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聚焦中小学科学教育实验区、实验校改革探索案例①

2026-07-14 10:07 中国教育新闻网

来源标题:聚焦中小学科学教育实验区、实验校改革探索案例①

为深入贯彻习近平总书记关于在教育“双减”中做好科学教育加法的重要指示精神,推动科学教育高质量发展,助力教育强国建设,自2024年以来,教育部分批推进全国中小学科学教育实验区、实验校建设工作。各地各校聚焦课程、教学、师资、评价、社会协同等方面,大胆探索、先行先试,不断破解难点堵点,涌现出一批好经验好做法,发挥了辐射引领作用,营造出浓厚的科学教育改革氛围,我们特选取其中部分案例刊发,供学习借鉴。 ——编者

 

北京市朝阳区:

构建教学评一体化科学实验教学模式    

实验教学是培养学生科学思维与实践能力的关键环节。北京市朝阳区坚持以实验教学为培养学生科学素养的关键抓手,紧扣中考改革契机,将课程标准中规定的学生必做实验转化为真实问题驱动的探究项目,构建教学评一体化的实验教学新范式,推动实验教学从技能训练走向问题解决。

重构内容体系,推动必做实验走向问题解决。遵循从生活实际发现问题、通过实验探究问题、运用学科思维解决问题的逻辑,将课标学生必做实验重构为“真实情境、问题生成、学科探究”三位一体的项目化学习序列,明确发现问题、设计方案、实验实施、总结反思四个探究阶段,促使实验教学由按步骤操作向“为解决问题而探究”转变。例如,将“粗盐中难溶性杂质的去除”拓展为海水资源开发主题,覆盖生活、技术、文化等多类情境,实现教材内容、生活经验与社会议题的有机融合。

贯通教学实施,实现课前、课中、课后一体化育人。坚持整体育人理念,以思维发展为主线,构建课前诊断、课中探究、课后迁移的一体化教学模式,推动实验教学从单一技能训练转向系统化育人。课前,通过诊断任务激活学生已有经验,扫清认知障碍,例如,探究酸碱盐性质前,引导学生发现酸碱盐之间的反应规律,为实验建立知识锚点;课中,以真实情境驱动问题生成,借助思维导图外显学生实验设计思路,通过规范操作确保实验证据可靠性;课后,通过实践活动推动课中课后一体化与跨情境迁移,如酸碱盐性质实验后,通过造纸实践活动,引导学生综合应用多学科知识解决真实问题,深化对学科知识生活化的理解,提升复杂问题解决能力。

完善实验评价体系,推动评价从结果判定转向过程赋能。围绕课程标准学生必做实验研制评价指南,建立伴随式、全要素、多元化的实验评价机制。构建“一实验一量表”伴随式评价工具,将初中物理、化学、生物学课程标准中对39个学生必做实验的要求与中考实验评价要点转化为一整套可操作、可观测的评价标准,为实验教学提供指引;研制促进实验素养发展的全过程分类评价框架,强化对探究过程合理性的考查,例如化学学科构建表现性评价框架,涵盖实验态度、方案设计、操作实施、交流评价等维度,推动评价重心从操作技能评分转向科学素养诊断;建立以学生为中心的评价实施方式,通过自评启发反思、互评促进方法优化、师评引导行为改进,形成多主体协同、以评促学、以评促教的良好局面。

系统性的实验教学改革,有效激发了学生主动探究的热情,促进了教师的专业成长。义务教育质量监测数据显示,区域学生科学素养水平、科学课动手实验参与率、教师实验指导质量等指标表现优异。

 

浙江省宁波市:

探索科学实验评价方式转型

为更加全面、客观地评估学生实验操作能力与科学实践素养,推动城乡实验教学高质量均衡发展,浙江省宁波市以评价改革为突破口,将实验操作测试纳入中考体系,创新构建事前、事中、事后三个阶段科学实验教学与评价新范式,推动科学教育由“知识本位”向“素养本位”转型。

事前把好“决策关”

宁波市2018年出台中考改革实施意见进行顶层部署,明确2021届起科学学科增设实验操作测试,满分10分,计入总分。采取“先试点后推广”方式,2019年在6个区县试点,2021年全域实施,至2025年累计服务考生32万余人次。在推进过程中,统筹教研、考试、装备三方力量,建立每月例会等常态化联动机制。考试院负责考试组织及评分,教研室负责命题,装备部门负责设备保障。同时,组建“市区校”三级专家研判团队,选用支持“先考后评”流程、4K分辨率的录像考务系统,评卷人员从专家库抽签产生,开展3轮评分标准培训,将评分误差控制在1分以内。

事中把好“标准关”

一是命题标准化,以课程标准为依据,确定10个实验为测试范围,摄制实验操作示范视频供学生日常观摩。考前30天公布当年6个实验试题,考前25分钟由考生随机抽取本人试题。二是装备标准化,全市统一招标配备录像系统、考评系统等设施,一期投入6600余万元建成137个标准化考场。三是程序标准化,评卷采用均衡赋分及“双盲评”机制,确保各实验成绩分布大体相当,最大限度确保阅卷公平性。2024年起引入AI阅卷,可识别12个关键得分点,准确率达90%,减少50%以上人工工作量。

事后把好“提升关”

一是优化结果应用,2024年起将科学实验测试成绩调整为以等级制呈现(A/B/C三等),A等作为优质高中自主招生和定向分配招生的前置条件,避免学生陷入“应试式”训练。同步试点基于AI的“即学即测”模式,推动学生“全学全练”。2025年全市学生科学能力A等比例达93%左右。二是提升教师能力。近三年累计开展实验技能培训活动超50场,覆盖教师1万余人次。同时通过教共体建设,城区学校每周与乡村学校同上一节实验同步课,每月派教师驻点指导。三是整合校外资源。将课标实验项目与宁波特色产业融合,并联合高新企业、高校等拓展学生实验空间。目前全市“一校一基地”全覆盖,首批54家企业及高校高端实验室纳入“共享实验室”名单,年均接待学生超20万人次。

面向未来,宁波市将紧抓人工智能发展战略机遇,对初中学校实验室进行AI改造,探索构建集“实时监测、智能分析、精准反馈”于一体的智慧实验教学体系,实现全市中小学生实验操作“应学尽学、应考尽考”。

 

上海市徐汇区:

以STEM教育撬动科学类课程教学方式变革

上海市徐汇区抓住全国中小学科学教育实验区建设契机,通过STEM教育改革,回答“科学教育如何服务学生全面发展与科技后备人才培养”的时代课题。

构建“四维培育路径”推动教师理念转变

徐汇区以STEM教育为核心抓手,构建“分层培训+场景实践+同伴互助+考核激励”四维培育路径。在分层培训上,按照教龄与专业能力将教师分为新手教师、骨干教师、学科带头人三个梯队,开展分层培训。在场景实践上,建立“理念转化实践课”闭环机制。在同伴互助上,组建跨校、跨学科教研共同体,搭建常态化研讨平台,推行骨干教师结对帮扶机制。在考核激励上,将STEM教学实践纳入教师考核、职称评定与评优体系。

课程建设:“STEM+”项目课程全覆盖

作为全国首批STEM区域推进实验区,徐汇区构建起学段贯通、跨学科融合的“STEM+”项目课程体系。课程设计上,构建“目标锚定—内容筛选—流程设计—资源匹配—评价预设”五步设计法,精准搭建课程框架。课程内容上,结合各学段认知规律开展梯度化设计,内容覆盖生命科学、人工智能等多个领域。课程实施上,累计开发近50门STEM+课程,累计5万人次学生参与课程项目,300余名教师常态化授课,破解课程本土化落地难题。

支撑体系:构建立体化育人支持结构

聚焦教师发展、资源整合、制度建设三大核心,搭建育人支撑体系。教师发展上,与高校合作开设STEM教学设计工作坊,搭建区域教师社群,实现教研经验全域共享。资源整合上,联合科研院所、高校、企业,搭建“课程+实验+赛事+实训”四位一体综合资源平台。制度建设上,设立科学教育专项经费,建立标准化评估机制,保障STEM教育高质量推进。

评价体系:建立“三维一体”指标体系

构建学生发展、教学改进、学校发展“三维一体”指标评价体系。学生发展维度聚焦科学核心素养,从认知发展、学习能力、社会能力、技术应用能力四大指标开展综合评价;教学改进维度围绕教学理念践行、教学方式转变、课堂形态设计、教学效果达成四大指标动态跟踪课堂转型成效;学校发展维度围绕课程建设、师资培养、资源整合、校园科技文化、实施成效五大指标开展督导,推动区域科学教育提质增效。

经过多年深耕,徐汇区多措并举,实现了教师教学转型、学生素养提升、区域育人体系全面升级。未来,徐汇区将依托联合国教科文组织STEM研究所平台,持续打造区域STEM教育新高地。

 

四川省成都华西中学:

聚焦实验教学培育核心素养

四川省成都华西中学聚焦实验教学,以培养学生完整的科学思维链条、提升探究实践品质为目标,提出“校园就是实验室”的核心理念,将实验场域从传统实验室拓展至整个校园。通过空间拓展、机制构建、活动引领等多维度发力,系统推进实验教学改革,让学生在做中学、用中学、创中学,切实提升科学探究能力,培育核心素养。

拓展全域场景,重构开放式实验育人空间

学校打破传统实验室边界,投入专项资金升级硬件设施,建成标准化常规实验室、人工智能实验室、数字实验室与多功能创新空间,配齐数字显微镜、智能探测设备、天文观测仪器等新型器材,以满足不同层次、不同类别实验教学需求。同时,盘活校园全域资源,打造沉浸式科学探究场景,依托校园果园、微农场、墨池等自然景观,搭建户外生物、化学、地理实践基地;打造微科技、科技文化特色长廊,布设互动科学装置,展示学科科普内容,让科学感知与探究伴随学生校园生活,实现校园实验场景全域化。

健全长效机制,保障实验教学落地实效

为切实提升实验开出率与教学质量,学校创新推行“三查两考”精细化管理机制。“三查”即核查学科实验清单、督查实验室筹备记录、检查课堂实操教学情况。“两考”聚焦师生能力提升,常态化开展教师实验操作竞赛,以赛促训提升教师实验教学能力;组织学生参与实验操作统考,以考促学夯实实操技能。制度化的闭环管理,有效杜绝了实验教学形式化问题。

深耕特色载体,打造跨学科探究实验体系

学校完善科技辅导员激励、实验教学评价、教研组考评机制,推动全学科创新育人,涌现出一大批跨学科特色实验项目。例如,生物组和化学组合作开发了光合作用对比、古法非遗制作、晶体培育等趣味实验;数学组和地理组合作开发了校园测绘、野外科考、天文观测等实践项目;物理组和信息组合作开发了全息投影、AI种植对比探究等创新实验,有效打破了学科壁垒。通过学科组相互合作,还依托校园科技景观打造长期探究项目,长时间户外运行的生态缸、塑料降解池吸引师生探究,校园榕树高度测量、日晷科普景观等让学生在持续观察、数据记录、对比分析中逐步养成了实证思维。原创品牌活动“华西天问”将学生的好奇疑问转化为常态化探究项目,有效培育了学生的科学好奇心与想象力。

深耕全域实验教学改革,学校实现了科学育人质效的稳步提升。学生从“看实验、记结论”转变为“做实验、探原理、创成果”,分组实验参与率达100%,自主探究、数据分析、创新实践能力显著增强。

 

山东省济南市:

以联合教研撬动科学类课程综合化实施

当前,越来越多的前沿科技突破发生在学科交叉地带,需要融会贯通不同领域的知识、方法和工具。新科学课程标准要求用不少于10%的课时设计跨学科主题学习,《中小学科学教育工作指南》要求探索综合化实施分科课程的路径。《教育部等七部门关于加强中小学科技教育的意见》要求以学科融合为基础,培养学生的跨学科素养。山东省济南市采取联合教研,助推科学类课程综合化实施。

构建“行政推动+专业引领+校本实施”的组织体系。教育行政部门成立领导小组,聘请多位高校专家组建合作研究团队,选择实验学校,聚焦典型案例打磨区域、学校方案设计,组织教师(物、化、生、地等)全员实施。同时,建立纵向贯通(市—区—校)与横向融合(分科与综合并行)的教研体系,围绕目标设定、内容选取、方式方法、负责主体及分工方式五个维度,实现分科与综合教研双轨并行。

构建“双标引领、学科融合”的教学体系。一是开发知识图谱。以科学课程标准为核心框架,分析学科间概念的层级关系与联系逻辑,构建了13个可视化科学知识图谱,为教师开展综合化教学设计提供结构化知识框架,支撑跨学科实践活动的目标确定与内容设计。二是探索基于双标驱动的教学模式。把握核心概念进阶,根据适合学生的知识经验、认知水平和兴趣特点,构建以学科课程标准为主,关联科学课程标准中学科核心概念、跨学科概念的双标驱动教学模式。三是开展跨学科实践。探索形成“情境创设—问题驱动—探究实践—总结反思—应用迁移”的五段式探究实践活动范式,围绕某一主题,运用并整合物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程中两个或者两个以上领域的知识和方法,通过探究、实践、合作、交流等学习方式,确保学生经历真实情境中问题解决的综合性学习活动。

探索“学思结合、知行合一”的教师发展模式。依据教师专业能力发展规律,按照“实施国家课程、深化教学改革、促进教师发展”设计系统培养方案,既包括课程标准解读、教学思想相关理论学习和经验交流,还包括人工智能赋能、项目研究的实践操作和报告撰写。同时,探索“理论指导+案例分析+情境模拟+自主反思+行为反馈”的实训模式,让教师做到理解学生、理解学习和理解学科。

综合化实施科学教育后,越来越有“科学味”的课堂深受学生们的喜欢,学生对科学本质的理解深度显著提升。同时,教师专业发展实现结构化突破,实现从单一学科授课到融合课程实施的转型突破。

 

广东省佛山市:

普及课后服务“科学探究一小时”

2023年以来,广东省佛山市将“双减”政策与科学教育紧密结合,在全市中小学推广普及课后服务“科学探究一小时”实践活动,让科学探究实践从“可选项”变为“必选项”。佛山市教育局于2023年发起活动倡议,2024年出台科学教育实验区实施方案,从课程、师资、环境、活动、研究、评价和平台七方面系统推进,2025年将“科学探究一小时”实践活动纳入全市“减负十条”核心内容。从倡议到方案再到“减负令”,完成了从柔性引导到刚性约束的跨越。

为有效做好课后服务“科学探究一小时”,佛山市教育局在用好校内资源的同时,着力把校外资源“引进来、用起来”。一是出台社会资源引入课后服务管理办法,实行第三方“白名单”制度,整合科技馆、高新企业等资源形成佛山市学生社会实践展示平台。二是联合高校培养1700多名科学教育师资,与北师大合作开发科创课程资源,征集了222个活动案例、推广了72个典型经验。2025年,佛山市教育局联合相关部门共同发布科技研学指南,指导中小学利用春秋假,依托125个自然科普和科技创新实践基地开展科技研学活动,惠及613所学校约108万名学生,实现了“科学探究一小时”实践活动从课后服务延伸至周末和假期,形成“课后在校探究、假期走向社会”的全域科学教育新格局。

“一小时”里做什么?佛山市中小学以三类载体丰富科学探究内容。实验实践类聚焦学科融合,顺德区容山中学学生用日晷和圭表测量经纬度,融合地理、数学、物理知识完成活动探究链条;空间场景类强化数智驱动,南海实验中学学生在智能苗圃搭建温控系统,利用传感器、物联网等数字化装备提升探究效率;社会协同类推动全域育人,乐从第一实验学校与中山大学物理学院共建科教协同体,实施“双导师制”,两年内开展了9次研学、13个主题项目,惠及400多名学生。

通过“四项加法”强化“科学探究一小时”的落地保障。“时空加法”要求学校每天课后服务至少开放一小时科创实验室,确保每个学生每周参与至少一小时科学探究实践。“内容加法”要求学校开齐开足开好基本实验课,引导学生经历完整的科学探究过程。“方法加法”要求学校加强科创空间和创新实验室建设,强化数字化实验系统、人工智能等数智驱动。“资源加法”将高校、科研院所、高新企业等纳入课后服务资源清单。

为确保“科学探究一小时”做深做实,佛山市投入约5500万元建成373个科创空间和401个创新实验室。同时,在学生综合素质评价中增加学生科学素养评价体系,包括科学观念、思维方法、探究能力、态度责任、创新意识等五个维度,有效衡量学生成长,精准指导各校改进活动实施与评价方式。

 

安徽省池州市贵池区城关小学:

依托地域资源打造“无围墙”课堂

为破解科学教育“理论与实践脱节、教学与生活割裂、学生主体地位缺失”等痛点问题,安徽省池州市贵池区城关小学秉持“打破课堂边界,让科学教育扎根地域沃土”的理念,充分利用本土资源,突破传统课堂时空界限,打造“自然、生活、社会”三大课堂,构建“无围墙”课堂育人新模式。

整合本土资源,建设梯度化课程体系

学校对标《义务教育科学课程标准(2022年版)》育人素养要求,基于“三大课堂”的整体框架,从内容适配性、实操可行性、育人价值三个维度筛选整合本土资源。

自然课堂利用山林、湿地等生态资源,开展实地科考探究,让学生树立生态保护与共生意识;生活课堂挖掘本地非遗技艺、生活场景中的科学原理,提升学生知识迁移与文化传承能力;社会课堂对接社会需求、乡村振兴等现实主题组织调研访谈,培养学生综合实践能力与社会责任感。同时,结合各学段学生认知特点推行“科学课+关联学科”跨学科学习和“体验—探究—创新”三阶育人路径,建设梯度清晰、贴合学生成长规律的课程体系。

突破时空局限,构建沉浸式实践场景

学校将科学课堂延伸至课后和寒暑假,搭建全时段、浸润式科学学习场景。例如,邀请地质专家带领学生深入皖南喀斯特地貌区开展科考观测,深化学生对自然科学的直观认知;组织学生走访非遗传承人并实践体验甜酒酿造本土非遗技艺,解码传统技艺背后的科学原理;聚焦清溪河生态保护主题,开展水质采样检测、沿河污染调查、社区科普宣讲等系列活动,形成“发现—探究—服务”的完整实践闭环,提升学生学以致用的实践能力。

依托项目化学习载体,构建全流程探究实践实施链条

以项目化学习为核心育人载体,搭建“问题驱动、方案设计、实地探究、成果共创、多元评价、延伸拓展”的一体化探究实施路径,推动探究式学习落细落实。如“池州湿地探究”项目,除课内教学活动,还利用假期开展长周期、持续性科学实践探究活动,引导学生自主发现问题、设计探究方案、开展实地调研,有效破解传统教学脱离生活实际、学生实践不足、主体地位弱化等突出问题。

多元保障支撑,夯实长效化运行基础

为切实保障“三大课堂”持续、规范、高效运行,学校采取了一系列针对性措施:将三大课堂纳入课后服务常规课程体系,强化过程管理和效果评价;组建“校内骨干+校外专家”双师队伍,强化师资保障;建设稳定的校内外科学实践基地,及时更新科学教育资源库;持续培育优质科学教育案例,提炼可持续开展的实践范式,为构建科学教育新样态、提升学生科学素养和推动学校创新发展奠定基础。

责任编辑:王聃

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