讓中小學(xué)“走近科學(xué)” 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(guān)于加強(qiáng)新時(shí)代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見》(下稱《意見》)，著力在教育“雙減”中做好科學(xué)教育加法，支撐服務(wù)一體化推進(jìn)教育、科技、人才高質(zhì)量發(fā)展。

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

賽項(xiàng)越來越“前沿”，

以開放性激發(fā)創(chuàng)造力

“爻星球”中國基地設(shè)計(jì)賽、開源硬件應(yīng)用設(shè)計(jì)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(dòng)駕駛創(chuàng)新挑戰(zhàn)賽……這些科幻感十足的比賽項(xiàng)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(xiàng)賽事中不難看出，青少年科技競賽在項(xiàng)目設(shè)置上，越發(fā)呈現(xiàn)出與前沿科技緊密結(jié)合的特點(diǎn)。“青少年正處于容易接受新鮮事物的階段，對世界有著極強(qiáng)的好奇心，適合進(jìn)行創(chuàng)新性科學(xué)探索。”省青少年科技教育協(xié)會(huì)中小學(xué)綜合實(shí)踐教育專業(yè)委員會(huì)副主任、南京市中華中學(xué)校長朱征說，青少年應(yīng)有機(jī)會(huì)從日常課程學(xué)習(xí)中走出來，多動(dòng)手動(dòng)腦，將創(chuàng)意想法變成現(xiàn)實(shí)，科技競賽是青少年盡情發(fā)揮科學(xué)創(chuàng)造力的大舞臺(tái)。

除在賽項(xiàng)設(shè)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(diǎn)，讓參賽者充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力。當(dāng)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(shí)驗(yàn)暨作品大賽江蘇賽區(qū)“未來太空車”比賽項(xiàng)目中，這一問題點(diǎn)燃數(shù)百名中學(xué)生探索太空的熱情。項(xiàng)目總裁判長徐自遠(yuǎn)介紹，與以往不同的是，該賽項(xiàng)只規(guī)定使用統(tǒng)一的電動(dòng)機(jī)和電池，其他任意發(fā)揮，各參賽隊(duì)伍可自行選擇任何材料設(shè)計(jì)、制作任何形態(tài)的太空車模型，最終根據(jù)太空車的質(zhì)量、翻越障礙物的高度、使用的時(shí)間等決出勝負(fù)。

記者在比賽現(xiàn)場看到，來自全省50多所中學(xué)的代表隊(duì)制作出來的太空車，車身有木質(zhì)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(xué)知識(shí)也各有側(cè)重。“鼓勵(lì)自由探索，未來太空車項(xiàng)目的‘不設(shè)限’充分激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和工程實(shí)踐能力，引導(dǎo)學(xué)生在不斷試錯(cuò)和改進(jìn)中提升科學(xué)素養(yǎng)、錘煉從事科研事業(yè)的品格。”徐自遠(yuǎn)說。

“科技競賽有助于學(xué)生填補(bǔ)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(xué)信息技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)踐大賽江蘇賽區(qū)裁判員劉國鼎看來，通過比賽，學(xué)生的獨(dú)立思考和解決問題能力、口語及書面表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)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(xiàng)長線活動(dòng)，需要學(xué)生投入大量時(shí)間對參賽作品進(jìn)行設(shè)計(jì)、制作、調(diào)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(shí)間的有效補(bǔ)充?《意見》指出，各地要加強(qiáng)正向宣傳引導(dǎo)，指導(dǎo)中小學(xué)生理性選擇參加“白名單”競賽，搭建中小學(xué)生成長平臺(tái)，發(fā)現(xiàn)有潛質(zhì)的學(xué)生，引導(dǎo)其積極投身科學(xué)研究。

朱征認(rèn)為，“雙減”政策的出臺(tái)為學(xué)校開展科學(xué)教育提供一定的時(shí)間與空間，學(xué)生課業(yè)壓力減少，可以投入更多時(shí)間和精力參與科技活動(dòng)，這是科學(xué)教育的實(shí)施基礎(chǔ)。針對社會(huì)上各種各樣的科技競賽，朱征給出建議，家長可根據(jù)學(xué)生的個(gè)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(xué)素養(yǎng)提升的需求。”省青少年科技教育協(xié)會(huì)秘書長吉春鵬認(rèn)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(xué)科學(xué)、用科學(xué)。通過普及型賽事，為拔尖型賽事挑選優(yōu)秀人才沖擊國獎(jiǎng)。

“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(xué)生、普及更廣泛的細(xì)分領(lǐng)域科學(xué)知識(shí)，共設(shè)計(jì)20多個(gè)賽項(xiàng)，包括3D創(chuàng)意模型搭建競技賽、STEM電子創(chuàng)意設(shè)計(jì)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(shí)，項(xiàng)目設(shè)置也盡可能貼近學(xué)科，這樣既不給教師增加負(fù)擔(dān)，同時(shí)也能讓項(xiàng)目更容易被學(xué)生接受，普及效率更高。比如‘詩詞里的科學(xué)’項(xiàng)目將科學(xué)原理與語文知識(shí)結(jié)合，在語文課程學(xué)習(xí)中也浸潤了科學(xué)知識(shí)，一舉兩得。”

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

加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，

建立完備培訓(xùn)體系

科技競賽是科學(xué)教育的重要一環(huán)，但目前仍面臨師資不足、培訓(xùn)體系不夠完善等痛點(diǎn)。業(yè)內(nèi)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(xué)生培訓(xùn)等方面入手，因地制宜制定賽事管理制度和培訓(xùn)體系。

在省科協(xié)近期開展的“科普服務(wù)助力‘雙減’政策實(shí)施的路徑研究”調(diào)研中，專家們發(fā)現(xiàn)，省內(nèi)中小學(xué)科技輔導(dǎo)員和專任科學(xué)教師比例較低，且省內(nèi)市域之間、城鄉(xiāng)之間科學(xué)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(qiáng)的科技輔導(dǎo)員，才能讓家長更放心，學(xué)生比賽更出彩。”吉春鵬認(rèn)為，系統(tǒng)化培訓(xùn)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(xùn)主要以項(xiàng)目化方式進(jìn)行，比什么就培訓(xùn)什么，缺乏系統(tǒng)的培訓(xùn)，也沒有統(tǒng)一的教學(xué)大綱。“僅靠教師自身鉆研耗時(shí)耗力，也無法保證能否適應(yīng)賽事新要求。”

對于科技輔導(dǎo)員培養(yǎng)，《江蘇省全民科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)規(guī)劃(2021—2035年)》已提出具體要求：實(shí)施教師科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)提升工程，每年培訓(xùn)科技輔導(dǎo)員3000人、認(rèn)定2000人。

目前，省青少年科技教育協(xié)會(huì)正探索通過卓越科技輔導(dǎo)員培訓(xùn)工程，為科技輔導(dǎo)員做體系化的課程培訓(xùn)，讓教師接觸到最新的科技動(dòng)態(tài)，有利于教師將最前沿技術(shù)變革與科學(xué)課程相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

在近日舉行的2023年江蘇省骨干科技輔導(dǎo)員第二期培訓(xùn)班上，省青少年科技教育協(xié)會(huì)綜合實(shí)踐教育專業(yè)委員會(huì)組織省內(nèi)科學(xué)教育名師為70名科技輔導(dǎo)員講授基礎(chǔ)科技競賽理論知識(shí)，并進(jìn)行“火星種植”機(jī)器人項(xiàng)目、“筑夢天宮”項(xiàng)目等比賽實(shí)操培訓(xùn)講解。

正規(guī)的校外科技競賽培訓(xùn)是對目前校內(nèi)科學(xué)教師力量不足的有效補(bǔ)充。朱征舉例說，某中學(xué)開設(shè)的飛行器校本課程，培訓(xùn)機(jī)構(gòu)在提供無人機(jī)設(shè)備的同時(shí)，還研發(fā)包括飛行器發(fā)展史、飛機(jī)模型制作、編程課程培訓(xùn)等整套培訓(xùn)課程。但朱征提醒，學(xué)校與科技培訓(xùn)機(jī)構(gòu)合作，要謹(jǐn)慎選擇，充分研判其配套課程、培訓(xùn)水平，同時(shí)不能完全依賴培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，一定要有分工合作，尤其是要讓自己學(xué)校的教師充分參與，盡快培養(yǎng)出能勝任該課程或項(xiàng)目的教師。

立足校內(nèi)科學(xué)課程，

以學(xué)備賽以賽促學(xué)

不少業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，青少年科技競賽最終要回歸校內(nèi)科學(xué)課程的質(zhì)量提升，以學(xué)備賽，以賽促學(xué)。

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

但是，部分學(xué)校自主研發(fā)校本課程能力不足，甚至有少數(shù)學(xué)校將科學(xué)課程與科技競賽理解為互不相干的兩部分，忽視了校內(nèi)科學(xué)課程是學(xué)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(xué)緊密聯(lián)系的，競賽考察學(xué)生對某些學(xué)科基本理論知識(shí)的運(yùn)用，以及解決實(shí)際問題能力，每一次競賽都是一場綜合性教學(xué)活動(dòng)。

將校內(nèi)學(xué)習(xí)課程與科技競賽相關(guān)培訓(xùn)相結(jié)合，鎮(zhèn)江實(shí)驗(yàn)學(xué)校進(jìn)行了探索。該校信息處主任沙仙霞介紹，學(xué)校通過校本課程、興趣社團(tuán)等渠道，讓編程課覆蓋更多學(xué)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(xué)生分工合作，在教師指導(dǎo)下學(xué)習(xí)Scratch編程，從生活實(shí)際出發(fā)研制智能家居設(shè)備，創(chuàng)作出傳感器控制的掃地機(jī)器人、聲敏傳感器控制的智能電燈、滑桿傳感器調(diào)節(jié)的智能風(fēng)扇等一批智能家居作品。通過平時(shí)積累，不少同學(xué)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(jī)器人，再到飛行機(jī)器人等，在競賽中，學(xué)生掌握了更多科學(xué)知識(shí)。”

此外，省內(nèi)一批中小學(xué)積極引入校外資源，在科學(xué)課程中融入STEAM教育理念，開發(fā)科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等綜合課程，滿足學(xué)生多樣化學(xué)習(xí)需求。江蘇省蘇州實(shí)驗(yàn)中學(xué)相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者，為了深化科技教育，學(xué)校開設(shè)新能源探究、科技論文撰寫、機(jī)器人設(shè)計(jì)、3D打印等校本課程，并自主建設(shè)污染檢控專業(yè)實(shí)驗(yàn)室、低碳環(huán)?；?dòng)體驗(yàn)館等科技創(chuàng)新平臺(tái)，打造科技特色學(xué)校。“學(xué)校與南京大學(xué)、蘇州大學(xué)、蘇州科技大學(xué)等高校建立了科技活動(dòng)交流關(guān)系，學(xué)生在各類青少年科技競賽中獲得了優(yōu)異成績，科學(xué)素養(yǎng)得到普遍提升。”

朱征認(rèn)為，在中小學(xué)開設(shè)豐富的選修校本課程供學(xué)生自由選擇的同時(shí)，科技協(xié)會(huì)也要充分發(fā)揮“牽線搭橋”作用，協(xié)調(diào)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(jìn)科技場館實(shí)地實(shí)踐。此前科技大篷車進(jìn)校園、科技場館專業(yè)人員進(jìn)校園授課、科技場館開放針對青少年的研學(xué)服務(wù)等，都是“雙減”背景下做好科技競賽培訓(xùn)、科學(xué)教育加法的良策。