高水平的科技創(chuàng)新和高質(zhì)量的人才培養(yǎng)，是實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的重要前提。作為科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)的主陣地和推動(dòng)科學(xué)教育落地的主戰(zhàn)場，中小學(xué)科學(xué)教育創(chuàng)新課程建設(shè)已經(jīng)勢在必行。

一、科學(xué)教育的本質(zhì)和內(nèi)涵

在基礎(chǔ)教育體系，科學(xué)教育是以自然科學(xué)內(nèi)容為主，發(fā)展學(xué)習(xí)者科學(xué)素養(yǎng)的教育教學(xué)活動(dòng)，既包括以物理、化學(xué)、生物、地理等學(xué)科為依托的分科教育，又包括各學(xué)科相互滲透、交叉、融合形成的綜合性教育。先進(jìn)的科學(xué)教育還包括信息技術(shù)、工程實(shí)踐、通用技術(shù)等相關(guān)的學(xué)科。

從世界范圍看，當(dāng)前的科學(xué)教育課程體系應(yīng)以學(xué)習(xí)的本質(zhì)和科學(xué)的本質(zhì)為基礎(chǔ)，致力在不同學(xué)習(xí)階段（如學(xué)前、中小學(xué)、大學(xué)）之間以及科學(xué)的不同領(lǐng)域之間建立連貫進(jìn)階。因此，科學(xué)教育，無論是分科教學(xué)還是綜合教學(xué)，都不能只教知識(shí)，而要將知識(shí)、能力和素養(yǎng)作為有機(jī)整體，讓學(xué)生主動(dòng)參與科學(xué)活動(dòng)，涵養(yǎng)科學(xué)精神品質(zhì)，提升科學(xué)素養(yǎng)。

二、科學(xué)教育創(chuàng)新課程的必要性

（一）科學(xué)教育存在的問題

以往的中小學(xué)科學(xué)教育偏重學(xué)科知識(shí)的教授，較少考慮素養(yǎng)、能力的養(yǎng)成，忽略其中的人文成分，甚至把人文素養(yǎng)與科學(xué)素養(yǎng)相分離。有調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，北京、上海、江蘇、廣東四省市中學(xué)生科學(xué)學(xué)科成績明顯高于世界經(jīng)合組織成員國同年齡段學(xué)生的平均水平。但我國學(xué)生的高水平表現(xiàn)是用超長課外學(xué)習(xí)時(shí)長“換來的”，久而久之，勢必會(huì)損傷學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣。

2020年《國家義務(wù)教育質(zhì)量監(jiān)測——科學(xué)學(xué)習(xí)質(zhì)量監(jiān)測結(jié)果報(bào)告》顯示，四、八年級(jí)學(xué)生在科學(xué)思維能力方面存在短板，且在科學(xué)、數(shù)學(xué)和技術(shù)與工程領(lǐng)域的學(xué)習(xí)興趣隨著年級(jí)的增長而不斷降低。與此同時(shí)，多數(shù)學(xué)生對(duì)科學(xué)事業(yè)認(rèn)識(shí)不足，在科學(xué)領(lǐng)域的職業(yè)期望也較為落后。由此看來，改變中小學(xué)生高成績與低興趣共存的現(xiàn)象，是消除科學(xué)學(xué)習(xí)積弊的關(guān)鍵。

（二）科學(xué)教育培養(yǎng)目標(biāo)的迫切要求

近年來，美國為其基礎(chǔ)教育建立了科學(xué)教育的新框架和新標(biāo)準(zhǔn)，重視給學(xué)生提供參與科學(xué)實(shí)踐的更多機(jī)會(huì)，尤其注重以科學(xué)與工程實(shí)踐及數(shù)學(xué)的聯(lián)系為基石，建立面向科學(xué)素養(yǎng)的科學(xué)教育統(tǒng)一框架，包括基礎(chǔ)性素養(yǎng)、科學(xué)知識(shí)和能力、對(duì)科學(xué)的情境性理解、批判性思考、社會(huì)參與的主動(dòng)性等核心內(nèi)容——它們與媒體素養(yǎng)、積極公民身份、全球勝任力等素養(yǎng)密切相關(guān)。

中國學(xué)生比美國學(xué)生多接受了近三年的科學(xué)課程學(xué)習(xí)，科學(xué)知識(shí)掌握水平明顯高于美國學(xué)生，但科學(xué)推理、思維創(chuàng)新等高階科學(xué)素養(yǎng)特征與美國學(xué)生持平。因此，重視對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，是科學(xué)教育的主要方向。

三、中小學(xué)科學(xué)教育創(chuàng)新課程設(shè)計(jì)的實(shí)施原則

《義務(wù)教育課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》指出，中小學(xué)科學(xué)教育創(chuàng)新課程設(shè)計(jì)的實(shí)施原則應(yīng)注重目標(biāo)導(dǎo)向、問題導(dǎo)向和創(chuàng)新導(dǎo)向。目標(biāo)導(dǎo)向強(qiáng)調(diào)落實(shí)立德樹人，問題導(dǎo)向強(qiáng)調(diào)以課程設(shè)置為載體，創(chuàng)新導(dǎo)向強(qiáng)調(diào)以課程改革為依托。基于學(xué)生學(xué)習(xí)成果（Student Learning Outcomes，簡稱SLOs）的核心是從重視資源投入的教育轉(zhuǎn)變?yōu)橹匾晫W(xué)生學(xué)習(xí)“產(chǎn)出”（SLOs），關(guān)注的重點(diǎn)是“學(xué)到了什么”，重視培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)社會(huì)和未來發(fā)展的綜合能力。

制定SLOs時(shí)，一般先確定課程最終成果——學(xué)生學(xué)習(xí)后能夠達(dá)到的能力水平，它由學(xué)生在各階段的SLOs的積累而得，然后“以終為始”將最終成果反推到各階段（教學(xué)單元）的SLOs，再以結(jié)構(gòu)化的方式設(shè)計(jì)每堂課的SLOs（見上圖）。這種設(shè)計(jì)方式更突出目標(biāo)（成果、需求）導(dǎo)向，有利于彌補(bǔ)當(dāng)前中小學(xué)“重教學(xué)，輕實(shí)效”的狀況。

四、探索設(shè)計(jì)基于SLOs大中小協(xié)同的中小學(xué)科學(xué)教育創(chuàng)新課程

（一）在“真實(shí)問題”情境下開展創(chuàng)新課程設(shè)計(jì)

創(chuàng)新課程設(shè)計(jì)圍繞主題內(nèi)容提出貫穿始終的“引導(dǎo)問題”，創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境和真實(shí)任務(wù)，設(shè)計(jì)系列探究活動(dòng)，讓學(xué)生像“學(xué)科專家”一樣思考與行動(dòng)，親身經(jīng)歷知識(shí)的產(chǎn)生和應(yīng)用過程。交通運(yùn)輸作為新質(zhì)生產(chǎn)力的主要行業(yè)載體，支撐智慧城市建設(shè)，推動(dòng)SG技術(shù)、北斗系統(tǒng)、遙感衛(wèi)星技術(shù)與人工智能在交通領(lǐng)域的應(yīng)用，為大中小學(xué)校協(xié)同開展科學(xué)教育提供了真問題、真情境。

（二）在“大觀念”引導(dǎo)下開展創(chuàng)新課程設(shè)計(jì)

現(xiàn)實(shí)生活中的科技問題有很多，但并非所有的真實(shí)問題都適用于中小學(xué)科學(xué)教育，能夠引導(dǎo)教學(xué)走向深度并符合教育對(duì)象認(rèn)知發(fā)展特點(diǎn)的問題才是首選。要注重與學(xué)生認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)、社會(huì)生活的相符，加強(qiáng)課程內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系，突出課程內(nèi)容“大概念”，探索主題、項(xiàng)目、任務(wù)等內(nèi)容組織方式，據(jù)此開展創(chuàng)新課程設(shè)計(jì)。

交通運(yùn)輸更為重視理論與工程實(shí)踐的結(jié)合，需要大量的調(diào)查來采集所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，依托交通規(guī)劃理論方法和專業(yè)軟件，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，為交通設(shè)施的建設(shè)、組織、管理提供決策依據(jù)。交通運(yùn)輸不僅有“大概念”，還有獨(dú)特的跨學(xué)科概念，如結(jié)構(gòu)與功能、系統(tǒng)與模型、穩(wěn)定與變化等。這不僅可以促進(jìn)學(xué)生深入理解事物的本質(zhì)、學(xué)科間的關(guān)聯(lián)，還能促使知識(shí)產(chǎn)生有效遷移、能力得到綜合訓(xùn)練，為以后解決復(fù)雜問題打下基礎(chǔ)。

（三）以“過程評(píng)價(jià)”保障創(chuàng)新課程的教學(xué)效果

教學(xué)評(píng)價(jià)不是簡單地用技術(shù)去“評(píng)”，而是通過教學(xué)評(píng)價(jià)去“發(fā)現(xiàn)”學(xué)生的潛質(zhì)。教學(xué)評(píng)價(jià)的目的不再簡單地追求成績的提升和知識(shí)的掌握，而是更加重視學(xué)生創(chuàng)新思維以及個(gè)性化的發(fā)展，強(qiáng)調(diào)求真求實(shí)的科學(xué)精神。對(duì)此，應(yīng)將科學(xué)興趣、科學(xué)信念、實(shí)踐能力、創(chuàng)新潛能、跨學(xué)科學(xué)習(xí)能力等過程性內(nèi)容納入評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，進(jìn)而獲得學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展的全景式評(píng)價(jià)。

（責(zé)編 佳琪）