地理、歷史、文化、語言），演奏國歌（音樂、母語），演繹芬蘭童話故事（母語、戲劇表演、視覺藝術），制作芬蘭傳統美食（烹飪、物理測量、食品健康、化學、宗教），獨立日慶典（手工、美術），制作視頻《這就是芬蘭》（母語表達、視覺藝術、音樂、信息技術）。

3.基于“隱式教學”進行科技創新實踐活動

芬蘭早期教育設置的整體框架遵循以兒童為中心的價值觀和學習理念，提出了兒童橫貫能力培養的多重目標以及5個學習領域（如圖1），即豐富的世界語言學，多種多樣的表達方式，“我”與“我和社會”，對自然環境的探索，自我的成長、改進和發展等。在橫貫能力指引下，通過共同主題內容的有效互動，驅動教師群體、家長和社會間的互相作用，綜合運用“正式與非正式”“虛擬與現實”相結合的方式加以實現。芬蘭的教育生態、兒童學習環境以及評價體系的核心理念，共同組成了保障兒童健康和幸福成長的教育生態系統。

芬蘭兒童早期科學教育課程并不局限于傳統意義上的教育現場，其主題課程的設置已經從現實空間跨越到了虛擬空間，成為芬蘭兒童早期科學教育“雙維度、四象限”中一類獨特的教學環境類別。[5]芬蘭學前教育階段的兒童擁有自己的ICT（信息通信技術）設備，使得網絡媒體、增強現實、虛擬現實等虛擬化的教學方式能夠在教育的早期階段走進科學主題課程。特別是在具有一定危險性的主題課程和安全教育類課程中，信息技術能夠得到很好的應用，如兒童不僅可以在虛擬空間中學習如何在火災中逃生，也可以跨時空去宇宙探險。同時，虛擬的科學主題課程可以通過傳統的紙媒、電視、廣播等知識傳播途徑得以補充。[6]因此，芬蘭虛擬與現實領域的科學主題課程使其教育資源能夠以多方位、立體化的形式存在，并滲透于媒介文化的多個層面。例如，通過虛擬的主題課程認識當地的特產、風俗習慣，感知科技的力量以及科技在建設可持續環境中的作用，解決未來可能出現的現實問題。

三、對我國開展科技創新實踐活動的啟示

中小學科技創新活動是科學教育的重要組成部分，是科學教育突出知行合一、創新實踐的最佳載體，是面向全體學生提升科學技術素養，落實拔尖創新人才早期培育的有效途徑。我國中小學科技創新活動最早可以追溯到1979年，主要集中在全國青少年科技創新大賽、“小小發明家”獎勵活動、奧林匹克學科五項競賽（數學、物理、化學、生物、信息學）三大類。據初步統計，全國每年參加發明創造和科學論文撰寫活動的青少年約有1500萬人。[7]2023年，南京市各區提交到市一級參加青少年科技創新大賽的科創作品近800項。反思過去的中小學科技創新活動，存在“成人替代多，學生實踐少；動手操作多，動腦思考少；重視成果多，重視過程少；少數學生參與多，多數學生參與少”等問題。[8]觀察芬蘭科學教育特別是科技創新實踐活動，可為我國在科學教育中開展中小學科技創新實踐活動帶來啟發。

1.堅持跨學科理念，實現“科技創新活動”的日常融合

義務教育課程方案強調，各學科課程用不少于10%的課時設計跨學科主題學習，并將其作為推進綜合學習的重要路徑。南京曉莊學院附屬小學每年定期舉行科技節活動、寒暑假科技周活動。這些活動主要是科普興趣的普及，不具有競賽和選拔的目的。[9]2024年，南京市教育局舉行“和鳴7.0：綠水青山”活動，主要圍繞環境教育開展活動，活動涉及科學、信息科技、藝術、勞動等學科。例如，基于學校進行新校區的擴建，開展新校區“操場設計”“科學教室”“信息教室”“普通教室”的設計。

2.樹立大科學教育觀，構建“科技+”創新活動圖景

科學教育包含正式科學教育和非正式科學教育。非正式科學教育是與科學相關活動的統稱。研究表明，校外活動會對科學教育帶來重大的貢獻。[10]國外科技競賽相關研究發現，科技創新競賽對學生個人有積極影響，能促進科學興趣的培養和學習積極性的提高，有利于學生以后的教育發展和職業追求。[11]在我國有研究者發現，參與過科技活動不到參測學生的一半，城鄉之間存在不均衡。[12]我國學科競賽活動發展報告中總結了學生參加學科競賽的優點：學科競賽較好完成學校科普的教育目標，同時肩負起學科拔尖創新人才的選拔；學生個人參與學科競賽活動體驗豐富多樣，呈現個性化；學生情感態度價值觀方面有較好的提升效果。[13]也有學者運用小學科學綜合評價進行追蹤學生在學校參加三年的科技創新活動對綜合成績的影響，發現科技活動有助于激發學生的學習興趣，提升合作能力、語言表達能力和問題解決能力，還提高了學生科學綜合成績 。[14]因此，在大科學教育觀下構建中小學的科技創新實踐活動體系有助于科學教育的發展，需要在中小學統籌開展難度不一的科學普及、科學挑戰、科技創新等類型的“科技+”活動，如“科技+課后服務”“科技+社團”“科技+社會實踐”“科技+科技周”“科技+課間游戲”等活動，及以“科技+”為主的校級競賽活動（尋找生活中的科學問題、科學調查等），以“科技+”為主的市區競賽活動（對科技創新大賽按照主題進行細化），對標國際、全國和省級各種類型比賽。

3.直面現實世界真實問題，開展“多元化的科技創新活動”

芬蘭在進行科學課程教學中主張把課堂搬到林中和湖畔，進行“自然學校”的體驗教育，開展“營地生活”訓練等。自然環境其實比任何運動場都復雜得多，也蘊藏著危險。作為教師，應讓學生在保護措施下獲得知識，懂得安全的邊界。此外，相對于競爭，自然環境教育更強調合作的重要性。探究、批判、創造、協作、關懷成為關鍵素養，[15]這些素養與學生在真實問題中進行學習是密不可分的，且與芬蘭倡導的環境研究、綜合性主題學習具有內在一致性。我國每年舉行的科技創新大賽的內容主要包括物質科學、生命科學、技術與工程、地球與宇宙等領域，針對中小學生不同的年齡、性別特征，還應基于學生真實生活的問題開展多元的科技創新活動。如南京曉莊學院附屬小學每年都舉行科技節活動，分為個人項目和團體項目，2024年舉行了以“家”的工程設計和制作為主題的活動。

（作者：王振強，南京師范大學課程與教學研究所博士生，南京曉莊學院附屬小學科學教師；徐文彬，通訊作者，南京師范大學課程與教學研究所教授、博士生導師；賈明娜，江蘇省南京市江寧區谷里中心小學教師）

參考文獻

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[15]漢內萊·涅米（Hannele Niemi），王晨.未來學習者的素養和教育[M].北京：世界圖書圖版有限公司北京分公司，2024.