原標題：人工智能時代，科學教育這樣開展
自動采摘水果的仿藤蔓機械臂、遠程監(jiān)護老年人的智慧養(yǎng)老設(shè)備、用于垃圾分類的語音識別技術(shù)……前不久，在北京一零一中學舉辦的中小學科學教育創(chuàng)新與發(fā)展研討會（以下簡稱“研討會”）現(xiàn)場，來自不同年級的6名學生展示了科學探索創(chuàng)新成果。
“中小學科學教育是以自然科學內(nèi)容為主，以提高青少年科學素養(yǎng)為導向，以培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才為目標，提升和發(fā)展青少年科學素養(yǎng)的教育教學活動。它是推動教育、科技和人才高質(zhì)量協(xié)同發(fā)展的關(guān)鍵著力點?！北本┦泻５韰^(qū)教育科學研究院院長吳穎惠指出。
2023年，教育部等十八部門聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于加強新時代中小學科學教育工作的意見》，提出著力在教育“雙減”中做好科學教育加法，一體化推進教育、科技、人才高質(zhì)量發(fā)展。兩年過去，科學教育有哪些優(yōu)秀實踐經(jīng)驗？如何打造科學教育發(fā)展的“新引擎”，推動科學教育走深走實？研討會期間，來自多所學校的校長分享了各自經(jīng)驗。
AI賦能：應(yīng)對技術(shù)變革
當前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速演進。其中，以人工智能技術(shù)為代表的新質(zhì)生產(chǎn)力，正在全方位地重塑人們的生產(chǎn)、生活方式。在教育領(lǐng)域，人工智能技術(shù)融進課堂內(nèi)外，改變著教育的模式和生態(tài)。面對技術(shù)帶來的挑戰(zhàn)和變革，不少科學教師產(chǎn)生了疑惑：人工智能時代，應(yīng)怎樣開展科學教育，才能跟上新技術(shù)發(fā)展的“步伐”？
中國人民大學附屬中學（以下簡稱“人大附中”）校長劉小惠認為，應(yīng)從兩方面著手，推動AI成為賦能科學教育的“新引擎”。“一是將人工智能作為教學內(nèi)容，融入科學教育；二是將人工智能作為工具手段，提高學生的人工智能素養(yǎng)?！彼f。
劉小惠以人大附中為例介紹，學校在教學內(nèi)容層面，創(chuàng)建了橫向跨學科、縱向分層次的人工智能課程體系?！拔覀円呀⑵鹣鄳?yīng)的課程群，涉及30多門課程。學校AI跨學科團隊還研發(fā)了‘AI+X’跨學科創(chuàng)新教學課例，積累了100多個教學案例?！眲⑿』菡f。
此前，人大附中和中國人民大學附屬小學的老師聯(lián)手，開設(shè)了“AI+數(shù)學”“AI+物理”等六門課程。“學生非常喜歡這些課程，老師們也對這樣的創(chuàng)新實踐感到十分興奮?！眲⑿』菡f。
研討會上，劉小惠還特別提到，AI賦能科學教育不能忽視對人文素養(yǎng)的培養(yǎng)。前不久，北京市教委印發(fā)《北京市推進中小學人工智能教育工作方案（2025—2027年）》，強調(diào)人工智能賦能五育融合培養(yǎng)體系，提出拓展“AI+美育浸潤”等方面的應(yīng)用場景。劉小惠分享了一節(jié)令她印象深刻的課程，課程名為“與生成式人工智能一起創(chuàng)作——用AI觸摸青銅器里的‘中國’脈搏”。“這是一節(jié)由信息技術(shù)老師和歷史老師聯(lián)合教授的北京市級研究課，學生能夠在學習中感受國寶的魅力，激發(fā)文化自信?！彼f。
集團“作戰(zhàn)”：共享教育資源
做好科學教育，需要優(yōu)質(zhì)的師資、器材等教育教學資源。然而，相對于龐大的學生基數(shù)，優(yōu)質(zhì)的科學教育資源仍是“稀缺品”。此前發(fā)布的《關(guān)于加強新時代中小學科學教育工作的意見》明確，要確保薄弱地區(qū)、薄弱學校在科學教育中“一個都不能少”。因此，如何落實優(yōu)質(zhì)資源的共享，是擺在學校和教育部門面前的一道必答題。
集團化辦學是促進教育資源優(yōu)質(zhì)均衡的重要方式。2023年8月，教育部等部門聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于實施新時代基礎(chǔ)教育擴優(yōu)提質(zhì)行動計劃的意見》，提出健全學區(qū)和集團辦學管理運行機制，促進骨干教師交流輪崗和優(yōu)質(zhì)教育資源共享，加快推進學區(qū)內(nèi)、集團內(nèi)學校率先實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)均衡。這一辦學模式是推動科學教育走深走實的又一重要“引擎”。
研討會上，多位專家提出，集團辦學過程中，需要推動不同學校間教育理念、機制、課程、評價的統(tǒng)一，避免“形聚神散”的問題；對于覆蓋中小學的教育集團，還應(yīng)做好學段間的銜接，構(gòu)建貫通培養(yǎng)體系。
北京市第八十中學校長任煒東分享了集團化體系下科學教育的實踐經(jīng)驗。目前，北京市第八十中學教育集團共有十所中小學，同時對口幫扶北京通州、密云，以及河北雄安、云南昆明、貴州羅甸等地學校。任煒東指出，構(gòu)建教育集團科學教育體系，需要從“文化、制度、數(shù)字化”方面進行橫向聯(lián)動，形成關(guān)于科學教育的共識觀念、完善相關(guān)制度保障，搭建科學教育智能化生態(tài)平臺；同時構(gòu)建縱向銜接的科學教育體系，做好學段間的銜接。
“我們還開展了集團項目化學習培訓，為集團教師提供指導?！比螣槚|介紹，前不久，北京市第八十中學教育集團課程發(fā)展中心圍繞國際中小學工程技術(shù)教育，為老師們舉辦了一場少年工程院STEM課程培訓活動?！斑@次培訓讓我意識到傳統(tǒng)科學教育的局限性，我打算將所學知識運用到教學中，設(shè)計更有趣的項目，培養(yǎng)學生的綜合能力，推動集團科學教育的發(fā)展?！北本┦械诎耸袑W棗營分校老師張媛媛說。
協(xié)同育人：動員各方力量
去年底，教育部等十七部門聯(lián)合印發(fā)《家校社協(xié)同育人“教聯(lián)體”工作方案》?！敖搪?lián)體”是以中小學生健康快樂成長為目標、以學校為圓心、以區(qū)域為主體、以資源為紐帶，促進家校社有效協(xié)同的一種工作方式。研討會上，多位專家指出，科學教育要充分發(fā)揮“家校社協(xié)同育人”的作用，在完善學校主陣地的同時，更要動員社會力量，開辟社會大課堂。
吳穎惠介紹了北京市海淀區(qū)的實踐經(jīng)驗，“科技企業(yè)、科研團隊等以捐資、掛牌、冠名等形式，建設(shè)校園天文臺、氣象站等教學設(shè)施設(shè)備及場所。”吳穎惠說，同時，海淀區(qū)還聘請院士等高層次人才參與科普講座、科技周、科技節(jié)、科學營等公益活動?！按送?，我們還引導和鼓勵科技館、青少年宮、兒童活動中心、博物館等科普場所面向中小學生免費開放。”她介紹。
北京一零一中學校長熊永昌介紹，過去幾年，北京一零一中學聯(lián)合多家科研機構(gòu)，共建培養(yǎng)基地?！敖衲?月，學校與清華大學電子工程系開展‘物理實驗大中銜接培養(yǎng)’活動。此前，我們還與騰訊公司合作，舉辦人工智能大模型科技英才研訓營。”他說。
廣州市黃埔區(qū)教育研究院院長陸優(yōu)君則介紹了不同學段的科學教育協(xié)同模式。
在學前階段，黃埔區(qū)搭建了“家—園”協(xié)同的“科學+”教育特色課程，通過組織家長和幼兒共同參與科學教育活動等方式，引導幼兒在動手操作中感受科學的魅力，為中小學科學教育奠基。在小學階段，黃埔區(qū)依托區(qū)內(nèi)豐富的科普資源，構(gòu)建“館—校”協(xié)同的“科學+”特色課程，將科學教育與區(qū)域內(nèi)專業(yè)場館、基地、少年宮的科技資源緊密結(jié)合，為學生提供廣闊的科學探索空間。在初中階段，黃埔區(qū)充分利用自身作為教育部“基礎(chǔ)教育課程改革實驗區(qū)”及“廣東省中小學校人工智能試點應(yīng)用實驗區(qū)”等優(yōu)勢，搭建“數(shù)—智”協(xié)同的“科學+”教育特色課程群，開發(fā)數(shù)字賦能的互動式、場景式“科學+”特色課程。在高中階段，黃埔區(qū)聚焦拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)，打造“研—創(chuàng)”協(xié)同的“科學+”教育特色課程群，通過與高校和科研機構(gòu)合作，以項目式學習引導學生走進創(chuàng)新實驗室，在大學、中學雙導師的引領(lǐng)下開展科學探索與實踐，為學生未來從事科研工作打下基礎(chǔ)。
“下一步黃埔區(qū)將繼續(xù)以科學教育特色課程群為‘引擎’，統(tǒng)籌推進教育科技人才培養(yǎng)體制機制一體改革。”陸優(yōu)君說。