“3+3+3”模式推進區域中小學科技教育的探索與實踐

2025年10月，教育部等七部門聯合印發《關于加強中小學科技教育的意見》，旨在推動科技教育的綜合全面發展，培養中小學學生的科學素養、創新精神與實踐能力。新疆維吾爾自治區烏魯木齊市水磨溝區立足頂層設計，緊緊圍繞“智慧水磨·科創未來”科技教育主題，以項目化推進、清單式管理為路徑，充分發揮校地融合優勢，堅持“駐地高校+中小學”“科學教育鏈+創新人才培養鏈”“縱向貫通+橫向融通+多維聯通”。抓好“三個建立”，即建立高位統籌機制、建立多元協同網絡、建立專業師資矩陣；突出“三個聚焦”，即聚焦課程創新、聚焦師資建設、聚焦特色活動；落實“三個整合”，即整合場地資源、整合數字資源、整合競賽資源。據此，厚培科技教育沃土，逐步形塑具有區域特色的“3+3+3”（三個建立+三個聚焦+三個整合）智慧教育體系，推動全區實現科技教育高質量發展。

三個建立：筑牢科技教育保障體系

一是建立高位統籌機制。構建跨部門協同與人才選拔機制，建立健全協作機制，成立水磨溝區推進中小學科技教育領導小組，建立健全黨委統一領導、黨政齊抓共管的科技教育協作機制，把加強科技教育作為重點任務，同向發力做好科技教育“加法”，將科技教育納入學校績效考核。選拔機制一體化是水磨溝區立足高位統籌、科學推進人才培養體系建設的一大特色。開展貫通培養，鼓勵學校探索小升初、中考、高考全階段的科技特色人才培養路徑。自小學階段伊始，密切關注學生的科學興趣與潛能，早發現早培養“小小科學家”；在小升初階段，學校通過科學素養測試選拔具有科學特長的學生；在中考、高考階段，則為科技特色學生量身定制個性化培養方案，提供專業輔導與培訓。通過這一系列舉措，著力發現有天分、有潛力且志趣堅定的學生，鼓勵他們將來積極投身科學研究，讓真正有創新潛能的人才順利進入創新人才教育體系，為科學事業的蓬勃發展儲備源源不斷的后備力量。

二是建立多元協同網絡。打通家校社資源壁壘。建立“家校社”協同的科技教育體系。水磨溝區成立了新疆大學、新疆醫科大學、新疆師范大學、中國科學院新疆分院、自治區科技館、自治區自然博物館、市“六館一心”等20余處科技教育實踐基地。與新疆大學簽訂科學教育高質量發展合作協議，拓展延伸學校科學課程，建設“共享實驗室”，推動中小學生研學項目常態化開展，年均組織師生赴高校開展實驗活動52場，參與超2600人次。組建由科學家、工程師、科普志愿者構成的“科學教育導師團”，開設“家長科學工作坊”，年均舉辦親子科普活動65場。通過搭建上述合作平臺，協同各方資源，為學生開辟了豐富多樣的學習場景。在高校實驗室里，學生能接觸到前沿科研設備，感受科學研究的嚴謹與魅力；在科技館中，各類互動展品讓學生在趣味體驗中理解科學原理；在自然博物館里，則為學生打開了認識自然、探索生物奧秘的大門，使學生能夠走出傳統課堂，在更廣闊的天地中學習科學知識。

三是建立專業師資矩陣。打造“三位一體”師資體系。建立由“本土師資+外聘專家+科學副校長”組成的科學教育師資體系。組建高校博士教師團，由新疆大學選派29名博士、教授擔任全區27個中小學校科學副校長，定期到校開展教學指導、舉辦學術講座，將高校的學術資源和科研思維引入中小學課堂。外聘專家則憑借其在特定領域的專長，為學生帶來豐富的課外知識和實踐經驗，與本土師資形成優勢互補，全方位提升師資隊伍的教學能力和專業素養。目前，全區中小學已實現科學副校長100%全覆蓋，切實推動“讓科學家培養未來科學家”的理念落地落實。推廣實行“五個一”工作機制（每季度一次教學指導、每半年一次學術講座、每學年一次教師培訓、每學年一個科研項目、每校一個特色課程），現已指導師生開展項目化研究課題11個。探索建立“名師工作室+基地校”聯動機制，建有水磨溝區中小學科學教育名師工作室1個。開展“跨校同課異構”活動，年均生成優質課例10節，覆蓋全區80%的科學教師。

三個聚焦：激活科技教育內生動力

一是聚焦課程創新。構建“1+N”立體課程體系。聚焦課程建設，推進自治區義務教育課程計劃的實施，抓好科學、信息科技、物理、化學、生物、地理等科學課程建設，豐富中小學生科技創新實踐活動，推動跨學科、項目式學習，要求物理、化學、生物等學科實驗課占比不低于35%，并將實驗操作納入期末考試。2024年監測顯示，全區實驗教學開出率大幅提升。整體建構大中小學一體發展的“1+N”科學教育課程體系：“1”指面向中小學生的國家必修課程，確保學生掌握扎實的科學基礎知識；“N”指借助駐區高校、科研院所的資源優勢，開發的具有區域特色的“大科學”地方課程和校本課程，大力提升中小學生科學核心素養。組建7所項目驅動生成（PDC）項目式學習聯盟校，圍繞“校園能源管理”“社區環境治理”等真實問題開展實踐。通過研學課程，讓學生走進高校實驗室、科研基地，親身體驗科研過程；家長講壇邀請高校教師、科研人員走進校園，分享科學前沿知識和科研故事。這些課程豐富了學生的學習內容，激發了學生對科學的興趣，培養了學生的科學思維和實踐能力。

二是聚焦師資建設。多管齊下、打“組合拳”，一方面，積極依托南京師范大學、新疆大學、新疆師范大學加強科學教師培訓，開展中小學教師科學素養提升聯合行動，從師資源頭為科技教育注入強勁動力；另一方面，著力建設水磨溝區中小學科技教育名師工作室，并建立“名師工作室+基地校”聯動機制。目前，已建成1個中小學科技教育名師工作室，通過開展“跨校同課異構”活動，年均生成優質課例10節，覆蓋全區80%的科學教師，有力促進了教師間的交流與成長，提升了整體教學水平。與此同時，為進一步保障科技教育師資建設工作的有效推進與持續發展，水磨溝區還建立了考核評價機制。將科技教育納入學校考核評價體系，把科技教育水平作為衡量學校教育質量和辦學水平的重要指標。通過明確的考核標準引導學校加大對科技教育的重視程度和資源投入。學校在課程設置、師資配備、教學設施建設等方面積極優化，以提升科技教育質量，進而在考核中取得優異成績。這種考核評價機制有效推動了學校科技教育工作的持續改進和發展。

三是聚焦特色活動。為了凸顯科技教育活動主題化、系列化，在校園內，積極推動學生社團開展跨學科、項目式學習。學生圍繞某一科學主題，綜合運用數學、物理、化學等多學科知識，以小組合作的形式進行項目研究，培養解決實際問題的能力和團隊協作精神。同時，學校還組織科普講座、科學實驗、科技創作、創客活動、觀測研究等豐富多彩的活動。學校經常組織學生前往各類科技教育場所，開展場景式、體驗式科學實踐活動，讓學生在親身體驗中感受科學的樂趣，豐富學習體驗，激發科學探索的熱情。此外，水磨溝區每兩年舉辦一次“智慧水磨·科創未來”科技節，深入實施科技教育“點亮”行動和加強科技教育品牌建設工作，推動創建國家級、自治區級、市級和區級科學（科技）教育示范校或特色校。

三個整合：優化科技教育資源配置

一是整合場地資源。依托青少年活動中心，高標準打造了全疆首個“中國科學院少年科學院”，并組建了以中國科學院科學家及新疆大學博士團為核心的專家顧問團隊，系統構建了“有特色品牌、有高端平臺、有專業隊伍、有實體陣地、有長效機制”的“五有”科技教育培養體系。同時，著力推動校內外資源深度融合與協同共享，創新繪制并發布了“水磨溝區科學教育實踐基地電子地圖2.0”，動態整合、直觀呈現區域內各類科技場館、科研場所及科學創新研學基地的詳細信息，實現資源“一圖統覽、一鍵可達”。在此基礎上，積極引導并支持學生開展探究式、項目式學習，通過親身參與科研小課題、創新制作等活動，有效激發青少年科學興趣與內在動力，在實踐中扎實鍛煉其邏輯推理、動手操作、解決復雜問題的能力，并深度融合培育其團隊協作精神與自主探索意識，從而構建起全方位、立體化的青少年科學素養提升通道，為學生的可持續發展和未來競爭力奠定堅實基礎。

二是整合數字資源。強化頂層設計與組織統籌，推動技術與教學深度融合，建立數據驅動的教學改進機制，是當下教育數字化轉型的關鍵路徑。在此進程中，充分用好國家中小學智慧教育平臺，強化科技教育資源供給，為科技教育發展筑牢根基，讓科技教育不再受限于地域和資源條件。構建數智融合教學范式，引入北京師范大學“課堂觀察AI系統”，通過智能設備分析師生互動數據，生成“科學思維培養報告”，輔助教師優化教學策略。試點數據顯示，使用該系統的班級，學生提問頻次提升52%，批判性思維表現提高30%以上。建立新疆大學科學技術教育基地，引入新疆師范大學課堂教學數字化評價系統，掛牌“新疆師范大學—水磨溝區課堂智慧評價實驗區”，優化教育資源管理與共享，打破信息壁壘，讓優質教育資源得以在區域內廣泛傳播。教學評一體化作為整合數字資源的重要目標，在數字化手段賦能下取得了新突破。借助人工智能等數字化手段賦能實驗教學，有效改變了實驗教學筆試化的弊端。利用虛擬實驗室、智能實驗設備等，學生可以更直觀地進行實驗操作，實時獲取實驗數據和反饋，大大提高了實驗教學的效果。同時，水磨溝區實施綜合性、實踐性、體驗式跨學科學習，打破學科界限，讓學生在解決實際問題的過程中綜合運用多學科知識。將學生實驗、探究實踐能力表現納入綜合素質評價，促使教師在教學過程中更加注重學生的實踐操作和創新思維培養，推動教學評一體化設計與實施，形成一個完整且高效的教育閉環，進一步提升區域教育質量。

三是整合競賽資源。為全面、系統地挖掘和培養科技人才，水磨溝區精心設計《科學素養發展檔案》，從“科學認知、實踐能力、創新思維、社會責任感”4個關鍵維度出發，借助實驗報告、項目成果、科普志愿服務等多元證據，精準記錄學生的成長軌跡，為科學人才的選拔與培養提供翔實依據。在此基礎上，構建起一套科學完備的競賽選拔體系。一方面，建立“校級初賽—區級復賽—市級決賽”的梯度選拔機制，層層篩選，確保優秀科學人才脫穎而出。另一方面，嚴格依照自治區面向中小學生的競賽活動“白名單”，將所有相關賽事全部納入“少年科學院”統籌管理。“少年科學院”作為水磨溝區探索拔尖創新人才培養模式的重要舉措，為對科學具有濃厚興趣和天賦的學生搭建專門的學習與研究平臺。學生在這里積極投身中小學科技類競賽活動“白名單”賽事，在激烈角逐中激發創新精神與競爭意識。

成就與展望

水磨溝區的科技教育實施效果明顯增強，主要體現在：

在知識傳遞層面，學生對科學原理的理解深度與實踐應用能力顯著提升。如青少年科創賽事中創新方案的數量與質量逐年攀升。在思維培養方面，跨學科整合、批判性思考等素養在項目式學習中不斷強化，學生科學探究興趣增長率超40%。從社會影響看，科普場館參觀人次、家庭科學實驗參與度等數據持續走高，形成“學校教育—家庭實踐—社會聯動”的立體網絡，這些多維反饋共同印證著科技教育正從知識灌輸向素養培育的深層轉變。

從區域到示范的品牌塑造。以全疆第一成績成功創建“全國中小學科學教育實驗區”，建立清華大學人工智能研究院教育機器人研究項目成果示范學校1個，市級科學特色示范校9所、自治區級科學特色示范校3所，2025年5月獲教育部命名的“全國中小學科學教育示范區”稱號，同年10月以“協同與整合：‘3+3+3’模式整體推進區域中小學科學教育的探索與實踐”為題的教育研究案例榮獲2025年自治區教學成果獎（基礎教育類）二等獎，烏魯木齊市第121小學牽頭開展的“科學融合背景下‘科學+X’融合課程建設與課程實施”入選教育部基礎教育科學教學指導專委會首批中小學科學教育優秀案例，并由清華大學人工智能研究院智能機器人研究中心授牌為“教育機器人課題成果示范單位”等。此外，水磨溝區近3年來接待疆內外考察團30余批次，承辦自治區科學教育現場會3次，“智慧水磨?科創未來”品牌活動被新疆主流媒體報道20余次。

水磨溝區“3+3+3”科技教育模式以“三個建立+三個聚焦+三個整合”為框架，形成了“問題導向—機制構建—資源整合—成效閉環”的完整邏輯鏈，既解決了科技教育協同機制缺位、課程單一、資源分散等共性問題，又提供了可落地、可調整的操作路徑。“清單式管理、項目化推進”的工作方法，以及家校社協同、師資矩陣建設等核心經驗，可遷移至縣域、鄉鎮等不同層級的區域。對于破解科技教育發展不均衡問題、打造區域教育品牌，都具有重要的借鑒意義。

（張娟單位：新疆維吾爾自治區教育科學研究院；彭俊鋒單位：新疆維吾爾自治區烏魯木齊市水磨溝區教育局）

責任編輯：吳紹芬

作者：張娟 彭俊鋒