如何在科学教育中开展科技创新实践活动

自2000 年开始，芬兰学生在每3年1 次的PISA 测试中成就突出，在科学领域的成绩表现也优于我国教育改革和发展较高水平地区学生在相应学科的表现。综合7 次PISA 测试结果得知，芬兰学生的科学素养在经合组织（OECD）成员国中一直位居前三，并多次位居首位[1]。在这些优异成绩的背后，芬兰中小学科学课程体系起着重要的作用。科学素养提升不仅与正式的科学教育有关，也离不开非正式科学教育的影响。为此，本文对当前芬兰中小学科学课程体系的特点进行分析，以期为我国中小学科技创新活动的开展及教学实践提供参考与借鉴。

芬兰中小学科学教育的整体架构与特点

2014 年至今，芬兰提出了7 大横贯能力，包括思维和学会学习，文化素养、沟通与自我表达，自我照顾、日常生活技能与保护自身安全，多元识读，信息技术素养，职业素养与创业素养，参与、介入和构建可持续发展的未来[2]。这是芬兰教育体系的一个显著特色，不仅表现为各个年级贯通能力的整体架构，而且表现在每一个主题学习的内部结构上。

芬兰中小学科学教育的整体架构

芬兰基础教育学校课程结构体系主体分为6 个层次：①基本价值、任务和目标，主要来自国家的要求和规定；②学习观、学校文化、学习环境与工作方式方法，主要体现学校的观念和想法；③课时分配、语言课、知识战略，芬兰的课时分配比较灵活，在保证国家基本要求的基础上，各地区、学校可以灵活安排；④跨课程主题，主要针对国家公布的8 类主题的跨学科设计、开发与实施；⑤学科课程，即语言、数学、科学、艺术、社会等国家课程；⑥学习支持、学生辅导、学生福利服务，主要针对有特殊教育需求的学生。

2015 年3 月，芬兰国家教育委员会正式发布《国家课程大纲》，2016年8 月在1—6 年级首次使用，次年从7 年级到9 年级依次开始使用，同时还开展了高中阶段课程改革。芬兰的贯通素养和技能涵盖了幼儿教育到高中教育全年龄段，并将贯通素养和技能融入了课程学习中。

芬兰中小学科学教育的主要特点

芬兰在所有学科中开展贯通素养的培养，也会通过联合项目或活动实施，将学生学习与日常生活及校外世界联系起来，教师不仅要指导各种方案，还需与学生合作规划跨课程的活动和主题。比如，2003 年，赫尔辛基大学成立首个LUMA（数学和科学教育发展项目）中心；2013 年11 月，芬兰成立国家LUMA 中心，并在各个地区成立LUMA 分中心，各分中心结合实际情况进行活动课程的设计与研发。芬兰课程体系中有一个跨课程主题板块，包括8 大主题：立人、文化身份和国际化、媒介素养和沟通、公民参与和创业精神、环境责任感、幸福与可持续发展的未来、安全与交通，以及科技与个人[1]。2016 年后，芬兰将小学科学改为“环境研究”，分为1—2 年级和3—6 年级，是一门综合性学科，包括生物学、物理、地理、化学和健康教育，以及可持续发展观等知识，同时将自然科学和人文科学的观点融合到环境研究中。可见，跨课程主题学习或项目已经融入芬兰教育体系中，并指向贯通素养和技能的提升。

芬兰中小学科学教育课程内容呈多元化

芬兰课程关注的内容较为多元，课程大纲包括环境、信息、健康、人类、安全等领域，课程壁垒正在被打破，知识边界正在被逐步淡化，学校围墙也逐步被突破。

基于“环境研究”进行科技创新实践活动

环境研究的多学科特性要求学生学会在不同情境下获取、加工、产生、呈现、评估和评价信息，目的是让学生充分认识到各知识领域对环境、技术、日常生活、人类和人类活动的重要性。芬兰小学、初中科学围绕环境研究进行学习的核心内容领域统计见表1[1]，比如，把科学课搬到林中和湖畔，让学生在真实情境中学习科学。总的看来，小学科学是一门综合性课程，在内容领域呈现递进关系；初中阶段为分科课程，各个学科除了强调学科特定的知识，也重视实验研究，同时体现与日常生活及真实世界、环境的关系，注重在科学课程教学中渗透可持续发展观念。

基于“现象教育”进行科技创新实践活动

芬兰的《国家课程大纲》强调把现象式教学作为重要的教学方式之一，并在学生学习、教师准备、环境等方面进行现象式教学阐述。芬兰开展的现象式教学有两种模式：由1 位教师独立完成多学科教学及由多位教师合作完成[3]。《国家课程大纲》要求每所学校至少选择1 个跨学科主题，每个学生每年至少参与1 个基于现象的跨学科主题项目。比如，在芬兰某小学开展“庆祝芬兰独立100 年”为主题的活动，该主题共设置6 个课时：“这就是芬兰”（地理、历史、文化、语言），“演奏国歌”（音乐、母语），“演绎芬兰童话故事”（母语、戏剧表演、视觉艺术），“制作芬兰传统美食”（烹饪、物理测量、食品健康、化学、宗教），“独立日庆典”（手工课、美术），“制作视频《这就是芬兰》”（母语表达、视觉艺术、音乐、信息技术），由全科教师负责实施完成。

基于“隐式教学”进行科技创新实践活动

芬兰早期科学教育设置的整体框架遵循以儿童为中心的价值观和学习理念，提出了儿童横向能力培养的多重目标及5 个学习领域（图1），即丰富的世界语言，多种多样的表达方式，“我”与“我和社会”，对自然环境的探索，自我成长、改进和发展等。在横贯能力指引下，通过共同主题内容的有效互动，驱动教师、家长和社会间的相互作用，综合运用“正式与非正式”“虚拟与现实”相结合的方式加以实现。芬兰的教育生态、儿童学习环境及评价体系的核心理念，共同组成了保障儿童健康和幸福成长的教育生态系统。

芬兰儿童早期科学教育主题课程的设置已经从现实空间跨越到了虚拟空间，成为芬兰儿童早期科学教育“双维度、四象限”中一类独特的教学环境类别[5]。芬兰学前教育阶段的儿童拥有自己的ICT（Information &Communication Technology，信息与通信技术）设备，使得网络媒体、虚拟现实等教学方式能够在教育的早期阶段走进科学主题课程。特别是在具有一定危险性的主题课程和安全教育类课程中，信息技术能够得到很好的应用，比如儿童不仅可以在虚拟空间中学习如何从火灾中逃生，也可以跨时空去宇宙探险。同时，虚拟的科学主题课程也可以通过传统的纸媒、电视、广播等传播途径得以补充[6]。因此，芬兰虚拟与现实领域的科学主题课程使其教育资源能够以多方位、立体化的形式存在，并渗透于媒介文化的多个层面。

对我国开展科技创新实践活动的启示

树立大科学教育观，构建“科技+”创新活动图景

研究人员发现（2021 年），我国参与科技活动的学生不到参测学生的一半，高中生、中小学生、城乡之间发展不均衡[7]。《中国科学教育发展报告（2019）》指出，我国的学科竞赛活动较好地完成了学校科普的教育目标，同时肩负起了学科拔尖创新人才的选拔；学生个人参与学科竞赛活动体验丰富多样，呈现个性化；学生情感态度价值观有了较好的提升[8]。因此，在大科学教育观下构建中小学的科技创新实践活动体系有助于科学教育的发展，需要在中小学统筹建立“科技+”的不同类型、难度不一的科学普及、科学挑战、科技创新活动。比如“科技+ 课后服务”“科技+ 社团”“科技+ 社会实践活动”“科技+ 科技周”“科技+ 课间游戏”，以及“科技+”校级竞赛活动（寻找生活中的科学问题、科学调查等），“科技+”市级竞赛活动，甚至参加省级、全国、国际性的比赛等。

坚持跨课程理念，实现“科技创新活动”的日常融合

德国政府为青少年设立了“小科学家之家”等项目，还定期举办各类科技竞赛。比如，为激发学生对MINT（数学、信息技术、自然科学与技术）比赛[9] 的兴趣，设置了低门槛的入门级，以吸引尽可能多的儿童和青少年参与，每年有超过50 万儿童和青少年参加比赛。“MINT 集群”的教育内容一般都是低门槛、实用和贴近日常生活的，儿童和青少年可以通过实践和参与的形式探索自己的兴趣所在，拓展提升相关技能，截至2023 年底，德国教育部共资助了53 个“MINT 集群”[10]。我国《义务教育课程方案（2022 年版）》也明确强调：各学科课程用不少于10%的课时设计跨学科主题学习，并将其作为推进综合学习的重要路径。南京晓庄学院附属小学定期举行科技节活动、寒暑假科技周活动，主要目的是科学普及，不具有竞赛和选拔的目的。2024 年，南京市教育局举行了“和鸣7.0：绿水青山活动”，涉及科学、信息科学、艺术、劳动等学科。

直面现实世界真实问题，开展“多元化的科技创新活动”

芬兰在进行科学课程教学时，会把课堂搬到林中和湖畔，开展“自然学校”体验教育及“营地生活”训练等。自然环境比任何运动场都复杂，也蕴藏着危险，作为教师，要努力让学生在适当的保护措施下也能获得知识，并懂得安全的边界。相对于竞争，自然环境教育更强调合作的重要性，2024 年出版的《未来学习者的素养和教育》，再次将探究、批判、创造、协作、关怀作为5 种关键素养[11]，这些素养与芬兰倡导的环境研究、综合性主题学习具有内在一致性。我国的全国青少年科技创新大赛每年的主题都包括物质科学、生命科学、技术与工程、地球与宇宙等领域，而且针对不同的年龄段，在此基础上还应基于学生在真实生活中发现的问题，开展多元化的科技创新活动。

参考文献

[1] 桑锦龙，王凯. 芬兰中小学科学教育观察[M]. 北京：北京师范大学出版社，2021.

[2] Finnish National Board of Education. National c o r e c u r r i c u l u m f o r b a s i c e d u c a t i o n （ 2 0 1 4 ）[M]. Helsinki： National Board of Education Press，2016.

[3] 钱文丹. 这就是芬兰教育[M]. 北京：中国人民大学出版社，2020.

[4] Finnish National Board of Education. National Core Curriculum for Early Childhood and Care 2018[M]. Helsinki： National Board of Education Press， 2018.

[5] DILLON J.Science. The environment and education beyond the classroom[C]//FRASER B.， TOBIN K.，MCROBBIE C.（eds）. Second International Handbook of Science Education.Dordrecht： Springer Press，2012.

[6] 徐扬，曾早早，冯启磊. 芬兰儿童早期科学教育改革中的“隐式教学”[J]. 北京教育学院学报，2023（3）：77-85.

[7] 郭舒晨，李秀菊，赵芳芳，等. 我国青少年科技活动参与现状、特征与对策分析——基于全国22 座城市的大规模调查结果[J]. 中国电化教育，2021（12）：17-25，54.

[8] 王挺. 中国科学教育发展报告（2019）[M]. 北京：社会科学出版社，2020.

[9] 许丹莹，王兴华. 德国“小科学家之家”项目的理念、运作机制及启示[J]. 世界教育信息，2021，34（3）：75-79.

[ 1 0 ] M I N T - C l u s t e r [ E B / O L ] . [ 2 0 2 3 - 0 4 - 0 7 ] .h t t p s ;//www. b i d u n g-f o r s - c h u n g . d i g i t a l/digitalezukunft/de/bildung/mint-cluster/mintcluster_node.html.

[11] [ 芬] 汉内莱·涅米（Hannele Niemi）， 王晨.未来学习者的素养和教育[M]. 北京：世界图书图版有限公司北京分公司，2024.

基金项目：国家教材建设重点研究基地2023 年度教育部规划项目“美英日澳四国中小学技术与工程教材实践项目体系与呈现方式研究”（项目编号：2023GH-YB-JJ-Y-03）阶段性研究成果；中国陶行知研究会生活·实践教育专业委员会2022 年度重点课题“晓小工学团：培养儿童自主力的实践研究”（课题批准号：SHSJ2022011）阶段性研究成果