“乐创”科技教育的创新实践与校本教材探索

孙 超

（大连市甘井子区周水子小学教育集团）

党的二十大报告中指出：“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，开辟发展新领域新赛道，不断塑造发展新动能新优势。”由此可以看出，时代发展和国家战略发展需求都对科技教育提出了更高要求，在科技教育中可以找到落实国家发展目标的土壤与营养。科技教育是科技创新的基础，能为科技创新的真正发生积蓄力量。因此，小学科技教育课程的建设与实践，是全民科学素质行动计划实施的重要变量。

一、明确学校科技教育的目的

《义务教育科学课程标准（2022 年版）》（以下通称“新课标”）指出要对学生科学思维进行培养，将科学思维纳入学生核心素养一级指标是此次科学课程标准修订的一大亮点。科技课程的教学目标应指向学生科学思维能力的培养。因此，将科学思维明确为核心素养的重要指标之一，有利于教师更好地把握科技课程的内核与科学的本质属性。

多年来，大连市甘井子区周水子小学（以下简称“学校”）落实科学教育，以新课标为引领，明确基础教育阶段的科技教育要注重学生核心素养的发展。在该认识的驱动下，学校科技教育的目标由“科学知识导向”转向“科学观念导向”、由“科学探究实践”升维到“科学思维培育”、由“科学态度发展”拓展至“塑造为学生终身发展负责的探究、实践精神”，以期真正把热爱科学、追寻梦想、探索未知的种子撒向更多学生。

基于时代对学校育人要求的改变，针对“五育融合”的新需求，学校秉承育人理念，以对学生终身发展负责的态度，开设了“乐创”科技教育课程，让创新梦、科学梦代代传承。

二、学校实施“乐创”科技教育的有效策略

（一）优化科技教育环境

优化科技教育环境是开展科技教育的基础。学校因地制宜、科学规划、深挖潜力、加大投入，利用一切可用空间建立了科技实践场所，为学生搭建参与科技实践活动的舞台。

一是设立足球机器人室。学校的足球机器人室为培养学生的设计能力、动作编程能力、操控能力和团队配合能力提供了适宜的环境，让学生在轻松愉快的氛围中提高对人工智能、机器人以及编程的学习兴趣。

二是设置班级科技角。学校的每一间班级教室内都设置了科技角，可开展三元正三角形、四元正方形、三元正方体等70 多种体验活动。学生在体验活动中可获得数学、电学、力学、磁力学、光学等知识，在动手的过程中发现问题、认真思考。

三是创设海洋文化长廊。大连位于辽东半岛南端，海上交通发达，文化底蕴深厚，海洋文化是大连的特色文化。学校创设海洋文化长廊，使学生在参观文化长廊时通过模型、屏幕、文化展板等了解海洋科普常识，从而开阔思维，激发探索精神。

（二）创设“乐创”科技课程体系

创设“乐创”科技课程体系是学校开展科技教育的关键，学校从以下几方面加强科技课程体系建设。

1.“乐创”科技课程目标

学校摒弃以往科技课程目标单一、缺乏连续性的特点，明确课程目标，坚持素养导向，为学生的终身发展奠定基础。学校根据新课标要求，紧扣核心素养，融合STEM 相关领域的相关培养目标，即科学（S）、技术（T）、工程（E）、数学（M）等领域目标，从科学观念、探究实践、责任态度和科学思维4 个维度确立了校本课程的总目标。

2.“乐创”科技课程框架

本着以新课标为指导、以国家课程为基础的原则，在上好国家课程的基础上，学校构建了校本课程——“乐创”科技课程，该课程下设“乐创”素养课程和“乐创”挑战课程两个板块。“乐创”素养课程又分为6 个主题，分别是“我们的太阳”“纸的奥秘”“食品健康”“认识海洋”“机械建造和探索宇宙”。“乐创”挑战课程以探索微课程和竞技课程为主要形式。在探索微课程中，学校结合国家课程内容，按照不同年级学生的年龄特点，将科协划拨的科技体验器材分门别类地下发到各个年级，保证每个年级每班至少有1 件器材。各班特设科技角放置器材，鼓励学生自主探索每一件器材蕴含的科学原理。同时，教师结合“乐学”报告单，让学生用自己能够理解的方式解释科学原理。

3.“乐创”科技课程内容

在课程内容方面，学校遵循“126”模式，分别是1个导向，即坚持以课程标准为导向开发课程；坚持2项原则；确定6 个主题。其中，对于科技课程内容的选择，学校主要遵循以下2项原则。

（1）对标课标，精心筛选

学校的科技课程内容涉及生命科学领域、物质科学领域、地球与宇宙科学领域、技术与工程领域四大领域。学校从国家课程中找到切入点，在1至6年级国家课程教材中提炼出能够拓宽学生视野、提升学生科学思维的内容，真正为培养学生的创新思维服务。

（2）双路径补给

学校科技课程设计如下：一方面，通过对国家课程的梳理，找到教材中未呈现的内容，并将其在校本教材中加以拓展。同时，将科技前沿内容融入其中，在开阔学生视野的同时，激发学生投身科技事业的兴趣。另一方面，注重培养学生将课堂上学习的科学知识物化为能够为他人服务的产品的能力。因此，科技课程给予学生更多的实践操作机会。学校运用STEM 课程理念设计校本课程。STEM 课程提倡打破学科界限，实现跨学科融合，充分调动各学科有用的知识来解决实际问题，将学生长期以来接受的分科知识进行整合，为学生搭建可以综合运用各学科知识的平台，辅以项目化的方式引导学生学习。

学校对国家课程进行扩容延伸，丰富学生的知识面，拓宽学生的视野。学校通过项目化学习的方式培养学生的实践操作能力，双管齐下，双路径补给，最终达到提升学生创新思维能力的目的。

4.“乐创”科技课程资源

课程的高效开展离不开课程资源的支撑。“乐创”科技课程以培养学生的创新思维、提升学生的创新能力为目标，课程资源建设也围绕这个目标展开。

（1）自编教材

学校以国家课程为基础，选取能够达到课程目标的内容进行扩容深化，引入STEM 课程建设体系，辅以项目化学习的方式，自编一套科技课程特色教材。这套教材将国家课程中的知识点进行延伸，以STEM 课程的形式呈现给学生，内容丰富，实践性强。

（2）开展项目化学习

项目化学习是通过集中关注学科或跨学科的核心概念和主题，设计驱动性的问题，来引导学生在解决项目问题的过程中，积极学习和自主建构，从而生成知识和培养素养的一种教学方式。因此，项目化学习更注重的是学生学习过程而非结果。为更好地将学生的学习过程展现出来，学校设计了独具特色的“乐创”研学单，学生完成研学单的过程也是其学习的过程。

（3）自创设备器材

学校借助已有的科学器材工具，辅以自创器材和采购器材，为课程提供丰富且充足的实践工具，促进学生更好地学习。

5.“乐创”课程评价体系

对于普惠式的科技教育，学校进行多元化的评价，即将过程性评价与表现性评价相结合，全面地评价学生的整个学习过程。

科技课程关注学生在解决问题过程中展现出的知识与能力，评价学生在活动过程中参与的积极度、持久度以及小组合作过程中的表现等。评价的方式包括学生自评、同伴互评和教师评价，也会参考学生在活动中的最终作品，如方案设计、研究报告、作品模型、主题展览、项目计划、学习单、设计图、小论文等进行评析。

过程性评价结合学生核心素养发展水平，整体刻画不同学段学生学业的表现特征，以核心素养4个一级指标为主要维度，整体衡量学生完成阶段性学习后应达到的学业水平。学业质量标准的研制反映了学生核心素养要求，也遵从了学科教学的评价导向。

教师通过对研学单内容的设计，获得学生校本课程的学习成果和课程效果的反馈，并设计一个展望未来的环节，引导学生用图画或者文字的形式表达自己对于未来的向往，激发学生探究的愿望。

（三）创新科技活动模式

任何课程的开展都必须有相应的活动作为支撑。学校科技活动历史悠久、形式多样。自20 世纪90年代初起，学校积极组织学生参与全国、省、市、区举办的各种科技活动，组织各类特色科技活动队，选拔能力强并且愿意参与科技活动的学生，并安排专门的科技辅导员对其进行指导。

学校以乐学主题活动“月之乐创梦工厂”为平台，组织学生全员参与科技活动；引入校外优质的科技教育资源，如与大连市科协和甘井子区科协联手，将科普器材引入学校，既开阔了学生的视野，又激发了学生对于科技创新的热情。

同时，学校充分利用每一个开展科技教育的契机。比如，我国航天事业每有重大活动，学校都会第一时间通过微信公众号推广、班会时间集中收看等形式，组织学生了解我国航天事业的伟大成就，并引导学生积极参与互动。其中，学生参与的向航天专家提问活动收到了来自国家航天局专家的答复，激发了学生参与科学、向往科学的热情。2022年，学校投入资金建设机器人编程教室，开展机器人编程教育；引进体验式科技器材，方便学生近距离感受科技的魅力，激发学生创新创造的热情。

三、学校“乐创”科技教育校本教材解析：以四年级《认识海洋》主题单元为例

（一）选择海洋主题的原因

一是充分利用地域特点。大连具有天然的海滨特征，地域海洋文化资源丰富，开发潜力巨大，这为开发海洋课程奠定了自然基础。二是在新课标中，地球系统是13 个基础概念之一，海洋则是地球系统中的重要一环。

（二）课程内容编排

通过“认识海洋”校本课程的学习，学生能够初步从整体上认识海洋，理解海洋与人类的关系。课程内容编排见表1。

表1 课程内容编排

第一课“认识海洋”补充了海洋自然情况方面的科学知识。第二课“走近海洋”补充了海洋生物与海洋资源方面的知识。第三课“大连的海”介绍大连是著名的滨海城市，拥有丰富的海洋生态系统，是我国重要的港口，船舶制造业历史悠久。以大连本地海洋知识为例，补充了海洋生态、经济与文化相关知识。第四课“海上的船”以船舶发展史为载体，补充海洋交通相关知识；以STEM项目活动“造一艘小船”为载体，引导学生在实践中体会船舶在海洋交通中的作用。

STEM 项目活动“造一艘小船”引导学生通过制造一艘小船，研究相同重量下怎样增加排水量从而达到载重量；引导学生用其他材料造船，把科学知识运用于工程设计中，让学生按照自己的计划进行活动，使其了解科学、技术和社会的联系；举办船舶的展览会，引导学生保持对科学技术的兴趣，激发其创造兴趣。

为有效提高学生思考问题和解决问题的能力，学校将STEM 项目活动“造一艘小船”设置成科学拓展课，分4课时完成。在整个项目学习的过程中，教师只是项目的辅导者，为学生提供工具，监管项目前进的方向、进度以及最后进行评价总结，具体任务由学生自己完成。这样可以让学生在项目的具体操作中进行测试优化，发展技能，明确科学、技术与社会的联系。

本项目包含以下活动流程：确定需求，即设计并制作一艘装载量大、平稳美观的船；调查学习，即对造船的简单原理及船的结构、发展史形成认识；设计制作，包括船的设计草图及船体制作；测试优化，对小船载重量进行测试；展示评价，即开展组内自评、组间互评、教师点评。

本项目创设了一个真实的情境：学生以工程师的身份围绕“如何设计和制作一艘装载量大的船”进行系列探究；通过自学、交流、信息搜集与整理、技术应用等形式，体现多元发展的能力观；教师评、学生组间互评、组内自评，细化的评价量规体现多维展示的评价观。最终，培养学生综合运用知识、技能解决问题的高阶能力，对学生核心素养的培养也具有积极意义。

科创，是走向未来的通行证。学校在充分尊重、保护、珍惜和启迪学生想象力与创造力的同时，积极研发科技特色课程，将科技教育融入课程建设和学校发展的全过程，将看似触不可及的创造教育融入科技课程中，融入学生每一天的生活中；鼓励并培养学生自主发现问题、分析问题和解决问题的能力，促进其科创思维的发展，为培养具备科学素养的创新型人才奠基。同时，学校的“乐创”科技教育将对学生科学素养、创新意识的培养落实到课程中，以思维做帆、以实践做桨，借助学科融合的风，驶入科学世界的广阔海洋，助力每一名学生驶向梦想的彼岸。