數智時代，學校如何做好科普教育

導讀

習近平總書記指出：“科技創新、科學普及是實現創新發展的兩翼，要把科學普及放在與科技創新同等重要的位置。沒有全民科學素質普遍提高，就難以建立起宏大的高素質創新大軍，難以實現科技成果快速轉化。”科學素質是國民素質的重要組成部分，是社會文明進步的基礎。《全民科學素質行動規劃綱要（2021—2035年）》提出在“十四五”時期實施青少年科學素質提升行動，激發青少年好奇心和想象力，增強科學興趣、創新意識和創新能力，培育一大批具備科學家潛質的青少年群體，為加快建設科技強國夯實人才基礎。

為學習貫徹習近平總書記關于教育、關于科技創新的重要論述，落實立德樹人根本任務，本期《校長圓桌會》以“數智時代，學校如何做好科普教育”為主題，邀請五位校長共同探討如何把科學普及放在與科技創新同等重要的位置，積極整合科普資源，豐富教育模式，努力提升中小學生的科學素質和創新實踐能力，促進學生健康成長、全面發展。

主持人：中共中央辦公廳、國務院辦公廳《關于新時代進一步加強科學技術普及工作的意見》指出，學校要加強科學教育，不斷提升師生科學素質，積極組織并支持師生開展豐富多彩的科普活動。那么，在教育強國建設背景下，學校是如何將科普教育融入學校教育教學的？請各位介紹一下學校的思路與措施。

孔薇：我們高新區實驗小學精心開發了“基礎型課程 + 拓展型課程 + 研究型課程”三個不同層次的課程群，努力打造“項目式學習 + 研究型學習 + 社會實踐\"科學育人鏈，實現科普教育全學科滲透。

其中，基礎型課程以單元大任務為載體，聚焦真實情境下問題的解決。以社團為載體的研究型課程，將全國發明大會等賽事的評審標準轉化為可操作的課程模塊，形成了“選題—研究一參賽—反思”的閉環學習系統。拓展型課程以項目式學習為載體，聚焦真實問題的解決。例如，學校聯合高校、企業建立跨學科課程共建機制，開發“大國糧倉\"等跨學科課程。圍繞前沿主題組建跨校、跨學科研究小組，推動科普教育與跨學科教學深度融合

晁明芳：淇濱小學深刻認識到課程是科學教育的核心載體，著力將科普教育深度融入日常教學，構建“基礎課程 + 校本特色課程”的立體化課程體系，實現科學教育的全覆蓋。下面主要介紹一下我校的科學校本課程特色。

《鄉土資源影像探索》校本課程以鶴壁當地的自然景觀、人文歷史和傳統工藝為素材，引導學生以科學視角認識家鄉、觀察家鄉。學生組成微電影創作小組，深入淇河濕地，運用生態知識采集水樣檢測酸堿度，分析水質對生態的影響；探訪浚縣泥咕咕作坊，探究黏土塑形、燒制過程中的物理與化學變化，并將科學探索融入微電影創作。從腳本撰寫到成片制作，學生全程參與各個環節，其作品在國際科普影像大賽中獲獎，學生的綜合能力得到了極大提升。

王建：我校依托校園“諸葛氣象站”，以課程建設為突破口，將科普教育融人課程建設，形成“目標一課程一實踐”三位一體的實施路徑。聚焦“創品牌、創未來”目標，學校構建“氣象 + \"融合課程體系：大氣基礎板塊（大氣的組成、天氣系統、觀測預報）與“氣象 + 語文/數學/美術/體育\"四大跨學科課程，編寫校本教材《諸葛氣象》和氣象科普手冊，并開展項目式學習，打破學科壁壘，讓科普教育從單一知識傳授轉向核心素養培育，激勵學生從小樹立科技創新報國的志向。

學校積極開展跨學科項目化研究，如用數學建模解析降雨規律，以詩歌創作描述四季更迭現象，在觀測校園微氣候中開展農耕實踐活動等，使科學知識從抽象概念轉化為可感知的實踐場景。又如，依托臥龍崗的半月臺開展“觀星對話諸葛”“繪制古今星圖手賬”等項目研究，將天文觀測與氣象數據結合，實現科普教育與本土文化的融合。

主持人：在數智時代，科普工作和公民科學素質教育也面臨新的挑戰與變革。那么，學校如何以數字化賦能科學教育，創新科普教育形式，更好地培育學生的科學興趣與創新意識呢？

孫永杰：我們以數字化轉型為抓手，多維度賦能科學教育。打造“尚真實驗室”平臺資源庫，將60個經典科學實驗錄制成短視頻，覆蓋一至六年級，如一年級的“會改變方向的箭頭”六年級的“奧斯特實驗\"等，學生可反復觀看規范操作，打破了課堂時空限制

近年來，學校加大投人建設3D打印教室、機器人教室等數字化空間，新增校區機器人、智慧墻、氣象館互動裝置等，構建沉浸式學習環境，讓學生在機器人教室可編程操控機械臂，在氣象體驗中心可模擬氣候變遷。學校還引入人工智能技術，借鑒高校CUPT開放實驗模式，鼓勵學生自主設計實驗，如利用傳感器探究植物生長規律，通過AI算法分析數據，提升創新思維；借助“人體解碼”“星空求索\"等主題數字化內容，模擬太空場景，讓學生直觀感受科學魅力，激發探索欲。

劉成海：我校人工智能應用以“賦能教學、激活體驗、突破邊界”為核心思路，通過硬件筑基、教師賦能、場景拓展三個維度融合推進科普教育。

硬件建設上，學校除了建設創客教室、激光雕刻室、烘焙室、標本室，還在成為國家首批科學教育實驗校后，又投資60萬元建設科學探索中心，投資30萬元建設人工智能實訓室，讓學生在AI應用、智能編程、虛擬實驗等深度體驗中感受智能科技的神奇。

教師賦能上，學校先是組建了AI學習團隊攻關DeepSeek等軟件應用，再分教研組開展全員專項培訓，又邀請北師大朱立新博士進行專題培訓；接著，為技術骨干教師提供個性化學習材料，生成差異化教案，實現作業“秒批 + 解析”

場景應用上，課堂上，教師將AI工具精準匹配學情，如為學生推送適配的科普閱讀材料等；課堂外，師生可以突破時空限制，如學生可以線上預約科學探索中心科普打卡，教師通過抖音等平臺傳播實驗短視頻，讓科學教育借智能技術打開更廣闊的發展前景。

孔薇：科學興趣的激發，往往始于“被看見\"的成就感。學校利用短視頻、電子白板同屏投屏等數字化工具，構建“探究—實踐一展示一反饋”的閉環，讓學生在表達中深化理解科學知識，在互動中激發科學探究熱情。

短視頻：讓科學成果“可視化”。學校鼓勵學生將實驗過程（如植物生長觀察）、科學原理解讀、創新想法制作成1一3分鐘短視頻，發布在班級視頻號或校園平臺。這種形式不僅鍛煉了學生提煉核心信息的能力，還能通過同伴點贊、評論形成“科學交流圈”，讓“做科學\"變成“分享科學”。

電子白板：讓成果展示“互動化”。學校利用電子白板的同屏投屏功能，在課堂上實現“實時共創”。例如，小組完成某項目后，通過電子白板將實驗報告投屏，組員用電子筆標注關鍵步驟，其他同學通過“課堂互動”功能實時提問，甚至直接在屏幕上修改優化方案。

晁明芳：在數字化時代，淇濱小學充分利用數字技術，為科學教育注人新活力，著力打造沉浸式科普課堂。科普動畫成為學生獲取科學知識的有效輔助工具，其生動的角色設定和趣味性的故事情節，將植物生長、水循環等抽象知識形象化呈現。互動游戲的引入顯著提升了科學課堂的趣味性。學校開發引進“垃圾分類大挑戰”“小小工程師”等科學互動游戲，豐富的關卡設置與獎勵機制，有效激發了學生的學習興趣。虛擬現實（VR）技術為學生帶來全新的學習體驗。學校開設“沉浸式科學體驗課”，學生借助VR設備，可實現時空穿越，或置身恐龍時代觀察霸王龍等恐龍，或“漫步\"太空探索太陽系。

主持人：教育部辦公廳印發的《中小學科學教育工作指南》指出，實施中小學科學教育工作，要有效統籌校內校外資源力量，推動校家社協同育人的科學教育生態系統更加完善。那么，學校在科普教育中有哪些有效利用社會資源的經驗呢？

王建：我校通過“五園三場\"實踐網絡整合社會資源，開展“社會大課堂”，形成多元協同的科普教育格局。校內建設有農耕園、百草園、百花園、百果園、百木園“五園\"研學基地，同時依據氣象站數據開展“氣象耕讀\"\"藥食同源\"等活動，讓學生記錄植物生長周期與氣象變化的關系，了解中醫藥性和氣候的關系，感知自然科學的奧秘。此外，學校還與南陽市氣象局、科技館、漢畫館等“三場\"建立合作關系，開展館校研究，將專業氣象設備轉化為科普“教具”。

為實現家校協同教育，學校每兩周舉辦一次家長氣象科普講座，每月組織一次“行走的氣象科學\"家庭實踐活動，家長與學生共同走進南陽市科技館開展氣象觀測體驗及探究制作活動。這種校家社協同模式，讓科普教育從校園延伸至社會，形成了“學習一實踐一應用\"的完整鏈條。

孫永杰：學校積極構建“請進來”與“走出去”的社會資源整合模式，聘任6位高校專家為科學副校長，邀請省科技廳科普巡講團專家到校舉辦講座，與科研機構共建實踐基地，和農科院共建種子博物館，定期更新標本，讓微型科普館在學校發揮最大育人作用。

同時，學校組織學生走進河大生命科學學院用顯微鏡觀察心肌細胞；走進河南科技館參觀“物質世界”\"宇宙天文\"展廳；走進奇瑞汽車工廠參觀焊裝車間，動手組裝汽車模型，加深理解工業自動化。還積極引入省科技館“科技大篷車”，讓學生體驗伯努利浮球等互動展品。開展“科普活動周”，邀請家長參與科普宣講，形成校家社協同育人格局，最大限度整合多種資源，開闊學生科學視野

劉成海：學校聘請永城職業學院湯其建博士擔任科技副校長，為學校科普教育發展把脈問診，繪制發展藍圖：聯合市科協將流動科技館帶進校園，讓學生直觀感受科學奧秘。

學校充分利用地方科學資源，開拓了科學主題研學活動，讓學生真切感受到芒碭山地質博物館的巖層標本比課本更能講清“滄海桑田”;黃海機械廠的智能生產線，讓“工業4.0\"不再是名詞；氣象局觀測站的百葉箱，藏著天氣預報的密碼。同時，在科普教育座談會上，對家長提出“家庭實驗指導\"建議；在“六一\"兒童節舉行科探中心“親子游園會”。這些校社聯動活動，既發揮了科學教育實驗校的輻射作用，又把科學資源變成了“活課程”，讓科學教育有了溫度。

主持人：《中小學科學教育工作指南》指出，要聚焦科學觀念、科學思維、探究實踐、態度責任等核心素養培育，堅持實踐導向，突出綜合探究、學思結合。在教育強國建設背景下，學校怎樣將科學精神融入實踐活動，激勵青少年樹立投身建設世界科技強國的遠大志向，培育創新精神和實踐能力呢？

晁明芳：我們淇濱小學堅持實踐導向，將科學精神融入各類實踐活動，點燃學生的科學強國夢想。其中，小學科學微電影課程經歷22年探索實踐，提出“三階四域”的理念，通過“文化筑基—科技賦能—融合共生”三階遞進機制，依托自然科學、工程技術、人文社會、生命奧秘四大領域，打破傳統單一學科壁壘，實現跨學科知識整合與能力進階的系統化培養。

結合科學探究六個步驟一觀察與提問、猜想與假設、計劃與組織、事實與證據、模型與解釋、表達與交流，針對不同學段學生的認知特點，學校設計了“低年級科學啟蒙六步法\"和“中高年級高階探究六步法\"雙軌模型，形成一至六年級科學素養遞進培養體系。低年級階段重點培養形象思維，打牢科學基礎；中高年級專注邏輯訓練，以抽象思維進階為引擎，用實驗和思辨討論提升學生創新能力。

孫永杰：學校以“河南省小小科學家科技創新操作室\"為抓手，將科學精神融入實踐活動。在課程實踐中，率真課程設40個科創社團，如3D打印、航模社團，學生制作“火星探測器模型”，在失敗中培養堅韌精神；適真課程開展跨學科項目，如“只有一個地球\"項目融合科學、數學知識，讓學生計算資源消耗數據，增強責任意識。在研學實踐中，學生走進高校科普教育館觀察標本，在奇瑞工廠感受“中國智造”，厚植愛國情懷；在“新能源探索之旅\"科技月活動中，學生制作手搖發電機，制作科普視頻，將環保理念轉化為行動。

學校在各校區安裝科普互動裝置，通過專家講、實地看、動手做的方式，將科學精神潛移默化融入各類實踐活動，并通過多元評價強化科學精神，以此形成“實踐一認知一志向\"的培養全鏈條。

孔薇：我們一是深耕基于核心概念的大單元教學，創設真實情境，培養綜合探究能力。學校依托所在區域“國家自主創新示范區”和“教育部基礎教育課程改革實驗區”的雙重優勢，深耕單元教學設計實踐研究。將科學教育活動與新課程標準的實施有機結合，多方面賦能科學教育，提升科學素養，有效落實科學育人的目標。

二是舉辦科技節，搭建多元實踐平臺，強化科學體驗與榮譽激勵。學校設計多樣化挑戰活動，如“乒兵球搭高塔”“紙飛機滯空時間賽”“吸管塔臺承重\"等競技項目，讓學生在反復設計、不斷實踐改進中提升解決問題的能力。同時，設立“實小工程師獎”，并通過校園官網、微信公眾號等平臺宣傳，樹立榜樣，激勵更多學生投身科學實踐，增強責任感與使命感，

劉成海：要讓科學精神真正根植學生心田，關鍵是讓他們在“動手做\"的過程中去探究、體悟。我校采取的措施就是把實驗室變成“試錯場”，把生活變成“探究場”。如學習科學探索中心，每周有20個小時開放時間，人工智能社團的學生對著人形機器人調試代碼，失敗了就趴在桌子上畫流程圖；3D打印社團成員為了還原“永城地標\"細節，幾乎跑遍城市的街巷，不斷修改調整建模參數；無土栽培區的生菜蔫了，學生會追著生物老師問“是不是營養液濃度又調錯了”

寒暑假的實踐作業更像“科學闖關”，學生用幾何圖形拍家鄉角落，在廚房用小蘇打和醋進行“火山噴發”的化學實驗，用飲料瓶做抽水機—這些從生活中激發創造靈感的嘗試，讓“探究”成了日常。

走出校園，真實場景更點燃了學生的創新火花。皇溝酒廠的傳統釀造車間里，學生盯著檢測儀上的 pH 值波動，突然明白“釀酒工藝也得靠數據說話”；盧師傅食品廠的流水線上，學生為了搞懂月餅酥脆度，拿著硬度計測試樣品，最后用物理課學的“分子間隙\"給出解釋。正是這些細節，讓科學精神融入學生血脈，激勵他們向著科技報國的夢想前行。

（責編林嵐）