民族地区中小学科技教育实施路径新探索——以STEM教育为例
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2026-02-11 02:40:05

全面落实教育强国建设、大力培养科技创新人才是当前学校教育的重要任务。2025年10月,教育部、科技部等七部门联合印发《关于加强中小学科技教育的意见》(以下简称《意见》),要求切实加强中小学科技教育,夯实科技创新人才培育的基础。《意见》重点聚焦科技教育的课程生态和教学方式的改革,强调以科学、技术、工程、数学为重点,注重跨学科整合,推动探究式、项目式学习,突出资源开发和环境建设,要求结合区域特色和教育教学情境进行实践。

这些要求对新时期如何创新中小学科技教育的实施路径具有重要的指导价值,对于民族地区来说意义更加深远。民族地区可从构建特色课程体系、创新探究式学习的教学模式、构建贯通合作的育人体系、组建“双师型”师资队伍、搭建多元的评价平台等方面,发挥中小学科技教育对科技创新人才培养的基础支撑作用。

构建具有民族特色的STEM课程体系

STEM教育所主张的课程教学具有跨学科属性,其课程形态是典型的跨学科整合课程。它打破了分科教学壁垒,强调知识统整与迁移应用,注重培养学生综合运用多学科知识解决复杂问题的能力,这与《意见》提出的“跨学科综合教学”要求高度契合。

对于民族地区而言,其经济社会进程面临生态保护、特色传承等现实议题,需要由具备多学科视野的复合型人才参与解决。因此,民族地区开展科技教育,应着力形成支持STEM教育的本土场域,依托STEM课程开发跨学科教学的鲜活样例,结合区域特色和教育教学情境,设计具有区域特色的跨学科STEM课程,培养具有综合能力的人才。例如,结合“传统扎染”主题,将数学、信息技术与图案设计、数字纹样保存等环节相融合,设计具有文化特色的综合实践活动课程。这种融合课程模式,既落实了《义务教育课程方案和课程标准(2022年版)》中“各门课程用不少于10%的课时设计跨学科主题学习”的要求,又能在无形中培养学习者的跨学科视野,顺应民族地区人才培养需求,实现对多彩文化的有效保护。因此,构建特色STEM课程体系需要遵循跨学科原则、生活关联原则、学生中心原则、实践创新原则。

第一,跨学科原则强调课程设计要避免学科间的低程度拼接,追求有意义的深度整合,并彰显区域发展特色。在从民族地区挖掘具有代表性的主题资源时,需将区域特色、审美范式与价值理念融入教育内核,基于真实场景进行问题驱动式的教学。在这个过程中,学生主动选择某种科学技术解决问题,有利于其在学习知识的同时,掌握服务当地经济社会发展的基础知识。例如,在西南地区开展“数字灌溉”跨学科活动,学生研究气候等问题会涉及科学知识,设计自动滴灌、温湿度调控工具会涉及技术与工程知识的运用,计算用水量与增产量时需要调动数学知识,最终在这个综合过程中实现科技应用与人文关怀的统一。

第二,生活关联原则强调课程根植于学生的生活世界。民族地区的江川河流、农田草场、村寨建筑、人文底蕴都是生动的教育资源,因此,教学设计要结合地域性生活场景,引导学生以科学知识对接生活世界。例如,设计“寻美古建筑”课程,带领学生进行测量、描绘、建模、计算,让学生在掌握科学知识的同时,增强文化底蕴和审美能力。

第三,学生中心原则是课程设计的根本遵循,强调课程内容必须契合学生的认知特点。如在偏远民族地区落地科技教育时,应充分考量当地学生的认知特征与知识基础,避免简单复制城市科技教育模式及做法,以确保偏远地区和乡村的学生能够有效参与学习。

第四,实践创新原则强调“做中学”,通过项目式学习、探究式学习等方式,让学生在实践操作与小组协作的过程中,将抽象的科学原理转变成具体的实施方案。例如,民族地区可以设计“寻找最美风景”活动,让学生利用大数据技术分析最美观赏路线,并设计风能、水能工程指示牌等路线导航标识。

创新探究式学习的教学模式

STEM教育强调以研究方式进行学习,不追求标准答案,鼓励学生在实验、调研中培养科学素养。偏远民族地区的学生长期浸润于实践操作性强的生活情景,认知风格呈现鲜明的具身性与情境性特征,与探究式教学有天然的契合点。因此,民族地区中小学校应有意识地推行探究式教学,积极创设梯田灌溉、传统建筑分析等真实问题情境,激活学生的生活经验,将隐性本土知识转变成显性科学探究能力。《意见》倡导“学生通过探究活动建构知识”,在探究活动中,学生得以把“科技工具箱”创造性转变成“社区知识库”,学校得以将特色的生产活动纳入科技教育课程资源体系。

在实践中,民族地区探究式学习的教学应循序渐进,遵循激发兴趣与设问、探究与构建、分享与互动的模式。

第一阶段,激起学生的好奇心,引导学生主动求知。有效的认知冲突应该兼具趣味性与探究价值,在这个阶段,教师应该创设真实的问题情境,驱动学生主动学习。民族地区学校可在STEM理念指引下探索项目式学习路径,基于学生兴趣主题开展教学。例如,贵州学校可依托银饰资源设计“银饰3D建模与数字加工”项目,使学生直观看到日常生活中蕴含的知识与原理,养成保持好奇心、乐于探索与实践的习惯。

第二阶段,引导学生积极主动地进行问题探究与意义建构。探究式学习的核心特征在于答案的开放性。学生的探究过程实际上就是给问题探寻最合适答案的过程。这一过程主要在于调动学生进行跨学科学习,综合运用多种方法和工具,在解决问题的过程中学习知识,并将新知识与已知经验有效联系。

第三阶段,给学生提供分享与互动的平台。在这一过程中,学生在与同学间的交流与讨论中,能够通过分享自己的观点和听取他人的意见,完成深入学习与元认知。这种互动不仅促进了知识的共享与传递,还有助于培养学生的批判性能力,使他们能够从多角度审视问题,形成全面的思考方式。

值得注意的是,民族地区STEM教育要注重发挥探究式学习在当地的良好适用性。探究式的教学模式着重强调学生的参与和体验,这与STEM教育所倡导的学生动手实践以及“做中学”理念高度契合,也有助于推进《意见》中的“小小工程师”计划。STEM教育提倡“做中学、用中学、创中学”,要求学生依托特定项目完成学习任务并产出成果,在实践应用与创新中锻炼动手能力。这与民族地区的传统工艺、特色农业、文化旅游产业具有天然亲和性。民族地区学校可在STEM理念指引下探索项目式学习路径,基于学生兴趣主题教学。例如,在“银饰3D建模与数字加工”项目中,学生在掌握工程制图与编程技术的同时,还要推动特色传承与个性创新,养成《意见》所强调的“动手操作能力”。同时,民族地区的项目式学习可以尝试从广袤大地寻求可得性强的教学用具,如几根竹子、几捧污泥都有可能是最有效的教具,从而摆脱昂贵的技术工具的制约,并在发掘本土资源的过程中超越学校边界,将社区、自然环境变成开放的课堂。

创建贯通合作的育人体系

贯通与合作是科技教育育人体系的两大支点。对民族地区而言,学校和区域科技教育能力建设尤为重要,一方面,要实现科学教育的贯通,保障大中小学科技教育教学理念一致性和方法的进阶,兼顾学生科技素养和人文素养的双重培养,提升学生科学兴趣和科学精神;另一方面,要通过科学教育的合作,调动家校社资源,提升整个区域开展科技教育的能力。

纵向衔接的课程体系是科技教育的重要载体。课程设计应依据小、初、高各学段学生的认知规律,构建螺旋上升、有机衔接的课程链条,确保知识技能的有效进阶。同时,应结合民族地区的生态条件、建筑风格与产业特征,设计“基础认知—综合进阶—创新应用”的递进式课程架构,分阶段培育科学兴趣、探究精神与人文关怀,实现科学素养培育。小学阶段侧重科学感知与兴趣启蒙,可指导学生理解学习传统民俗中涉及的自然现象、传统游戏背后的科学原理。这一阶段的基础课程应能体现跨学科属性,如“设计传统渡河工具”等探究活动,落实课标跨学科主题学习要求。初高中阶段实施特色校本课程,强调实践探究与技术应用,围绕“解决真实问题”进行深度学习。例如,开设“生态密码”选修课,运用多学科知识研究民族村落的生态适应策略;设计“本土建筑抗震结构”等探究任务,引导学生做深度研究。这一阶段的创新类课程要对接“教联体”机制,联合科研院所、行业企业搭建成长通道。如与高校建筑研究人员、建筑行业共同探究鼓楼等传统建筑的美学原理与结构功能,或实施“美术与科学”融合课程,研究美术作品所使用的天然染料的提取与染色机理。

多元主体协同是畅通科技创新人才培育渠道的基础。民族地区科技教育主体更具多元性,但关键仍在于学校、社区、企业三方联动。首先,教师是学校教育的主要行动者。教师通过设计跨学科学习活动、实施探究式教学、设计贴近生活的学习资源以及综合有效的学习评价等方式实施科技教育。其次,学校是科技教育的主战场,学校层面应创设多彩的科技学习场景,设计浸润式的学习区域。例如,将传统教室改造成STEM创客教室,鼓励学生闲暇时间主动探索,或举行科技文化节等活动,有意识地为学生营造科技亲近感。再次,社区教育是拓宽科技教育边界的渠道。民族地区有大量的特色教育资源,社区要协助学校挖掘民族资源,与学校形成联动合作。例如,搭建科技教育平台,鼓励学生观察传统活动中的科学原理,并转化成探究主题。最后,科技创新企业是科技教育的“社会大舞台”。科技类企业应给学校科技教育提供技术支撑,助力学校育人场景建设,推动科技馆、实验室下沉至偏远地区和乡村;教育机构的师资队伍可以用于扩充学校师资,及时将教育科技产品应用于课堂。

组建双师型队伍,搭建多元的评价平台

科技教育的落实,离不开教师的能力建设和相应的评价体系构建。民族地区要遵循实践性原则和合作性原则,组建双师型师资队伍,并形成多元评价体系,以保障科技教育的落地成效。

坚持实践性原则,着重依托本土资源开展“做中学”。一方面,教师培训应秉持“做中学”的理念,通过实际操作与真实演练,掌握STEM教育的核心要点。例如,培训课程应将理论与实践有机结合,让教师经历从确定选题、设计方案到实施操作的完整实验操作过程,亲身体会探究式学习的全过程。另一方面,教师培训要有本土化意识,重点指导教师掌握特色资源与课本知识的转化能力,提升对本土教育资源的挖掘和利用能力,将特色资源转变成生动鲜活的教育实践。例如,可组建“教师+民间工匠”的教师联合体,将本地非遗工匠、民间工匠等纳入教师队伍,通过“教学+产业”的双师模式,给教师队伍注入更多活力。

遵循合作性原则,构建多方参与的“教师联合体”。一是“校—企”联合,学校与科技企业深度合作,引进行业人才入校,实现全社会协同育人;二是“人—机”协同,学校主动运用智能技术提升课堂效能。例如,搭建云端教研体系,贯彻落实《意见》中“人工智能助推教师队伍建设”的精神,依托线上平台,搭建“名师—民族地区教师”的云端教研室,让民族地区教师在交流互鉴中提升教学能力。

发挥多元评价平台对民族地区科技创新人才培养的推动作用,注重评价主体、评价方式和评价工具的多元性。一是评价主体要从原来的“教师总管”转型成“社会裁判”,这个“裁判”既包括教师,还包括同学与民间工匠。其中,教师要变成学习过程的观察者,评价学生在学习的协作、探究过程中所体现的问题解决能力;同学评价主要包括学生自评与互评,以此培养学生的元认知与责任意识;民间工匠主要是非遗传承人、社区长者等,让他们通过评价学习活动的实用性、可行性与在地性,增强评价的现实性。更重要的是,这种民间评价还能间接增强学生服务社会的责任感。二是评价方式上,要增大过程性评价比重,除了传统纸笔测试,还要综合使用学习过程观察等评价方式。三是在评价工具的使用上,要以数字化评价工具弥补传统评价方式的不足。可以借助互联网平台,开设线上论坛、数字评论等互动平台,鼓励学生在互动平台中互学、互鉴、互赏、互评,使评价落到实处。

民族地区拥有特有的生态条件、特色资源、人文底蕴,其特殊生态条件蕴含着多元的科技教育场景,鲜明的特色资源丰富了科技教育的主题选择,深沉浓厚的人文底蕴有利于推动科技与人文的有机结合。而STEM教育理念具有跨学科属性和开放性视野,深入开展STEM教育将给民族地区中小学校实施科技教育带来新的契机,有效支撑区域教育、科技、人才高质量一体化发展。

(杨明全,北京师范大学课程与教学研究院教授、博士生导师;赵家怡,北京师范大学国际与比较教育研究院博士研究生)

作者:杨明全 赵家怡

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