科学教育特色发展的杭州经验

科学教育是培养未来科技创新人才的基础，也是提升全民科学素养、增强国家科技竞争力的重要支撑。杭州市作为全国科学教育实验区，紧跟科技发展趋势，围绕STEM教育、科学实验与探究评价、教师专业发展以及协同育人等关键领域，进行了系统性的改革与实践。通过建立跨学科融合的课程体系、完善科学探究能力评价机制、加强教师培养以及构建全社会协同育人模式，杭州市逐步形成了科学教育的特色发展路径。这一系列探索不仅促进了学生科学素养和创新能力的提升，也为全国其他地区提供了可借鉴的经验。

构建科学教育体系，深化探究式学习

科学教育的发展首先需要建立科学合理的课程体系。杭州市以人工智能、新能源、数字经济等前沿科技领域的人才培养需求为导向，构建了一套系统化、层次化、实践化的科学课程体系，推动科学教育的跨学科融合、探究式学习和创新型人才培养。

杭州市基于国家课程标准，结合地方特色，建立了涵盖小学、初中、高中的科学课程体系。小学阶段以激发科学兴趣为核心，课程内容强调观察、实验和游戏式探究，引导学生建立科学思维，培养基础动手能力；初中阶段侧重于科学原理和实验探究能力的培养，推动跨学科融合，鼓励学生在实验探究中提升问题解决能力；高中阶段重点培养学生的科学研究能力和创新能力，鼓励自主探究、课题研究，为其提供多元化的科研实践平台，以促进拔尖创新人才的培养。

为了促进学生深度学习，杭州市积极推广项目式学习和问题驱动的教学模式。例如，在“智能农业”项目中，学生需要结合数据分析、传感器技术和编程等多学科知识，研究农业环境优化方案。在这一过程中，学生不仅掌握了科学知识，还培养了团队协作、问题解决和创新思维能力。此外，杭州市积极推进STEM教育，鼓励科学教育与数学、计算机、工程技术等学科的深度融合。例如，在“城市空气质量监测”项目中，学生需要结合化学、物理、地理等多学科知识，设计实验方案、采集空气样本，并使用编程技术分析数据，为城市环保政策提供建议。

杭州市还大力推进创客教育和创新实验室建设。截至目前，全市已建成近2万个实验室和专用功能教室，包括天文观测站、人工智能实验室、建模实验室等。这些实验室不仅为学生提供了丰富的实验操作机会，还让他们在真实的科学研究环境中探索未知，培养创新意识和实践能力。此外，杭州市积极探索人工智能技术在科学教育中的应用，例如利用智能实验设备、在线数据分析平台等技术，教师可以实时监测学生的实验操作和探究过程，并提供个性化的反馈与指导。这种基于大数据分析的个性化学习模式，不仅提高教学效率，也帮助学生更高效地掌握科学知识和技能。

构建科学探究评价体系，精准测评促进深度学习

科学探究能力的培养需要精准的测评体系支持。杭州市结合现代教育评价理论，研发了一套基于PTA检核量表的科学实验与探究评价体系，以促进科学教育的深度学习和可持续发展。

这一评价体系以表现性评价任务和量表测评工具为核心，明确了科学探究能力的具体指标，将学生的科学探究能力分为基本能力、实践能力和创新能力三个层次，并开发了54个科学实验与探究的PTA检核量表。该体系覆盖从实验技能、探究过程到创新实践的全链条测评，使评价更加精准、科学。

评价的方式也在不断优化升级，从1.0版本的“现场观察式探究能力评估”，到2.0版本的“记录仪式探究能力评估”，再到3.0版本的“摄像仪式探究能力评估”，再发展到4.0版本的“AI技术驱动的探究能力评估”。例如，在2024年的科学教育测评活动中，杭州市通过摄像记录学生的实验操作过程，并结合AI分析技术，对实验步骤、探究过程、结果分析等多个维度进行量化评价，准确率达到 9 5 % 以上。

此外，杭州市探索出将评价工具嵌入科学课堂教学的四种实践方式—“前置量表式”“后置量表式”“前生量表式”“后生量表式”，使评价不仅作为教学的反馈环节，更成为促进学生科学探究能力提升的重要手段。在此基础上，杭州市建立了科学探究能力的动态监测机制，对学生进行长期跟踪与指导，确保科学探究能力的持续提升。

培养跨学科教学能力，推动教育创新

高质量的科学教育离不开高水平的教师队伍。杭州市通过构建系统化的教师培训体系，推动教师从单一学科教学向跨学科整合教学转变，促进教师专业成长，提高教学质量。

杭州市针对教师的不同发展阶段，建立了层次化、分阶段的培训体系。例如，为新教师提供基础科学实验教学培训，为中级教师开设STEM课程设计和跨学科教学培训，为骨干教师提供前沿科技实践与教学研究支持。依托浙江大学、西湖大学、杭州师范大学等高校，杭州市还搭建了专家指导体系，促进教师的专业成长与跨学科协作。

此外，杭州市鼓励教师参与课程研发和教学改革，组织教师团队编写了《基于评价标准的科学探究评价工具设计与应用》《中学生科学探究与实验能力测评》等专著，并打造了53个经典案例供一线教师学习交流。在浙江省和杭州市的优质课评比、科学教学展示活动中，越来越多的教师运用基于PTA检核量表的探究式教学方法，推动科学教育教学质量的提升。

杭州市还鼓励教师参与企业实践和国际交流，通过与阿里巴巴、海康威视、浙江工业大学等企业和高校的合作，让教师在实践中提升工程与技术教育能力，使其能够更好地将最新的科技发展成果融入教学，为学生提供更前沿的科学教育体验。

构建“家-校-政-社”联动模式，拓展科学教育资源

馆校协作，拓展科学教育“第二课堂”。发挥杭州作为全国科技创新中心的资源优势，通过“科学馆一学校结对"“科学馆一课堂联通”等途径，采用“馆校同上科学课”“馆校共享科学课”等形式，支持鼓励各类场馆开发科学类拓展性课程，采用“走出去”“请进来”等方式实现“馆校融通，双向奔赴”。全市共建立150多个研学基地，开发100余条研学路线，遴选市级科学类课后服务课程近100余门，为青少年校外实践提供充足的场所和课程资源。

科教融汇，打造科学教育“跨界联盟”。联合大华股份等高科技企业，浙江大学、西湖大学、北京航空航天大学、杭州师范大学等高校，组建“科学教育大联盟”，探索“智慧同城”框架下的校企合作新形式，创新构建研学新机制。发挥头部联盟示范作用，推广联盟运作模式，力求市域全覆盖。如滨江区科学教育大联盟，联动北京航空航天大学杭州创新研究院、吉利等多家科技型单位，推出科学教育场景200余个，覆盖全区34所中小学；拱墅区“空间科学与应用科普基地”与中国科学院空间应用工程与技术中心联合主办“太空探索”夏令营。

社团驱动，设立科学教育“研究项目”。发动社会科学教育资源扶持学生科学社团，通过举办科学实验晚会、“牛顿杯”物理科技节等活动，构建“创客项目”，促进科学教育在实践中生根发芽。如“纳卫星”“运载火箭任务”“太空基地生态舱”“月球轨道空间站”等航天类项目在全国比赛中频频夺冠。

杭州市作为全国科学教育实验区，以课程融合创新为基础，以科学探究评价体系为支撑，以高水平教师队伍建设为保障，以“家-校-政-社”协同育人为拓展，构建了一套系统化、实践化的科学教育体系。

未来，杭州市将继续深化科学教育改革，进一步优化课程体系，提升科学探究评价的精准度，拓展教师专业发展路径，并加强社会协同育人的广度与深度。同时，杭州市也将借助人工智能、大数据等新兴技术，为科学教育赋能，使其更加智能化、个性化和高效化，推动科学教育迈向更高水平。