科學(xué)教育是提升國家科技競爭力、培養(yǎng)創(chuàng)新人才、提高全民科學(xué)素質(zhì)的重要基礎(chǔ)，中小學(xué)校的科學(xué)教育質(zhì)量對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)至關(guān)重要。在古都西安的航天產(chǎn)業(yè)基地內(nèi)，坐落著一所以“傳承與創(chuàng)新”為核心理念的學(xué)?！靼埠教斐堑谝恍W(xué)（以下簡稱“航天一小”）。自2015年建校以來，學(xué)校就聚焦學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培育，開展科技創(chuàng)新教育。2019年，學(xué)校正式步入科技教育新賽道，參與陜西省教科院、中國教科院STEM教育團(tuán)隊(duì)，與專家團(tuán)隊(duì)精準(zhǔn)定位學(xué)校發(fā)展方向，將“科技教育”確立為學(xué)校特色發(fā)展的核心戰(zhàn)略，學(xué)校深度剖析發(fā)展現(xiàn)狀，精準(zhǔn)對(duì)接區(qū)域資源，構(gòu)建“承·新”科技教育體系，通過課程改革、資源整合、評(píng)價(jià)創(chuàng)新三擎驅(qū)動(dòng)，著力培育拔尖創(chuàng)新人才。
深耕教育土壤
三級(jí)課程體系筑牢科學(xué)素養(yǎng)根基
學(xué)校積極繪制科技教育發(fā)展藍(lán)圖，構(gòu)建科技教育路徑，整合科技教育基地，舉辦航天科技節(jié)，營造濃厚的科技校園文化氛圍；深化科技教育內(nèi)涵，建設(shè)多元科學(xué)教育場館，創(chuàng)新科技教育課程體系；加強(qiáng)STEM教育，促進(jìn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)，深化航天特色教育合作，形成學(xué)校完善的科技教育體系。學(xué)校堅(jiān)持“五育”并舉，構(gòu)建“承·創(chuàng)”科學(xué)課程教育體系，以基礎(chǔ)課程、拓展課程、發(fā)展課程三層架構(gòu)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。學(xué)校不斷創(chuàng)新科學(xué)教學(xué)方式，融合多學(xué)科課程，豐富科學(xué)課堂形式，開設(shè)C—STEM、項(xiàng)目化學(xué)習(xí)等課程，形成特色化科學(xué)課程體系。
“從養(yǎng)蠶觀察生命周期到設(shè)計(jì)滅霸無限安全手套，科學(xué)教育要讓知識(shí)從書本躍遷至真實(shí)世界?！毙ｉL張軍紅介紹，學(xué)校以國家科學(xué)課程為基礎(chǔ)，提煉“一核三維”科技教育框架，即以國家課程為核心，依托大概念教學(xué)筑牢學(xué)科基礎(chǔ)，融合STEM教育培養(yǎng)跨學(xué)科思維，借助科技實(shí)踐錘煉創(chuàng)新能力。
在第一課堂，學(xué)校創(chuàng)新推出“大概念引領(lǐng)+雙線推進(jìn)”教學(xué)模式，即圍繞大概念理念開展科學(xué)教學(xué)，重視“科學(xué)實(shí)驗(yàn)”和“探究性活動(dòng)”兩條線，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)證意識(shí)和創(chuàng)新能力。教師避免知識(shí)點(diǎn)堆砌，圍繞生物生命周期、工程設(shè)計(jì)流程等大概念重構(gòu)課程。例如“養(yǎng)蠶”課程弱化對(duì)脫皮次數(shù)、結(jié)繭框架等細(xì)節(jié)的機(jī)械記憶，轉(zhuǎn)而引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)“生命延續(xù)與環(huán)境依存”的科學(xué)本質(zhì)。同時(shí)，學(xué)校將科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)形成標(biāo)準(zhǔn)化流程，低年級(jí)側(cè)重現(xiàn)象觀察，中年級(jí)強(qiáng)化數(shù)據(jù)采集，高年級(jí)聚焦問題解決。近3年，學(xué)生實(shí)驗(yàn)規(guī)范達(dá)標(biāo)率達(dá)98%。
學(xué)?？茖W(xué)教育第二課堂化身“創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”。40余個(gè)科技社團(tuán)形成“金字塔”培養(yǎng)梯隊(duì)：基礎(chǔ)層設(shè)“小小科學(xué)家”“機(jī)器人編程”，拓展層推“無人機(jī)編隊(duì)”“3D智造工坊”，拔尖層育“未來工程師”。多元的社團(tuán)課程充分滿足了學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展需求，在科學(xué)活動(dòng)參與實(shí)踐中，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思辨能力、動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力、交流與合作能力、解決問題的能力；在趣味活動(dòng)中，激發(fā)學(xué)生對(duì)科技的興趣，提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展。2023年，學(xué)生在國家科創(chuàng)賽事中斬獲27項(xiàng)大獎(jiǎng)，其中“智能霧霾監(jiān)測系統(tǒng)”獲宋慶齡少年兒童發(fā)明獎(jiǎng)金獎(jiǎng)。
學(xué)校還積極引入外部優(yōu)質(zhì)資源，讓第三課堂的邊界延展至社會(huì)場域。學(xué)校構(gòu)建“一校多館”育人生態(tài)，將504航天研究所變成課堂，在植物園建立自然觀測站，與中煤航測遙感集團(tuán)共建AI教育基地。學(xué)生設(shè)計(jì)的“航天凈水裝置”在專家指導(dǎo)下迭代7個(gè)版本，最終實(shí)現(xiàn)污水凈化率85%的突破。
創(chuàng)新育人范式
STEM教育打破學(xué)科壁壘
作為全國STEM教育領(lǐng)航學(xué)校，航天一小探索出本土化STEM課程開發(fā)路徑。STEM教師團(tuán)隊(duì)立足陜西地域文化，歷時(shí)3年研發(fā)“古智今用”校本課程，將古代科技智慧與現(xiàn)代工程思維結(jié)合，開發(fā)了基于地方傳統(tǒng)文化的STEM課程，四年級(jí)學(xué)生用杠桿原理復(fù)刻漢代“地動(dòng)儀”，融入傳感器編程實(shí)現(xiàn)地震預(yù)警功能；五年級(jí)“榫卯結(jié)構(gòu)承重賽”中，學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)建模優(yōu)化穩(wěn)定性，承重達(dá)200公斤。
學(xué)校推行“任務(wù)驅(qū)動(dòng)—探究實(shí)踐—?jiǎng)?chuàng)造展示”全鏈條教學(xué)，讓項(xiàng)目化學(xué)習(xí)成為創(chuàng)新孵化器。2019年學(xué)校以“中國記憶”為主題開展跨學(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，全校學(xué)生以“古今對(duì)話”為主線，整合科學(xué)、藝術(shù)、人文等學(xué)科，完成“活字印刷文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)”“非遺工藝數(shù)智化改造”等32個(gè)項(xiàng)目，通過文化展館匯報(bào)深化知識(shí)應(yīng)用，其中“皮影機(jī)械臂”“電動(dòng)走馬燈”項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)藝術(shù)的自動(dòng)展演，亮相STEM教育成果展。校長張軍紅帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)教師總結(jié)的“小學(xué)科學(xué)STEM化的探索”獲陜西省基礎(chǔ)教育教學(xué)成果特等獎(jiǎng)。
數(shù)字賦能未來
智慧校園促進(jìn)學(xué)生成長成才
學(xué)校將教育信息化作為提升科技教育質(zhì)量的核心引擎，打造“智慧校園+STEM教育”深度融合的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，通過數(shù)字化手段推動(dòng)教育場景變革、學(xué)科融合與評(píng)價(jià)創(chuàng)新。
在航天一小的“未來工程師”體驗(yàn)中心，學(xué)生可通過虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備“漫步”空間站，借助人工智能平臺(tái)模擬衛(wèi)星軌道計(jì)算。學(xué)校建設(shè)三級(jí)數(shù)字化平臺(tái)：課堂層打造“云邊端”一體化教學(xué)場景，在創(chuàng)客課程中，引入藍(lán)盒智能編程套裝、AI探索盒等工具，指導(dǎo)學(xué)生完成“智能升降桌椅”“語音助手設(shè)計(jì)”等數(shù)字產(chǎn)品開發(fā)；校園層推行“教學(xué)應(yīng)用云空間”有效連接區(qū)域各校的信息化遠(yuǎn)程教室、錄播空間，支撐全場景教學(xué)和學(xué)生的泛在學(xué)習(xí)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)“人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)”的教育信息化環(huán)境；區(qū)域?qū)咏尤牒教旎亍敖逃竽X”共享科創(chuàng)資源。2023年，學(xué)?！?G+智慧教育”場景應(yīng)用入選國家教育部門典型案例，學(xué)生在國家賽事中斬獲27項(xiàng)大獎(jiǎng)，“智能霧霾監(jiān)測系統(tǒng)”獲宋慶齡少年兒童發(fā)明獎(jiǎng)金獎(jiǎng)。
學(xué)校構(gòu)建“表現(xiàn)性評(píng)價(jià)+過程性數(shù)據(jù)”的科學(xué)素養(yǎng)評(píng)估模型，涵蓋實(shí)驗(yàn)操作、課題研究、創(chuàng)新實(shí)踐等六大維度，讓評(píng)價(jià)改革同步深化。六年級(jí)學(xué)生王雨婷的成長檔案顯示：其科學(xué)探究能力從“基礎(chǔ)級(jí)”升至“專家級(jí)”，創(chuàng)客作品已獲兩項(xiàng)實(shí)用新型專利。
深耕創(chuàng)新文化
讓科技種子向陽生長
每年4月的“承·創(chuàng)”科技節(jié)已成為校園文化名片。從2016年起，學(xué)校每年組織科技節(jié)創(chuàng)新活動(dòng)，9屆科技節(jié)，從“啟蒙探索”到“強(qiáng)國使命”，堅(jiān)持從陜西傳統(tǒng)文化中提煉教育養(yǎng)分，復(fù)刻“水運(yùn)儀象臺(tái)”融入傳感器編程，科技節(jié)上展出“古地震預(yù)警裝置”；皮影機(jī)械臂、活字印刷動(dòng)態(tài)展演非遺創(chuàng)新；航天專家崔萬照院士連續(xù)6年開設(shè)“天宮課堂”，解密航天奧秘，實(shí)現(xiàn)古今科技相遇的“雙螺旋”。9年深耕，“承·創(chuàng)”科技節(jié)累計(jì)開展主題活動(dòng)300余場，覆蓋學(xué)生1.2萬人次，孵化科創(chuàng)成果1000余件，帶動(dòng)學(xué)校獲評(píng)“全國STEM教育領(lǐng)航學(xué)校”“西安市科技教育特色?！钡葮s譽(yù)，形成具有全國影響力的基礎(chǔ)教育科創(chuàng)品牌。
在這片科創(chuàng)教育的沃土上，航天一小的學(xué)子們正以探索為刃、以創(chuàng)新為翼，近3年，畢業(yè)生科學(xué)素養(yǎng)優(yōu)秀率達(dá)95%，科創(chuàng)競賽獲獎(jiǎng)數(shù)量年均增長40%，30余名學(xué)生入選“航天基地科學(xué)創(chuàng)新人才培養(yǎng)計(jì)劃”。未來，航天一小將繼續(xù)認(rèn)真落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，拓寬科創(chuàng)教育路徑，努力培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才。