“高校+小學”協(xié)同育人提升學生科學素養(yǎng)的實踐研究

一、研究背景

重慶市巴南區(qū)南溫泉小學（下文簡稱\"該校\"）是一所位于城鄉(xiāng)接合部的小學，流動人口子女占比超過 70% 。自2012年8月遷入新址以來，該校積極推進新課程改革，借助教育信息化實現(xiàn)了跨越式發(fā)展。該校秉持\"泉映智慧、溫潤生命\"的辦學理念，致力于讓每一位學生平等享受優(yōu)質教育，讓流動人口子女也能接受最先進、最前沿的教育。該校校友中不乏杰出科學家，如中國科學院院士、核物理學家經(jīng)福謙，中華電腦之父范光陵，清華大學青年數(shù)學家賴力，以及北京航空航天大學博士石本可等，他們?yōu)閷W生科學家精神的塑造提供了良好的榜樣示范和引領作用。

在教育改革的進程中，研究人員發(fā)現(xiàn)該校當前科學教育教學仍存在一些弊端。盡管課堂上有組織、有計劃地獲取和掌握知識具有優(yōu)勢，但長期以來應試教育的影響，導致學科知識與生活、工作、世界之間的聯(lián)系割裂，阻礙了知識在日常生活實踐中的應用，使得知識成為惰性知識，不利于學生創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)。具體表現(xiàn)為：解答書本問題多，解決真實任務問題少；分科單一學習多，跨學科綜合學習少；追求固定答案多，創(chuàng)新思維訓練少。因此，該校學生的科學素養(yǎng)難以達到預期目標。《義務教育科學課程標準（2022年版）》和《重慶市小學科學課程教學實施指導意見》的頒布，對小學科學教育提出了新要求：要面向全體學生，立足素養(yǎng)發(fā)展。

二、研究基礎與優(yōu)勢

在上述研究背景下，該校經(jīng)審視發(fā)現(xiàn)，毗鄰的重慶工程學院作為一所工程技術類大學，在科技（尤其是軟件、電子信息領域）方面實力強勁，且科學科技類場館設施完備且先進。鑒于此，該校考慮借助重慶工程學院的資源，開展高校與小學的協(xié)同合作，通過一系列有針對性的實踐活動來提升小學生的科學素養(yǎng)。事實上，雙方對此均有需求。

重慶工程學院的軟件學院黨總支、動畫與數(shù)字影視學院已將該校列為實踐基地。中國民主同盟重慶工程學院支部援建了該校的“溫潤書吧”，并與其開展了共建活動。此外，重慶工程學院部分院系的學生已多次到該校開展相關活動，該校也有部分師生前往重慶工程學院進行參訪交流，雙方已建立了良好的互動基礎。同時，重慶工商大學機械工程學院的\"匠小青\"科普分隊也與該校形成了協(xié)同機制。每周五下午，科普分隊的大學生志愿者會走進南溫泉小學，深人各個班級，開展科普宣講和科學小實驗活動。

在師資力量方面，該校同樣具備優(yōu)勢。學校擁有2名區(qū)級科學科技類骨干教師，他們指導的學生多次在全國、市、區(qū)科技節(jié)中榮獲等級獎。其中一位區(qū)骨干教師的論文《小學科學課與綜合實踐活動課的整合》已在《小學科學》公開發(fā)表，且其主研的重慶市級教育科研課題已順利結題。此外，該校的科學老師在科學賽課中分別榮獲重慶市級一等獎和區(qū)級二等獎。

由此可見，南溫泉小學在開展高校與小學協(xié)同、提升小學生科學素養(yǎng)的實踐研究方面，具備扎實的基礎和顯著的優(yōu)勢。

三、理論依據(jù)

（一）赫德（P.H.Hurd）的\"科學素養(yǎng)\"理論

1958年，美國斯坦福大學榮譽教授赫德在《科學素養(yǎng)：它在美國學校的意義》一文中，首次使用“科學素養(yǎng)”這一術語來描述對科學的理解，并將科學技術與社會的關系作為重要議題提出。1970年，赫德進一步闡述：一個具備科學素養(yǎng)的人應理解科學事業(yè)，認識到科學知識是不斷發(fā)展的；能夠以實用的方式掌握一些主要的概念、假說、定律和理論；理解科學中系統(tǒng)研究的價值，以及探究過程與概念、定律和理論之間的關系；能夠從文化、社會和歷史的角度審視科學事業(yè)，并認識到科學繁榮的文化條件以及科學事業(yè)的普遍性。

（二）新課改學生核心素養(yǎng)理論

自2001年啟動實施的第八次基礎教育課程改革，是推進素質教育的重要舉措。《義務教育課程方案和課程標準（2022年版）》于2022年4月21日正式發(fā)布，并于同年9月正式實施。新課標將科學課程的設置時間提前至一年級，體現(xiàn)了國家對學段銜接的重視。中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)綜合表現(xiàn)為人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當、實踐創(chuàng)新等六大素養(yǎng)。其中，“科學精神\"方面主要培養(yǎng)學生的理性思維、批判質疑、勇于探究等能力；“實踐創(chuàng)新\"方面則主要培養(yǎng)學生具備勞動意識、問題解決、技術運用等能力。科學精神和實踐創(chuàng)新是本研究重點關注的兩個素養(yǎng)維度。

四、研究措施

（一）厘清概念

“素養(yǎng)”一詞，在《現(xiàn)代漢語詞典》中的解釋為“平日的修養(yǎng)”。同時，“素質\"的三個義項中，第二個義項即為“素養(yǎng)”。由此可見，中文語境下對\"素養(yǎng)\"的解釋偏重于過程性。而“素養(yǎng)\"的英語單詞是Literacy，直譯意為“識字，讀寫能力；專業(yè)知識;精通文學”。英語語境下對“素養(yǎng)\"的解釋則偏重于結果。無論從過程還是結果來看，中文和英文對“素養(yǎng)\"的解釋都蘊含著動態(tài)發(fā)展的觀點。素養(yǎng)是一個從低到高的連續(xù)體，所有人都處于這個連續(xù)體的某個位置上，并且隨著閱歷的增長和教育的加強，公民（包括小學生）的素養(yǎng)水平會不斷向更高點提升。

（二）小學生科學素養(yǎng)現(xiàn)狀第一次調查

2024年1月，南溫泉小學針對小學低段（二年級）、中段（三、四年級）、高段（五、六年級）分別設計了科學素養(yǎng)調查問卷。問卷內容主要涵蓋學生對科學概念的理解以及對科學實驗操作的理解程度。全校共有853名學生參與調查，最終回收有效問卷225份，樣本率為 26.37% 。根據(jù)對調查問卷的分析，該校參與抽樣調查的學生在對科學概念的理解方面準確率約為 60% ，在對科學實驗操作的理解方面準確率約為 40% ，這表明學生的科學素養(yǎng)水平還有極大的提升空間。

（三）高校師生走進小學開展活動

重慶工商大學師生走進南溫泉小學，開展了科學小實驗活動，具體內容根據(jù)年級有所不同：三年級涉及包裝設計、科技賦能愛護母親河、云朵的形成等；四年級包括長征五號、人工智能家居、小蘇打與白醋的反應等；五年級聚焦探秘嫦娥六號；六年級則涉及激光切割、認識人體等。此外，他們還面向該校學生展示了3D打印、循跡小車、自動升高的水、生氣的瓶子、彩虹橋實驗、顏色變變變、速疊杯、科幻畫與手抄報等活動。以紙飛機的設計、制作、放飛科教活動為例，南溫泉小學與重慶工商大學學生共同擬定了活動方案，具體如下：

1.活動名稱：紙飛機飛啊飛

2.活動具體目標：（1）學習并初步理解飛機飛行的科學原理;（2）培養(yǎng)設計、制作、放飛、改進紙飛機的能力。

3.活動方案所涉及的對象、人數(shù)和需求分析（1）對象：南溫泉小學三年級1班學生。

（2）人數(shù)：44人。

（3）需求分析：鑒于2024年11月12日—17日中國國際航空航天博覽會在廣東珠海舉辦，引導學生關注此類重大新聞，可增強學生的民族自信心。通過研究紙飛機，激發(fā)他們努力學習、刻苦鉆研的激情。

4.活動方案的主體部分

（1）活動內容

a.了解紙飛機的發(fā)展歷史;b.學習如何折疊、制作出一個好的紙飛機（大學生協(xié)助）;c.組織紙飛機放飛比賽（大學生示范、小學生參賽）;d.改進自己的紙飛機后再次放飛;e.總結本次科教活動。

（2）難點、重點

a.難點：如何折疊、制作出一款飛行距離遠、滯空時間長的優(yōu)質紙飛機。b.重點：學習紙飛機的相關科學知識，并把這些知識運用到實際制作、放飛過程中。

（3）活動過程和步驟

a.教師觀察到學生玩紙飛機的自發(fā)行為，引導并提出玩紙飛機的相關規(guī)范要求；b.擬定“紙飛機飛啊飛\"科學探究計劃;c.學生自行初步搜集紙飛機的相關信息、資料，并對資料進行分類整理;d.通過“紙飛機飛啊飛”課堂教學，比較深入了解紙飛機的歷史和現(xiàn)狀，引導學生個人、分組折疊、制作出一款紙飛機;e.紙飛機放飛比賽，做好文字、圖片、攝像記錄;f.總結第一次紙飛機折疊制作放飛情況，并進行對紙飛機的優(yōu)化改進工作；g.再次進行紙飛機放飛活動，評選出優(yōu)勝者。

（4）可能出現(xiàn)的問題及解決預案

a.問題：學生制作紙飛機使用的材料不一樣。

解決預案：針對不同材料制定不同的評判標準。

b.問題：學生亂飛紙飛機，影響環(huán)境衛(wèi)生。

解決預案：把紀律表現(xiàn)納入評比標準。

（5）活動結果及呈現(xiàn)方式

a.撰寫“紙飛機飛啊飛\"科學探究報告，在全班展示交流，并在校內用展板、國旗下講話、校園廣播站、科技節(jié)等形式進行分享和交流；b.常態(tài)化開展紙飛機的探究，鼓勵學生通過網(wǎng)絡新媒體展示自己的紙飛機，并向全球紙飛機錦標賽發(fā)起沖擊。

（6）評價標準

項目1：科學探究。評價內容：了解紙飛機的折法，比較紙飛機不同的飛行情況，發(fā)現(xiàn)其問題所在。

項目2：放飛實操。評價內容：飛行直線距離、紙飛機滯空時間。

以上項目均以自評10分、7分、5分這三個等級打分，最后老師總評打分，匯總后評選出優(yōu)勝者，頒發(fā)獎狀獎品。

5.活動對學生的教育作用

通過查找紙飛機資料，培養(yǎng)學生利用信息技術解決實際問題的能力；通過反復改進自己的紙飛機，培養(yǎng)學生堅韌不拔的毅力和團結協(xié)作的能力；通過對珠海航展的了解，增強對祖國航空事業(yè)的民族自豪感，從小培養(yǎng)“請黨放心，強國有我\"的志向和抱負。

（四）小學師生走進高校開展活動

南溫泉小學組織高年級師生走進重慶工程學院，參訪了其下屬的軟件學院、大數(shù)據(jù)與人工智能學院、計算機與物聯(lián)網(wǎng)學院、智能制造學院、數(shù)字藝術學院、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學院、大學生素質教育中心以及圖書館的科技賦能圖書借閱系統(tǒng)。大學教授親自講解，讓學生切實感受到了工程技術高校在科技方面的教育教學魅力。

五、結語

2024年12月，南溫泉小學針對二至六年級學生開展了第二次科學素養(yǎng)抽樣調查。全校共有851名學生參與，回收有效調查問卷223份，樣本率為 26.20%₀₀ 根據(jù)對調查問卷的分析，學生在科學概念理解方面的準確率已提升至 80% ，在科學實驗操作理解方面的準確率也已提升約 70% 。通過高校與小學的協(xié)同合作，常態(tài)化開展“高校參與小學教育\"和“小學進高校參訪\"活動，這些舉措對開拓小學生視野、逐步提升小學生科學素養(yǎng)、增強教師跨學科教育教學能力以及豐富學校科學教育資源庫均起到了良好的推動作用。

參考文獻：

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