最近,北京中小学校园里呈现一波“科学热”。各学校纷纷开展科学节和各具特色的科学教育实践活动,注重创意的科学市集、强调实践的科学探究……校园科学节,学生成了主角。
长期以来,北京市高度重视中小学科学教育,初步构建了教育、科技等部门合作、大中小学联手、家校社协同的大科学教育工作格局,打造了“翱翔计划”、金鹏科技团、学生科技节等一批科学教育知名品牌。2023年,北京青少年创新学院成立,探索构建北京市大中小一体化拔尖创新人才自主培养体系。截至目前,北京市各区纷纷成立北京青少年创新学院区级分院,助力区域和学校做好科学教育加法。校园里,一批小小科学家正在悄然涌现。
从课内学习到课外实践
扩充学生研究“课题库”
仲夏之夜,充满期待,一场“寻蛙之旅“激发了少年的探究之心。北京市第二十二中学初二的同学们,手持手电筒,沿着公园池塘边缓缓前行,每一步都充满了未知与惊喜。突然“呱”地一声,蛙鸣打破了夜的寂静,或跳跃或潜行,蛙的身影逐一显现。同学们静静地观察着,对蛙类的基本特征和生存环境有了深入的了解。北京二十二中打破学科壁垒,形成具有特色的跨学科课程。生物学科将课堂搬到大自然中,引导学生在做中学,在实践中学。
“从观察两栖动物的基本特征,到了解考察地点的地形地貌,再到评估考察地点的生态环境质量,探讨人类活动对两栖动物栖息地的影响。学生们经历了从课堂的理论学习,到讲座的深入拓展,再到实践的亲身体验,这一过程标志着从掌握课内知识到提升实践能力的转变,实现了从知到行的跃升。”二十二中生物教研组长、东城区学科带头人王唐棣老师说。
初冬时节,寒风凛冽,一条条独特的自制扎染围巾温暖了同学们的身心。由北京教育学院附属大兴实验小学“蓝草扎染及制靛工艺研究”小组成员自制的围巾、手帕、玩偶等深受同学们喜欢。这一研究项目,来自于六(2)班张欣怡同学脑中的灵光一闪。在学校科技教师陈恩泽的支持下,同学们在学校种植基地采摘新鲜的菘蓝叶子,借助实验室各种器具,开始制作蓝靛泥。
“经过无数次的失败,在准备放弃的时候,陈老师说‘科学实验一定要严谨并且有耐心,科学探索不应轻言放弃’。于是我重拾信心,分析各实验数据,最终确定了蓝草制作靛泥最关键因素:发酵时间和温度。”在集体协作探究之下,项目组同学还对制靛过程进行了创新。“自制扎染作品,让我很有成就感,也让我明白了想要做好一件事情,就要有不放弃的精神和严谨认真的态度。”张欣怡分享时眼睛里闪着喜悦的光。
他们的故事是近年来北京市“科学教育﹢”举措推进过程中的一个个小片段。北京市顺义区第一中学开展长跑运动中最佳配速研究、北京市门头沟大峪二小利用环保酵素实现校园废弃物的资源化利用……近年来,京城校园里,同学们凭借奇思妙想,或进行解决实际问题的研究,或发明不断涌现。北京教科院院长、北京青少年创新学院院长冯洪荣表示,学校普遍注重学生个性发展和因材施教,将科学教育从课内延伸到课外,扩充科学教育“课题库”,用课题研究来驱动、来引领课程改革和课堂教学的变革,培养学生创新思维和协作能力,一批未来的小科学家正在悄然涌现。
与科学家零距离对话
打造更广域课程体系
当下,院士、学者进校园与学生面对面交流已经成为校园里的一道靓丽风景。在京城中小学校,科学家、教授也成为学校科学教育的参与者和助力者。
2024年11月27日,北京第二实验小学怀柔分校邀请科技副校长、中国科学院大学教授沈海华,以“点石成金——从沙粒到芯片的蜕变”为题,为六年级学生带来芯片科普讲座。
如何让深奥的前沿知识变得通俗易懂,又能激发学生的探究兴趣?作为在集成电路领域深耕20多年的资深科学家,沈海华一直在寻找把芯片知识融入到科普教育中的途径。与学校探讨后,她决定从芯片实物入手,通过举办“我的中国芯”科普教育展览,让学生对芯片有了感性认识,后续通过开设系列科普课程,再具体为同学们讲解。此外,沈海华还将国科大的“春分工程”科普讲堂引入学校,目前国科大研究生已入校给同学们作科普讲座60多场,拓展了学生的知识面和科技视野,点燃了学生们的科学兴趣与梦想。
“高校、科研院所的专家学者走进校园,深度参与到学校的科学教育工作中,产生了良好的效果,也成为了怀柔科学教育的一大亮点。”据北京市怀柔区教科研中心党委书记、主任,北京青少年创新学院怀柔分院常务副院长黄海明介绍,早在2019年,怀柔区在全国率先实现了中小学校科技副校长全覆盖。在近日举办的怀柔区首届中小学科学节上,来自中国科学院国家天文台研究员王乐、中国科学院大学生命学院教授崔骁勇等多个领域的十余位科学家,组成专家团,带领学生进行科学探秘奥林匹克活动设计。
创新人才的基础培养,课堂仍是主阵地,课程是科学教育实施的主渠道。北京市东城区以北京青少年创新学院东城分院为引领,依托“学院制”改革,统筹对区域内的教育资源进行了课程化开发,形成了100余门区域科学类课程,构建了区域独特的“国家课程﹢校本课程﹢学院课程﹢高校课程﹢社会大课堂课程﹢地方课程”的课程体系。
“我们以建设科技高中为突破,深化集团化改革,以课程为核心,以科学教育为抓手,以人才贯通培养、集团成员校协同发展为路径,打造纵向牵引、横向协同、资源共享、组团发展的集团科学教育新载体。”东城教科院相关负责人介绍,东城区已建立北京市第二中学教育集团的“大生态”课程体系、北京汇文中学教育集团的“全人”课程体系、北京市第五中学教育集团的“精气神”课程体系、北京市第一七一中学的“创新力”课程体系。
本学期,大兴区教委聘请北师大教育技术学院的专家团队,在各中小学积极开展“基于开源硬件人工智能科技创新课程”。课程深度融合人工智能前沿知识与创新实践理念,让学生在动手实践中学习编程、电子制作和智能控制等知识。此外,大兴区教委还策划了人工智能万人科普系列活动,让中小学生能够零距离接触人工智能,激发他们对新科技的探索热情。
打造区域特色“科学教育+”
构建家校社协同大科学观
李万成是北京市顺义区牛栏山第一中学生物及综合实践教师,从观鸟开始,带领学生走上科学创新之路。一次偶然,李万成的学生捡到了一只白头鹎,这引发了他们的好奇:过去主要栖息在长江以南的白头鹎怎么在北方现身了?难道这种“南方鸟”北扩了?几经观察,他们不仅最后确认了这个猜想,还有了一个意外发现——白头鹎竟然在牛栏山一中的校园里也有繁殖!利用学校的生态优势,他带学生从观察研究野生白头鹎到观察区域内多种鸟类。学生在科技创新大赛中获得全国及市级奖项500余项。李万成主编的《飞翔的鸟》一书成为北京市首批中小学科技活动教材。他带领学生,多次与顺义区园林绿化局联合开展爱鸟周宣传活动,建立了鸟类标本馆。
金秋收获季,门头沟区师生在赶一场农耕文化科研大集,引人注目。依托全区330亩校园小农场,中小学、幼儿园教师带领学生在绿水青山、田间地头对传统农耕文化进行科学研究,举办“学风的一半在田野”中小幼农业劳动学习成果大集,开展劳动创新型研究和生产实践。
作为北京的生态涵养发展区,密云区始终高度重视生态文明教育,助力形成区域特色科学教育。梳理生态文明相关的20个节日并开展系列活动,举办第二届全国生态日,吸引线上线下6万余人参与。区里建立生态文明教育基地校联盟机制,构建起专家引领、学校推进、宫校联动、融通共育的协同发展共同体。
多年来,北京市朝阳区将戏剧教育视为培养学生综合素质的关键途径,把艺术教育作为拔尖创新人才培养计划中的一个重要领域。12月11日,朝阳区举办首届“创艺节”,从艺术创作到艺术欣赏,从本土文化到国际视野,从传统艺术到科技融合,从艺术实践到心理健康,全方位、多角度地展示了艺术教育的丰富内涵。“艺术不仅能激发学生的创造力和想象力,还能培养他们的审美情趣、人文素养和社会责任感。要发挥艺术对人才成长特别是拔尖创新人才培养的重要作用,要发挥艺术对人才好奇心和探究欲、创新精神和创造力培养的作用。”朝阳区青少年活动中心主任白建立说。
据市教委相关负责人介绍,未来3至5年,将打造100个科学教育特色品牌,推进全市中小学科学教育高质量发展,使科学教育在促进学生全面发展、培养学生核心素养和培育创新人才中发挥重大作用。
文字:王小艾邓丽苏珊姜思瑶智雨荷
编审:张秋颖
终审:冉阳李继君
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