科學教育是提升國家科技競爭力、培養(yǎng)創(chuàng)新人才、提高全民科學素質(zhì)的重要基礎(chǔ)，中小學校的科學教育質(zhì)量對培養(yǎng)學生科學素質(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”為核心理念的學校——西安航天城第一小學（以下簡稱“航天一小”）。自2015年建校以來，學校就聚焦學生科學素養(yǎng)培育，開展科技創(chuàng)新教育。2019年，學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教育團隊，與專家團隊精準定位學校發(fā)展方向，將“科技教育”確立為學校特色發(fā)展的核心戰(zhàn)略，學校深度剖析發(fā)展現(xiàn)狀，精準對接區(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、評價創(chuàng)新三擎驅(qū)動，著力培育拔尖創(chuàng)新人才。
深耕教育土壤
三級課程體系筑牢科學素養(yǎng)根基
學校積極繪制科技教育發(fā)展藍圖，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)多元科學教育場館，創(chuàng)新科技教育課程體系；加強STEM教育，促進跨學科學習，深化航天特色教育合作，形成學校完善的科技教育體系。學校堅持“五育”并舉，構(gòu)建“承·創(chuàng)”科學課程教育體系，以基礎(chǔ)課程、拓展課程、發(fā)展課程三層架構(gòu)培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)。學校不斷創(chuàng)新科學教學方式，融合多學科課程，豐富科學課堂形式，開設(shè)C—STEM、項目化學習等課程，形成特色化科學課程體系。
“從養(yǎng)蠶觀察生命周期到設(shè)計滅霸無限安全手套，科學教育要讓知識從書本躍遷至真實世界?！毙ｉL張軍紅介紹，學校以國家科學課程為基礎(chǔ)，提煉“一核三維”科技教育框架，即以國家課程為核心，依托大概念教學筑牢學科基礎(chǔ)，融合STEM教育培養(yǎng)跨學科思維，借助科技實踐錘煉創(chuàng)新能力。
在第一課堂，學校創(chuàng)新推出“大概念引領(lǐng)+雙線推進”教學模式，即圍繞大概念理念開展科學教學，重視“科學實驗”和“探究性活動”兩條線，培養(yǎng)學生的實證意識和創(chuàng)新能力。教師避免知識點堆砌，圍繞生物生命周期、工程設(shè)計流程等大概念重構(gòu)課程。例如“養(yǎng)蠶”課程弱化對脫皮次數(shù)、結(jié)繭框架等細節(jié)的機械記憶，轉(zhuǎn)而引導學生體驗“生命延續(xù)與環(huán)境依存”的科學本質(zhì)。同時，學校將科學實驗教學形成標準化流程，低年級側(cè)重現(xiàn)象觀察，中年級強化數(shù)據(jù)采集，高年級聚焦問題解決。近3年，學生實驗規(guī)范達標率達98%。
學校科學教育第二課堂化身“創(chuàng)新實驗室”。40余個科技社團形成“金字塔”培養(yǎng)梯隊：基礎(chǔ)層設(shè)“小小科學家”“機器人編程”，拓展層推“無人機編隊”“3D智造工坊”，拔尖層育“未來工程師”。多元的社團課程充分滿足了學生的個性化發(fā)展需求，在科學活動參與實踐中，培養(yǎng)學生的觀察能力、思辨能力、動手能力、創(chuàng)新能力、交流與合作能力、解決問題的能力；在趣味活動中，激發(fā)學生對科技的興趣，提升學生科學素養(yǎng)，促進學生個性化發(fā)展。2023年，學生在國家科創(chuàng)賽事中斬獲27項大獎，其中“智能霧霾監(jiān)測系統(tǒng)”獲宋慶齡少年兒童發(fā)明獎金獎。
學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場域。學校構(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共建AI教育基地。學生設(shè)計的“航天凈水裝置”在專家指導下迭代7個版本，最終實現(xiàn)污水凈化率85%的突破。
創(chuàng)新育人范式
STEM教育打破學科壁壘
作為全國STEM教育領(lǐng)航學校，航天一小探索出本土化STEM課程開發(fā)路徑。STEM教師團隊立足陜西地域文化，歷時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，四年級學生用杠桿原理復刻漢代“地動儀”，融入傳感器編程實現(xiàn)地震預警功能；五年級“榫卯結(jié)構(gòu)承重賽”中，學生運用數(shù)學建模優(yōu)化穩(wěn)定性，承重達200公斤。
學校推行“任務驅(qū)動—探究實踐—創(chuàng)造展示”全鏈條教學，讓項目化學習成為創(chuàng)新孵化器。2019年學校以“中國記憶”為主題開展跨學科項目式學習，全校學生以“古今對話”為主線，整合科學、藝術(shù)、人文等學科，完成“活字印刷文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計”“非遺工藝數(shù)智化改造”等32個項目，通過文化展館匯報深化知識應用，其中“皮影機械臂”“電動走馬燈”項目實現(xiàn)傳統(tǒng)藝術(shù)的自動展演，亮相STEM教育成果展。校長張軍紅帶領(lǐng)團隊教師總結(jié)的“小學科學STEM化的探索”獲陜西省基礎(chǔ)教育教學成果特等獎。
數(shù)字賦能未來
智慧校園促進學生成長成才
學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)字化手段推動教育場景變革、學科融合與評價創(chuàng)新。
在航天一小的“未來工程師”體驗中心，學生可通過虛擬現(xiàn)實設(shè)備“漫步”空間站，借助人工智能平臺模擬衛(wèi)星軌道計算。學校建設(shè)三級數(shù)字化平臺：課堂層打造“云邊端”一體化教學場景，在創(chuàng)客課程中，引入藍盒智能編程套裝、AI探索盒等工具，指導學生完成“智能升降桌椅”“語音助手設(shè)計”等數(shù)字產(chǎn)品開發(fā)；校園層推行“教學應用云空間”有效連接區(qū)域各校的信息化遠程教室、錄播空間，支撐全場景教學和學生的泛在學習活動，實現(xiàn)“人人皆學、處處能學、時時可學”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?！?G+智慧教育”場景應用入選國家教育部門典型案例，學生在國家賽事中斬獲27項大獎，“智能霧霾監(jiān)測系統(tǒng)”獲宋慶齡少年兒童發(fā)明獎金獎。
學校構(gòu)建“表現(xiàn)性評價+過程性數(shù)據(jù)”的科學素養(yǎng)評估模型，涵蓋實驗操作、課題研究、創(chuàng)新實踐等六大維度，讓評價改革同步深化。六年級學生王雨婷的成長檔案顯示：其科學探究能力從“基礎(chǔ)級”升至“專家級”，創(chuàng)客作品已獲兩項實用新型專利。
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，學校每年組織科技節(jié)創(chuàng)新活動，9屆科技節(jié)，從“啟蒙探索”到“強國使命”，堅持從陜西傳統(tǒng)文化中提煉教育養(yǎng)分，復刻“水運儀象臺”融入傳感器編程，科技節(jié)上展出“古地震預警裝置”；皮影機械臂、活字印刷動態(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)累計開展主題活動300余場，覆蓋學生1.2萬人次，孵化科創(chuàng)成果1000余件，帶動學校獲評“全國STEM教育領(lǐng)航學?！薄拔靼彩锌萍冀逃厣！钡葮s譽，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，航天一小的學子們正以探索為刃、以創(chuàng)新為翼，近3年，畢業(yè)生科學素養(yǎng)優(yōu)秀率達95%，科創(chuàng)競賽獲獎數(shù)量年均增長40%，30余名學生入選“航天基地科學創(chuàng)新人才培養(yǎng)計劃”。未來，航天一小將繼續(xù)認真落實立德樹人根本任務，拓寬科創(chuàng)教育路徑，努力培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才。