人工智能時(shí)代，科學(xué)教育這樣開展

圖為北京一零一中學(xué)教師孫越正在教授物理探究課。 受訪單位供圖

自動(dòng)采摘水果的仿藤蔓機(jī)械臂、遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)老年人的智慧養(yǎng)老設(shè)備、用于垃圾分類的語音識(shí)別技術(shù)……前不久，在北京一零一中學(xué)舉辦的中小學(xué)科學(xué)教育創(chuàng)新與發(fā)展研討會(huì)（以下簡稱“研討會(huì)”）現(xiàn)場，來自不同年級(jí)的6名學(xué)生展示了科學(xué)探索創(chuàng)新成果。

“中小學(xué)科學(xué)教育是以自然科學(xué)內(nèi)容為主，以提高青少年科學(xué)素養(yǎng)為導(dǎo)向，以培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才為目標(biāo)，提升和發(fā)展青少年科學(xué)素養(yǎng)的教育教學(xué)活動(dòng)。它是推動(dòng)教育、科技和人才高質(zhì)量協(xié)同發(fā)展的關(guān)鍵著力點(diǎn)?！北本┦泻５韰^(qū)教育科學(xué)研究院院長吳穎惠指出。

2023年，教育部等十八部門聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)新時(shí)代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見》，提出著力在教育“雙減”中做好科學(xué)教育加法，一體化推進(jìn)教育、科技、人才高質(zhì)量發(fā)展。兩年過去，科學(xué)教育有哪些優(yōu)秀實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)？如何打造科學(xué)教育發(fā)展的“新引擎”，推動(dòng)科學(xué)教育走深走實(shí)？研討會(huì)期間，來自多所學(xué)校的校長分享了各自經(jīng)驗(yàn)。

AI賦能：應(yīng)對(duì)技術(shù)變革

當(dāng)前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速演進(jìn)。其中，以人工智能技術(shù)為代表的新質(zhì)生產(chǎn)力，正在全方位地重塑人們的生產(chǎn)、生活方式。在教育領(lǐng)域，人工智能技術(shù)融進(jìn)課堂內(nèi)外，改變著教育的模式和生態(tài)。面對(duì)技術(shù)帶來的挑戰(zhàn)和變革，不少科學(xué)教師產(chǎn)生了疑惑：人工智能時(shí)代，應(yīng)怎樣開展科學(xué)教育，才能跟上新技術(shù)發(fā)展的“步伐”？

中國人民大學(xué)附屬中學(xué)（以下簡稱“人大附中”）校長劉小惠認(rèn)為，應(yīng)從兩方面著手，推動(dòng)AI成為賦能科學(xué)教育的“新引擎”。“一是將人工智能作為教學(xué)內(nèi)容，融入科學(xué)教育；二是將人工智能作為工具手段，提高學(xué)生的人工智能素養(yǎng)。”她說。

劉小惠以人大附中為例介紹，學(xué)校在教學(xué)內(nèi)容層面，創(chuàng)建了橫向跨學(xué)科、縱向分層次的人工智能課程體系?！拔覀円呀⑵鹣鄳?yīng)的課程群，涉及30多門課程。學(xué)校AI跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)還研發(fā)了‘AI+X’跨學(xué)科創(chuàng)新教學(xué)課例，積累了100多個(gè)教學(xué)案例?！眲⑿』菡f。

此前，人大附中和中國人民大學(xué)附屬小學(xué)的老師聯(lián)手，開設(shè)了“AI+數(shù)學(xué)”“AI+物理”等六門課程。“學(xué)生非常喜歡這些課程，老師們也對(duì)這樣的創(chuàng)新實(shí)踐感到十分興奮。”劉小惠說。

研討會(huì)上，劉小惠還特別提到，AI賦能科學(xué)教育不能忽視對(duì)人文素養(yǎng)的培養(yǎng)。前不久，北京市教委印發(fā)《北京市推進(jìn)中小學(xué)人工智能教育工作方案（2025—2027年）》，強(qiáng)調(diào)人工智能賦能五育融合培養(yǎng)體系，提出拓展“AI+美育浸潤”等方面的應(yīng)用場景。劉小惠分享了一節(jié)令她印象深刻的課程，課程名為“與生成式人工智能一起創(chuàng)作——用AI觸摸青銅器里的‘中國’脈搏”?！斑@是一節(jié)由信息技術(shù)老師和歷史老師聯(lián)合教授的北京市級(jí)研究課，學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)中感受國寶的魅力，激發(fā)文化自信。”她說。

集團(tuán)“作戰(zhàn)”：共享教育資源

做好科學(xué)教育，需要優(yōu)質(zhì)的師資、器材等教育教學(xué)資源。然而，相對(duì)于龐大的學(xué)生基數(shù)，優(yōu)質(zhì)的科學(xué)教育資源仍是“稀缺品”。此前發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)新時(shí)代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見》明確，要確保薄弱地區(qū)、薄弱學(xué)校在科學(xué)教育中“一個(gè)都不能少”。因此，如何落實(shí)優(yōu)質(zhì)資源的共享，是擺在學(xué)校和教育部門面前的一道必答題。

集團(tuán)化辦學(xué)是促進(jìn)教育資源優(yōu)質(zhì)均衡的重要方式。2023年8月，教育部等部門聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于實(shí)施新時(shí)代基礎(chǔ)教育擴(kuò)優(yōu)提質(zhì)行動(dòng)計(jì)劃的意見》，提出健全學(xué)區(qū)和集團(tuán)辦學(xué)管理運(yùn)行機(jī)制，促進(jìn)骨干教師交流輪崗和優(yōu)質(zhì)教育資源共享，加快推進(jìn)學(xué)區(qū)內(nèi)、集團(tuán)內(nèi)學(xué)校率先實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)均衡。這一辦學(xué)模式是推動(dòng)科學(xué)教育走深走實(shí)的又一重要“引擎”。

研討會(huì)上，多位專家提出，集團(tuán)辦學(xué)過程中，需要推動(dòng)不同學(xué)校間教育理念、機(jī)制、課程、評(píng)價(jià)的統(tǒng)一，避免“形聚神散”的問題；對(duì)于覆蓋中小學(xué)的教育集團(tuán)，還應(yīng)做好學(xué)段間的銜接，構(gòu)建貫通培養(yǎng)體系。

北京市第八十中學(xué)校長任煒東分享了集團(tuán)化體系下科學(xué)教育的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。目前，北京市第八十中學(xué)教育集團(tuán)共有十所中小學(xué)，同時(shí)對(duì)口幫扶北京通州、密云，以及河北雄安、云南昆明、貴州羅甸等地學(xué)校。任煒東指出，構(gòu)建教育集團(tuán)科學(xué)教育體系，需要從“文化、制度、數(shù)字化”方面進(jìn)行橫向聯(lián)動(dòng)，形成關(guān)于科學(xué)教育的共識(shí)觀念、完善相關(guān)制度保障，搭建科學(xué)教育智能化生態(tài)平臺(tái)；同時(shí)構(gòu)建縱向銜接的科學(xué)教育體系，做好學(xué)段間的銜接。

“我們還開展了集團(tuán)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)培訓(xùn)，為集團(tuán)教師提供指導(dǎo)。”任煒東介紹，前不久，北京市第八十中學(xué)教育集團(tuán)課程發(fā)展中心圍繞國際中小學(xué)工程技術(shù)教育，為老師們舉辦了一場少年工程院STEM課程培訓(xùn)活動(dòng)?！斑@次培訓(xùn)讓我意識(shí)到傳統(tǒng)科學(xué)教育的局限性，我打算將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到教學(xué)中，設(shè)計(jì)更有趣的項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，推動(dòng)集團(tuán)科學(xué)教育的發(fā)展?！北本┦械诎耸袑W(xué)棗營分校老師張媛媛說。

協(xié)同育人：動(dòng)員各方力量

去年底，教育部等十七部門聯(lián)合印發(fā)《家校社協(xié)同育人“教聯(lián)體”工作方案》?！敖搪?lián)體”是以中小學(xué)生健康快樂成長為目標(biāo)、以學(xué)校為圓心、以區(qū)域?yàn)橹黧w、以資源為紐帶，促進(jìn)家校社有效協(xié)同的一種工作方式。研討會(huì)上，多位專家指出，科學(xué)教育要充分發(fā)揮“家校社協(xié)同育人”的作用，在完善學(xué)校主陣地的同時(shí)，更要?jiǎng)訂T社會(huì)力量，開辟社會(huì)大課堂。

吳穎惠介紹了北京市海淀區(qū)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，“科技企業(yè)、科研團(tuán)隊(duì)等以捐資、掛牌、冠名等形式，建設(shè)校園天文臺(tái)、氣象站等教學(xué)設(shè)施設(shè)備及場所?！眳欠f惠說，同時(shí)，海淀區(qū)還聘請(qǐng)?jiān)菏康雀邔哟稳瞬艆⑴c科普講座、科技周、科技節(jié)、科學(xué)營等公益活動(dòng)。“此外，我們還引導(dǎo)和鼓勵(lì)科技館、青少年宮、兒童活動(dòng)中心、博物館等科普?qǐng)鏊嫦蛑行W(xué)生免費(fèi)開放?！彼榻B。

北京一零一中學(xué)校長熊永昌介紹，過去幾年，北京一零一中學(xué)聯(lián)合多家科研機(jī)構(gòu)，共建培養(yǎng)基地?！敖衲?月，學(xué)校與清華大學(xué)電子工程系開展‘物理實(shí)驗(yàn)大中銜接培養(yǎng)’活動(dòng)。此前，我們還與騰訊公司合作，舉辦人工智能大模型科技英才研訓(xùn)營?！彼f。

廣州市黃埔區(qū)教育研究院院長陸優(yōu)君則介紹了不同學(xué)段的科學(xué)教育協(xié)同模式。

在學(xué)前階段，黃埔區(qū)搭建了“家—園”協(xié)同的“科學(xué)+”教育特色課程，通過組織家長和幼兒共同參與科學(xué)教育活動(dòng)等方式，引導(dǎo)幼兒在動(dòng)手操作中感受科學(xué)的魅力，為中小學(xué)科學(xué)教育奠基。在小學(xué)階段，黃埔區(qū)依托區(qū)內(nèi)豐富的科普資源，構(gòu)建“館—?！眳f(xié)同的“科學(xué)+”特色課程，將科學(xué)教育與區(qū)域內(nèi)專業(yè)場館、基地、少年宮的科技資源緊密結(jié)合，為學(xué)生提供廣闊的科學(xué)探索空間。在初中階段，黃埔區(qū)充分利用自身作為教育部“基礎(chǔ)教育課程改革實(shí)驗(yàn)區(qū)”及“廣東省中小學(xué)校人工智能試點(diǎn)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)區(qū)”等優(yōu)勢，搭建“數(shù)—智”協(xié)同的“科學(xué)+”教育特色課程群，開發(fā)數(shù)字賦能的互動(dòng)式、場景式“科學(xué)+”特色課程。在高中階段，黃埔區(qū)聚焦拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)，打造“研—?jiǎng)?chuàng)”協(xié)同的“科學(xué)+”教育特色課程群，通過與高校和科研機(jī)構(gòu)合作，以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)引導(dǎo)學(xué)生走進(jìn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，在大學(xué)、中學(xué)雙導(dǎo)師的引領(lǐng)下開展科學(xué)探索與實(shí)踐，為學(xué)生未來從事科研工作打下基礎(chǔ)。

“下一步黃埔區(qū)將繼續(xù)以科學(xué)教育特色課程群為‘引擎’，統(tǒng)籌推進(jìn)教育科技人才培養(yǎng)體制機(jī)制一體改革?！标憙?yōu)君說。（記者 吳葉凡）

(責(zé)編：李昉、郝孟佳)