为了让智慧教学体系更好地落地，历城二中还开发了一个基于人工智能技术与教学深度融合的智慧教学体系四级模式。第一级是智慧教学系统的开发，这一部分是课程专家、课程开发教师和软件公司专业人员共同探讨搭建起来的一个智慧平台。第二级是课程工具层的开发，一般会编程的教师即可完成任务。第三级是课程内容的开发。第四级是课程实施层，教师并不需要对智慧教学系统的理论与技术掌握得多么透彻，甚至教学水平不高也不特别重要，因为它不需要教师讲课，只要负责课程实施就可以了。

    这一模式通过智慧教学体系，从而实现“把教学留给机器、把育人留给教师”的教育效果。这一模式具有快速迭代的特点，课程专家和优秀教师开发的课程资源，可以相对顺畅地推广到各个学校，能够实现优质资源共享，有力促进教育公平。

    2020年9月，历城二中创客中心作为历城区少年科学院科技教育基地，成为了全区中小学科技学习和创作的乐园，普惠创客随之在历城区中小学推广普及。历城二中的智慧教学系统也被推广到新疆昌吉一中、威海实验高中、郓城一中、淄博一中等历城区之外的一些学校，惠及校外15万名学生。

    如今，因参加科技创新教育而受益的学生，很多成为“专利创新之星”，以竞赛为主要形式的拔尖创新人才培养体系也日趋完善。学生已经申请到国家专利4367项，获得国际奥林匹克竞赛金牌5枚，全国五大学科奥林匹克竞赛金牌59枚、银牌52枚。历城二中成为清华大学等几十所国内一流高校的优秀生源基地，近年来向顶尖高校输送的拔尖创新人才位居全省前列。

    （作者系山东省济南市历城第二中学校长）

浙江省嘉兴市实验小学：为不同层次学生设计阶梯式科学课程

张晓萍

    义务教育科学课程标准（2022年版）最突出的变化之一就是更强调知行合一、学思结合，旨在让学生们既要像“科学家一样探究”，还要像“工程师一样实践”，这无疑对小学科学教学提出了更高的要求。而目前受到各国普遍重视的STEM（科学Science、技术Technology、工程Engineering、数学Mathematics）教育，它的核心就是需要学生将科学探究、工程设计、数学方法和信息技术有机统一，运用跨学科的知识和方法解决实际问题，从而提升自身的创新意识和实践能力。这与新一轮科学课程标准倡导的价值导向是一致的。

    浙江省嘉兴市实验小学近些年来一直致力于开展STEM教育与科学课程深度融合的本土化实践，形成了以“普及+进阶+拓展”为路径的课程融合实践样态，促进不同层次的学生发展科学思维、培养科学实践能力。

    普适型课程注重开放式和应用性

    基于学科融合的普适型STEM课程面向全体学生，在各年级的科学课堂上由科学老师引领实施，一般需要两至三课时。学校对小学科学课程一至六年级教材中“技术与工程领域”的学习内容进行了系统规划设计，形成了如“我们的风力小车”“让玩具屋亮起来”“疯狂过山车”等20多个与STEM教育相融合的科学学习项目。

    这些学习项目与科学学科核心概念相勾连，使之具有内在逻辑性和外在关联性，避免了课程实施的随意性和碎片化。与以往科学课围绕本节课核心科学概念，学习制作完成一个单项科学小制作所不同的是，这些STEM学习项目更强调学生在任务情境中运用已学知识，通过开发解决方案、检验设计合理性、权衡方案、讨论修正等过程发展工程设计能力。

    这样的开放式、应用性的学习任务让学生在限定条件下从初始尝试，到通过编程应用建立科学理解，到优化设计，再到进一步检验，都充分渗透了工程设计的“迭代”过程，比较好地体现了科学与工程的双向联系。

    进阶型课程注重真实情境下的问题解决

    学校通过基于项目驱动的进阶型STEM课程的开发与实施，让学校学有余力的学生能够在面向真实世界的情境中，通过一个较为长期的具有创造性的工程设计与开发的STEM项目学习，提升科学探究能力和实际解决问题的能力。

    这样的项目学习主要凸显以下特征：一是真实性，项目聚焦于与生活实践紧密联系的真实的科学问题；二是进阶性，更关注学生在项目学习中的实践操作能力、沟通能力、创新能力和协作能力等高阶能力培养；三是开放性，学习过程开放，需要在不断迭代中找寻最佳可能的解决方案；四是协作性，以项目驱动学生在学习过程中的协作与对话。

    学校利用周五走班选修课程时间，成立STEM科创营，招募四至六年级的学生和科学、信息技术、数学、美术、语文等学科的教师，以学科教师协同指导学生们完成STEM项目。学校成立了校级STEM项目学习社团，如“世界机关王”STEM社团。团队围绕主题情境进行工程搭建，设计打造创意连环机关，并进行作品的现场展示与阐述。

    学校建构了基于项目驱动的进阶型STEM课程学习流程，包括三个迭代循环：外部循环用于整个工程项目的学习过程，探究循环为方案的设计提供科学依据，测试循环用于优化产品和方案。三个循环之间相互促进，相辅相成，共同帮助学生完成项目学习。

    延展型课程满足学生个性化需求

    学校根据节假日实践性作业、春秋季研学、寒暑假研学等不同时段，设计与科学课程相融合的延展型STEM课程。这些学习项目具有以下特征：一是多空间广时段，空间更多维，时段上更延展，闲暇时间都可以开展；二是具有动态性灵活性，在实施对象、课程内容、实施形式、课时上都更加动态开放、灵活多样。

    延展型STEM课程学习中，学生可根据自己的兴趣特长、能力水平和资源情况，在主题菜单中选择特定的STEM挑战任务，然后根据任务要求选择合适的学习伙伴组成项目小组。小组在回顾以往STEM学习项目所获得的经验的基础上，合作商讨、完成方案的制定，再进行设计、制作、测试、修改完善，并进行展示、质疑。这个过程中，学生为了寻找问题的解决方法，往往需要体验真实的工作节奏，借助开放的时间、空间来进行自主探究，从而不断培养解决问题的能力。 

    实践表明，通过STEM教育与科学课程的融合实践，聚焦真实问题，让学生在不同层次的STEM项目学习过程中习得“像科学家一样探究，像工程师一样实践”的思维路径与方法，也有效培养了学生自主学习探究、勇于创新思辨、敢于质疑反思、善于解决问题、乐于合作沟通、交流展示等方面的能力。

    （作者系浙江省嘉兴市实验小学党委书记、校长）