基于SLOs大中小协同的中小学科学教育创新课程设计研究

高水平的科技创新和高质量的人才培养，是实现中华民族伟大复兴的重要前提。作为科技创新人才培养的主阵地和推动科学教育落地的主战场，中小学科学教育创新课程建设已经势在必行。

一、科学教育的本质和内涵

在基础教育体系，科学教育是以自然科学内容为主，发展学习者科学素养的教育教学活动，既包括以物理、化学、生物、地理等学科为依托的分科教育，又包括各学科相互渗透、交叉、融合形成的综合性教育。先进的科学教育还包括信息技术、工程实践、通用技术等相关的学科。

从世界范围看，当前的科学教育课程体系应以学习的本质和科学的本质为基础，致力在不同学习阶段（如学前、中小学、大学）之间以及科学的不同领域之间建立连贯进阶。因此，科学教育，无论是分科教学还是综合教学，都不能只教知识，而要将知识、能力和素养作为有机整体，让学生主动参与科学活动，涵养科学精神品质，提升科学素养。

二、科学教育创新课程的必要性

（一）科学教育存在的问题

以往的中小学科学教育偏重学科知识的教授，较少考虑素养、能力的养成，忽略其中的人文成分，甚至把人文素养与科学素养相分离。有调查数据显示，北京、上海、江苏、广东四省市中学生科学学科成绩明显高于世界经合组织成员国同年龄段学生的平均水平。但我国学生的高水平表现是用超长课外学习时长“换来的”，久而久之，势必会损伤学生学习科学的兴趣。

2020年《国家义务教育质量监测——科学学习质量监测结果报告》显示，四、八年级学生在科学思维能力方面存在短板，且在科学、数学和技术与工程领域的学习兴趣随着年级的增长而不断降低。与此同时，多数学生对科学事业认识不足，在科学领域的职业期望也较为落后。由此看来，改变中小学生高成绩与低兴趣共存的现象，是消除科学学习积弊的关键。

（二）科学教育培养目标的迫切要求

近年来，美国为其基础教育建立了科学教育的新框架和新标准，重视给学生提供参与科学实践的更多机会，尤其注重以科学与工程实践及数学的联系为基石，建立面向科学素养的科学教育统一框架，包括基础性素养、科学知识和能力、对科学的情境性理解、批判性思考、社会参与的主动性等核心内容——它们与媒体素养、积极公民身份、全球胜任力等素养密切相关。

中国学生比美国学生多接受了近三年的科学课程学习，科学知识掌握水平明显高于美国学生，但科学推理、思维创新等高阶科学素养特征与美国学生持平。因此，重视对学生科学素养的培养，是科学教育的主要方向。

三、中小学科学教育创新课程设计的实施原则

《义务教育课程方案和课程标准（2022年版）》指出，中小学科学教育创新课程设计的实施原则应注重目标导向、问题导向和创新导向。目标导向强调落实立德树人，问题导向强调以课程设置为载体，创新导向强调以课程改革为依托。基于学生学习成果（Student Learning Outcomes，简称SLOs）的核心是从重视资源投入的教育转变为重视学生学习“产出”（SLOs），关注的重点是“学到了什么”，重视培养学生适应社会和未来发展的综合能力。

制定SLOs时，一般先确定课程最终成果——学生学习后能够达到的能力水平，它由学生在各阶段的SLOs的积累而得，然后“以终为始”将最终成果反推到各阶段（教学单元）的SLOs，再以结构化的方式设计每堂课的SLOs（见上图）。这种设计方式更突出目标（成果、需求）导向，有利于弥补当前中小学“重教学，轻实效”的状况。

四、探索设计基于SLOs大中小协同的中小学科学教育创新课程

（一）在“真实问题”情境下开展创新课程设计

创新课程设计围绕主题内容提出贯穿始终的“引导问题”，创设真实情境和真实任务，设计系列探究活动，让学生像“学科专家”一样思考与行动，亲身经历知识的产生和应用过程。交通运输作为新质生产力的主要行业载体，支撑智慧城市建设，推动SG技术、北斗系统、遥感卫星技术与人工智能在交通领域的应用，为大中小学校协同开展科学教育提供了真问题、真情境。

（二）在“大观念”引导下开展创新课程设计

现实生活中的科技问题有很多，但并非所有的真实问题都适用于中小学科学教育，能够引导教学走向深度并符合教育对象认知发展特点的问题才是首选。要注重与学生认知经验、社会生活的相符，加强课程内容的内在联系，突出课程内容“大概念”，探索主题、项目、任务等内容组织方式，据此开展创新课程设计。

交通运输更为重视理论与工程实践的结合，需要大量的调查来采集所需基础数据，依托交通规划理论方法和专业软件，对数据进行处理分析，为交通设施的建设、组织、管理提供决策依据。交通运输不仅有“大概念”，还有独特的跨学科概念，如结构与功能、系统与模型、稳定与变化等。这不仅可以促进学生深入理解事物的本质、学科间的关联，还能促使知识产生有效迁移、能力得到综合训练，为以后解决复杂问题打下基础。

（三）以“过程评价”保障创新课程的教学效果

教学评价不是简单地用技术去“评”，而是通过教学评价去“发现”学生的潜质。教学评价的目的不再简单地追求成绩的提升和知识的掌握，而是更加重视学生创新思维以及个性化的发展，强调求真求实的科学精神。对此，应将科学兴趣、科学信念、实践能力、创新潜能、跨学科学习能力等过程性内容纳入评价指标体系，进而获得学生科学素养发展的全景式评价。

（责编 佳琪）