讓中小學“走近科學” 給青少年“創(chuàng)想空間”

教育部等十八部門近日聯(lián)合印發(fā)《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》(下稱《意見》)，著力在教育“雙減”中做好科學教育加法，支撐服務一體化推進教育、科技、人才高質量發(fā)展。

隨著全國科技活動周、科普宣傳周帶來的熱度，近期多個青少年科技創(chuàng)新大賽在江蘇各地開展。如何設計適合青少年特點，富有創(chuàng)新性、示范性和導向性的科學競賽活動?在“雙減”背景下，怎樣利用各類科技創(chuàng)新大賽做好科學教育加法?記者進行了探訪。

賽項越來越“前沿”，

以開放性激發(fā)創(chuàng)造力

“爻星球”中國基地設計賽、開源硬件應用設計挑戰(zhàn)賽、近地軌道衛(wèi)星回收挑戰(zhàn)賽、“走向未來”人工智能自動駕駛創(chuàng)新挑戰(zhàn)賽……這些科幻感十足的比賽項目，來自近日舉辦的第三屆全國青少年科技教育成果展示大賽江蘇省區(qū)域賽。此次大賽共吸引全省5037名選手參賽，人數(shù)創(chuàng)歷史新高。

從近期舉行的多項賽事中不難看出，青少年科技競賽在項目設置上，越發(fā)呈現(xiàn)出與前沿科技緊密結合的特點。“青少年正處于容易接受新鮮事物的階段，對世界有著極強的好奇心，適合進行創(chuàng)新性科學探索。”省青少年科技教育協(xié)會中小學綜合實踐教育專業(yè)委員會副主任、南京市中華中學校長朱征說，青少年應有機會從日常課程學習中走出來，多動手動腦，將創(chuàng)意想法變成現(xiàn)實，科技競賽是青少年盡情發(fā)揮科學創(chuàng)造力的大舞臺。

除在賽項設置上面向未來，青少年科技競賽比賽規(guī)則也呈現(xiàn)出開放性特點，讓參賽者充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力。當中國航天員登上月球，該如何在崎嶇的地面平穩(wěn)駕駛太空車、讓太空車成功翻越障礙物?在第九屆全國青年科普創(chuàng)新實驗暨作品大賽江蘇賽區(qū)“未來太空車”比賽項目中，這一問題點燃數(shù)百名中學生探索太空的熱情。項目總裁判長徐自遠介紹，與以往不同的是，該賽項只規(guī)定使用統(tǒng)一的電動機和電池，其他任意發(fā)揮，各參賽隊伍可自行選擇任何材料設計、制作任何形態(tài)的太空車模型，最終根據(jù)太空車的質量、翻越障礙物的高度、使用的時間等決出勝負。

記者在比賽現(xiàn)場看到，來自全省50多所中學的代表隊制作出來的太空車，車身有木質的、塑料的、金屬的，車輪有三輪的、四輪的、履帶的……每輛小車形態(tài)各異，使用的工程學知識也各有側重。“鼓勵自由探索，未來太空車項目的‘不設限’充分激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和工程實踐能力，引導學生在不斷試錯和改進中提升科學素養(yǎng)、錘煉從事科研事業(yè)的品格。”徐自遠說。

“科技競賽有助于學生填補知與行之間的縫隙，從比賽中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。”在全國中小學信息技術創(chuàng)新與實踐大賽江蘇賽區(qū)裁判員劉國鼎看來，通過比賽，學生的獨立思考和解決問題能力、口語及書面表達能力、團隊協(xié)作能力等都得到了鍛煉。

既要有拔尖型賽事，

更要有普及型賽事

科技競賽是一項長線活動，需要學生投入大量時間對參賽作品進行設計、制作、調試、優(yōu)化等。如何選擇合適的、有益的科技競賽，讓科技競賽成為“雙減”課余時間的有效補充?《意見》指出，各地要加強正向宣傳引導，指導中小學生理性選擇參加“白名單”競賽，搭建中小學生成長平臺，發(fā)現(xiàn)有潛質的學生，引導其積極投身科學研究。

朱征認為，“雙減”政策的出臺為學校開展科學教育提供一定的時間與空間，學生課業(yè)壓力減少，可以投入更多時間和精力參與科技活動，這是科學教育的實施基礎。針對社會上各種各樣的科技競賽，朱征給出建議，家長可根據(jù)學生的個人興趣愛好，在教育部和各省列出的青少年科技賽事“白名單”中選擇參加的賽事。

“降低參賽門檻，把科技競賽送到各區(qū)縣，才能滿足更多青少年對科學素養(yǎng)提升的需求。”省青少年科技教育協(xié)會秘書長吉春鵬認為，青少年科技競賽不僅需要人才拔尖型賽事，更需要普及型賽事。以普及為先，吸引更多孩子學科學、用科學。通過普及型賽事，為拔尖型賽事挑選優(yōu)秀人才沖擊國獎。

“從孩子天性和興趣出發(fā)，我們研究制定賽事，并為孩子們提供多樣化選擇。”吉春鵬說，省青少年科技模型大賽為覆蓋更多學生、普及更廣泛的細分領域科學知識，共設計20多個賽項，包括3D創(chuàng)意模型搭建競技賽、STEM電子創(chuàng)意設計競賽、電子工程師競賽、創(chuàng)芯造未來普及賽等。“我們在組織科技競賽時，項目設置也盡可能貼近學科，這樣既不給教師增加負擔，同時也能讓項目更容易被學生接受，普及效率更高。比如‘詩詞里的科學’項目將科學原理與語文知識結合，在語文課程學習中也浸潤了科學知識，一舉兩得。”

同時，為避免科技競賽數(shù)量過多，造成“雙減”不“減負”，也要嚴格管控青少年科技競賽數(shù)量，提升賽事質量。在去年10月省教育廳出臺的《省教育廳辦公室關于公布2022-2025學年中小學生競賽活動項目的通知》中，列出我省中小學“金鑰匙”科技競賽等12項省級中小學生競賽“白名單”。要求嚴格控制面向全省中小學生開展各類競賽活動的數(shù)量，切實減輕中小學、學生和家長負擔。明確要求在2022年9月至2025年8月期間，每學年舉辦科技競賽不得超過1次，累計不超過3次。

加強師資隊伍建設，

建立完備培訓體系

科技競賽是科學教育的重要一環(huán)，但目前仍面臨師資不足、培訓體系不夠完善等痛點。業(yè)內專家坦言，青少年科技競賽良性生長，必須從賽事管理、教師培養(yǎng)、學生培訓等方面入手，因地制宜制定賽事管理制度和培訓體系。

在省科協(xié)近期開展的“科普服務助力‘雙減’政策實施的路徑研究”調研中，專家們發(fā)現(xiàn)，省內中小學科技輔導員和專任科學教師比例較低，且省內市域之間、城鄉(xiāng)之間科學教育資源分布不均。

“提升我省青少年科技競賽競爭力，需要培育一批專業(yè)能力較強的科技輔導員，才能讓家長更放心，學生比賽更出彩。”吉春鵬認為，系統(tǒng)化培訓是保障競賽獲得優(yōu)異成績的必要保障。但是目前賽事培訓主要以項目化方式進行，比什么就培訓什么，缺乏系統(tǒng)的培訓，也沒有統(tǒng)一的教學大綱。“僅靠教師自身鉆研耗時耗力，也無法保證能否適應賽事新要求。”

對于科技輔導員培養(yǎng)，《江蘇省全民科學素質行動規(guī)劃(2021—2035年)》已提出具體要求：實施教師科學素質培養(yǎng)提升工程，每年培訓科技輔導員3000人、認定2000人。

目前，省青少年科技教育協(xié)會正探索通過卓越科技輔導員培訓工程，為科技輔導員做體系化的課程培訓，讓教師接觸到最新的科技動態(tài)，有利于教師將最前沿技術變革與科學課程相結合，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

在近日舉行的2023年江蘇省骨干科技輔導員第二期培訓班上，省青少年科技教育協(xié)會綜合實踐教育專業(yè)委員會組織省內科學教育名師為70名科技輔導員講授基礎科技競賽理論知識，并進行“火星種植”機器人項目、“筑夢天宮”項目等比賽實操培訓講解。

正規(guī)的校外科技競賽培訓是對目前校內科學教師力量不足的有效補充。朱征舉例說，某中學開設的飛行器校本課程，培訓機構在提供無人機設備的同時，還研發(fā)包括飛行器發(fā)展史、飛機模型制作、編程課程培訓等整套培訓課程。但朱征提醒，學校與科技培訓機構合作，要謹慎選擇，充分研判其配套課程、培訓水平，同時不能完全依賴培訓機構，一定要有分工合作，尤其是要讓自己學校的教師充分參與，盡快培養(yǎng)出能勝任該課程或項目的教師。

立足校內科學課程，

以學備賽以賽促學

不少業(yè)內專家認為，青少年科技競賽最終要回歸校內科學課程的質量提升，以學備賽，以賽促學。

“比賽并不是最終目的。”朱征說，通過配套的培訓課程進行有針對性的輔導，讓學生科學素養(yǎng)得到提升，這才是學校最希望看到的。而賽事培訓課程又分為兩種，一種是賽前的賽事輔導培訓，另一種是作為常態(tài)化的校本課程培訓，后者的重要性尤為突出。“有計劃、分步驟地進行校本課程培訓，到了比賽季，就可以從容地從學校里選拔出一批表現(xiàn)突出的學生參賽，讓比賽和課程有機融合。”

但是，部分學校自主研發(fā)校本課程能力不足，甚至有少數(shù)學校將科學課程與科技競賽理解為互不相干的兩部分，忽視了校內科學課程是學生接觸科技競賽的“敲門磚”。朱征表示，科技競賽一定是和課堂教學緊密聯(lián)系的，競賽考察學生對某些學科基本理論知識的運用，以及解決實際問題能力，每一次競賽都是一場綜合性教學活動。

將校內學習課程與科技競賽相關培訓相結合，鎮(zhèn)江實驗學校進行了探索。該校信息處主任沙仙霞介紹，學校通過校本課程、興趣社團等渠道，讓編程課覆蓋更多學生，激發(fā)了眾多“追夢少年”的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。比如在“傳感世界之智能家居”校本課程中，學生分工合作，在教師指導下學習Scratch編程，從生活實際出發(fā)研制智能家居設備，創(chuàng)作出傳感器控制的掃地機器人、聲敏傳感器控制的智能電燈、滑桿傳感器調節(jié)的智能風扇等一批智能家居作品。通過平時積累，不少同學參加省青少年創(chuàng)意編程大賽獲得優(yōu)異成績，“從簡單的障礙競速，到四輪機器人，再到飛行機器人等，在競賽中，學生掌握了更多科學知識。”

此外，省內一批中小學積極引入校外資源，在科學課程中融入STEAM教育理念，開發(fā)科學、技術、工程、數(shù)學等綜合課程，滿足學生多樣化學習需求。江蘇省蘇州實驗中學相關負責人告訴記者，為了深化科技教育，學校開設新能源探究、科技論文撰寫、機器人設計、3D打印等校本課程，并自主建設污染檢控專業(yè)實驗室、低碳環(huán)?；芋w驗館等科技創(chuàng)新平臺，打造科技特色學校。“學校與南京大學、蘇州大學、蘇州科技大學等高校建立了科技活動交流關系，學生在各類青少年科技競賽中獲得了優(yōu)異成績，科學素養(yǎng)得到普遍提升。”

朱征認為，在中小學開設豐富的選修校本課程供學生自由選擇的同時，科技協(xié)會也要充分發(fā)揮“牽線搭橋”作用，協(xié)調各地科技資源更多向青少年科技競賽傾斜，讓青少年走出校園、走進科技場館實地實踐。此前科技大篷車進校園、科技場館專業(yè)人員進校園授課、科技場館開放針對青少年的研學服務等，都是“雙減”背景下做好科技競賽培訓、科學教育加法的良策。