孫明明 鄭念 陳森

2021 年11 月，教育部、中國科協(xié)聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于利用科普資源助推“雙減”工作的通知》，要求通過“引進(jìn)科普資源到校開展課后服務(wù)”“組織學(xué)生到科普教育基地開展實(shí)踐活動”等具體方式，組織學(xué)生“分期分批”到天文館、科技園、動植物園、農(nóng)業(yè)示范園、高校、科研院所等各類科普教育基地，“加強(qiáng)場景式、體驗式、互動式、探究式科普教育實(shí)踐活動”[1]。在此背景下，高校與中小學(xué)加強(qiáng)合作，開創(chuàng)開放融通有活力的教育新局面勢在必行。

高校實(shí)驗室作為科普教育基地的一種，可以積極與中小學(xué)開展合作，開發(fā)科學(xué)性、系統(tǒng)性、適宜性和趣味性的科普實(shí)踐活動，協(xié)助中小學(xué)做好課后服務(wù)，加強(qiáng)“大手與小手”之間的聯(lián)系[2]，以更開闊的科學(xué)視野和多樣化的育人方法，助推中小學(xué)五育并舉的育人戰(zhàn)略推進(jìn)。

發(fā)揮自身優(yōu)勢，面向中小學(xué)課后服務(wù)需求開展課外科技實(shí)踐活動

發(fā)揮自身科研優(yōu)勢，立足大科學(xué)視野開展面向中小學(xué)的課外科技實(shí)踐活動 “大科學(xué)”概念由來已久，一般是指用于科學(xué)事業(yè)的人力和物力的國家層面的支出，使得科學(xué)成為國民經(jīng)濟(jì)的主要環(huán)節(jié)。近年來，以大科學(xué)為背景的科技實(shí)踐內(nèi)容對兒童青少年有強(qiáng)大的吸引力。高校實(shí)驗室作為國家基礎(chǔ)研究的主力軍，在國家乃至全球的大科學(xué)計劃中，或多或少承擔(dān)著相應(yīng)的研究任務(wù)，是面向中小學(xué)開展課外科技實(shí)踐活動的最佳展開端口。

發(fā)揮自身資源優(yōu)勢，著力構(gòu)建以實(shí)踐為主的中小學(xué)課外科技活動教學(xué) 兒童青少年對科學(xué)的形象構(gòu)建中最突出的元素是“實(shí)驗室”和“科學(xué)家”[3]。高校擁有豐富的實(shí)驗室資源和科教人才資源，是面向中小學(xué)生開展場景式、體驗式科學(xué)教育的最佳場所。在常見的科普講座、參觀游覽等科普形式之外，高校實(shí)驗室利用自身教學(xué)資源和教學(xué)空間，有能力開展跨學(xué)科的項目式教學(xué)活動。

面向中小學(xué)德育目標(biāo)，落實(shí)大中小學(xué)思政課一體化建設(shè) 青少年階段是人生的“拔節(jié)孕穗期”，最需要精心引導(dǎo)和栽培。高校實(shí)驗室立足自身資源，加強(qiáng)科學(xué)文化元素的使用，注重科學(xué)史的發(fā)展過程和典故，引導(dǎo)兒童青少年理解科學(xué)、技術(shù)與社會發(fā)展之間的關(guān)系，以系統(tǒng)的思維指導(dǎo)兒童青少年認(rèn)知和了解自然，領(lǐng)會辯證唯物主義和歷史唯物主義，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的理想信念、學(xué)會正確的思維方法。

面向中小學(xué)的課外科技實(shí)踐活動開發(fā)路徑

大科學(xué)計劃更能引起兒童青少年共鳴，是面向中小學(xué)科普的最佳切入點(diǎn)

以大科學(xué)概念為背景的科普體驗課程的開發(fā)，可以很好地抓住中小學(xué)生的注意力。北京科技大學(xué)設(shè)計的“探秘航天科技”主題體驗類科普課程，從學(xué)校參與研制的我國第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號”殼體講起，介紹我國的空間站建設(shè)計劃及月球探測工程，引導(dǎo)中小學(xué)生展望充滿奧秘的太空，了解黑洞、蟲洞、時間隧道、外星人等概念；進(jìn)一步結(jié)合相關(guān)模型展示，帶領(lǐng)兒童青少年了解我國航天科技的巨大成就。

大科學(xué)計劃更具國際性，我國正在積極提出并牽頭組織國際大科學(xué)計劃和大科學(xué)工程。以大科學(xué)為背景開發(fā)科普課程，能夠培養(yǎng)中小學(xué)生的國際視野。例如，介紹LIGO科學(xué)合作組織利用激光干涉引力波天文臺人類第一次直接探測到來自雙中子星合并的引力波，以此為背景，北京科技大學(xué)物理實(shí)驗中心開發(fā)了“牛頓環(huán)觀察”“邁克爾遜干涉儀操作及觀察”等探究型科普實(shí)踐課程，向中小學(xué)高年級學(xué)生普及光的干涉現(xiàn)象及應(yīng)用等相關(guān)知識。

大科學(xué)工程更能抓住兒童青少年的眼球，激發(fā)中小學(xué)生的求知欲望

大科學(xué)工程科技集成度高、社會影響力大、關(guān)注度高，所涉及的概念和詞匯在兒童青少年的日常生活學(xué)習(xí)中出現(xiàn)較多，為中小學(xué)生所熟知。以大科學(xué)工程為背景的科普課程能較好地吸引兒童青少年的注意力。例如北京科技大學(xué)以國產(chǎn)大型客機(jī)、大型運(yùn)輸機(jī)工程為背景，開發(fā)了“揭秘航空科技”主題體驗課程，依托C919 大型客機(jī)模型、運(yùn)-20大型軍用運(yùn)輸機(jī)模型、艦載機(jī)殲-15 模型、隱身戰(zhàn)斗機(jī)殲-20 模型等，向中小學(xué)生展示我國正在努力從航空大國走向航空強(qiáng)國。課程還配合伯努利原理演示實(shí)驗裝置增加了互動環(huán)節(jié)，帶領(lǐng)兒童青少年動手實(shí)現(xiàn)懸浮現(xiàn)象，了解飛機(jī)飛行的原理，學(xué)習(xí)其中包含的物理知識。

大科學(xué)裝置能培養(yǎng)兒童青少年全面的科技視野，是踐行STEM 教育理念的最佳背景

大科學(xué)裝置的國際化合作研究強(qiáng)調(diào)科技的分工與緊密協(xié)作，突出了科研成果、科技資源的共享和利用[4]。這一特征將引導(dǎo)兒童青少年具備更開闊的視野與合作精神。大科學(xué)裝置除蘊(yùn)含豐富的科學(xué)思想與科學(xué)方法之外，所涉及的學(xué)科專業(yè)領(lǐng)域具有學(xué)科交叉與綜合的特征。大科學(xué)裝置的研發(fā)是“科學(xué)—技術(shù)—應(yīng)用”的集中體現(xiàn)，以此為背景的動手實(shí)踐類科普課程開發(fā)，更加重視采用STEM 課程設(shè)計理念，即將科學(xué)、技術(shù)、工程整合應(yīng)用于課程中，形成實(shí)踐學(xué)習(xí)、心智學(xué)習(xí)的協(xié)同效應(yīng)[5-6]。

以北京科技大學(xué)物理實(shí)驗中心開發(fā)的“電磁炮制作”課程為例（表1），從航空母艦的電磁彈射器講起，依托中心自主設(shè)計開發(fā)的模塊化線圈電磁炮實(shí)驗儀，指導(dǎo)兒童青少年動手搭建電磁炮，驗證電磁炮的儲能、發(fā)射，探究提高電磁炮發(fā)射動能的方法等，滿足對國防軍事科技前沿科學(xué)知識的探究欲。

此外，學(xué)校還開發(fā)了“傳聲筒制作”“制作吸管噴泉”“聲光電實(shí)驗DIY 組裝”“摩擦生電實(shí)驗手工組裝”等面向低年齡段學(xué)生的動手實(shí)踐課程。經(jīng)過長期面向青少年學(xué)生的課外科技實(shí)踐活動，課程收到了較突出的科學(xué)普及效果。高校利用自身的科研和工程技術(shù)實(shí)力，一定程度上彌補(bǔ)了中小學(xué)教師尤其是科學(xué)教師工程和技術(shù)背景的缺乏。

以大科學(xué)觀哺育兒童青少年，更符合五育并舉的育人要求

北京科技大學(xué)建設(shè)的科學(xué)技術(shù)史學(xué)科，以自然科學(xué)（包括數(shù)學(xué)、工程技術(shù)、農(nóng)業(yè)技術(shù)、醫(yī)學(xué)等）的發(fā)展及其與社會相互關(guān)系為研究對象，是人文社會科學(xué)與自然科學(xué)、工程技術(shù)等學(xué)科交叉融合的橋梁學(xué)科?？茖W(xué)技術(shù)史學(xué)科不斷深入挖掘科學(xué)文化、科學(xué)精神與科學(xué)家精神，從科學(xué)史、傳統(tǒng)文化等角度，把高校開展面向中小學(xué)的科普實(shí)踐活動不斷引向深入[7]。在具體項目實(shí)施層面，更加注重采取STEAM 教育理念開發(fā)科普實(shí)踐項目，強(qiáng)調(diào)科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)與人文藝術(shù)等領(lǐng)域的教學(xué)整合。

國務(wù)院印發(fā)《全民科學(xué)素質(zhì)行動規(guī)劃綱要（2021—2035）》以來，北京科技大學(xué)在持續(xù)做好本科階段的實(shí)驗創(chuàng)新、實(shí)踐育人工作基礎(chǔ)上，最大限度發(fā)揮自身制度、人才、資源優(yōu)勢，積極投身全民科普行動?！半p減”政策出臺以來，高校更加注重青少年科學(xué)普及工作。北京科技大學(xué)物理實(shí)驗中心面向中小學(xué)開展的課外科技實(shí)踐活動，促進(jìn)了中小學(xué)校園文化生活的進(jìn)一步提升，激發(fā)了青少年學(xué)生熱愛科學(xué)、勇于實(shí)踐的熱情，獲得了中小學(xué)師生的一致好評。為“雙減”背景下高校實(shí)驗室如何精準(zhǔn)做好中小學(xué)課后服務(wù)提供了典型案例，探索出了高校實(shí)驗室助推“雙減”工作的北科大模式。

參考文獻(xiàn)

[1] 教育部辦公廳，中國科協(xié)辦公廳．關(guān)于利用科普資源助推“雙減”工作的通知．2021.11.25．https：//www.cast.org.cn/art/2021/12/7/art_51_174988.html．

[2] 晉銀峰，孫冰冰，張孟英．中小學(xué)課后服務(wù)的歷程、問題與展望[J]．教育科學(xué)研究，2021（11）：5-10．

[3] 李國劍，胡慧妮．高校實(shí)踐育人與“高參小”項目融合發(fā)展研究[J]．教育探索，2019（06）：55-58．

[4] 張楠，詹琰．北京地區(qū)中小學(xué)生心目中的科學(xué)家形象比較研究[J]．科普研究，2014，9（06）：11-18．

[5] 陳夕朦，鄭念．淺析大科學(xué)裝置科普功能的實(shí)現(xiàn)[J]．科普研究，2015，10（05）：17-24．

[6] 李象益．“大科學(xué)”視野下科技館教育的創(chuàng)新[J]．自然科學(xué)博物館研究，2016，1（04）：17-21．

[7] 潛偉．科學(xué)文化、科學(xué)精神與科學(xué)家精神[J]．科學(xué)學(xué)研究，2019，37（01）：1-2．

基金項目 中國科協(xié)科學(xué)技術(shù)普及部課題：組織實(shí)施全國科普教育基地服務(wù)“雙減”試點(diǎn)項目（2022-0640）；中國科協(xié)青少年科技中心課題：青少年STEM教育計劃科教資源包（2020YXIP300）；北京科技大學(xué)青年交叉項目FRFIDRY-22-030：基于我校優(yōu)勢學(xué)科的科普教育STEAM 課程體系開發(fā)與教學(xué)探索。