数字时代中小学科技活动发展与探究

【摘要】数字时代，中小学科技活动正经历着前所未有的变革与发展。以人工智能、大数据、云计算等为代表的数字技术，为中小学科技活动提供了丰富的资源和手段。北京市中小学生科学建议活动是一项鼓励中小学生关注社会进步和发展，培养创新精神和实践能力的活动。活动采用线上申报和评审，显著提高了科技竞赛等活动的效率和透明度，同时也降低了成本。本文回顾活动15年的历程，将活动发展中的创新做法和实践成果总结和凝练，并对活动的未来发展做出展望。【关键词】数字时代；科学建议；活动育人；创新实践随着信息技术的迅速发展，科技教育的内容和形式日益丰富多样。数字化平台不仅为中小学生提供了更加便捷的学习途径，还极大地促进了科学知识的传播与交流，使得个性化学习成为可能。北京市中小学生科学建议奖活动所展示的线上申报和评审系统的应用，显著提高了科技竞赛等活动的效率。面对快速变化的技术环境，活动组织者需要不断更新组织方法和评估体系，确保学生能够适应未来社会的需求，进一步推动中小学科技活动更加开放、互动、高效。北京市中小学生科学建议活动的发展阶段1.活动初创阶段：教育理念的植入2008年，北京第二实验小学的30余名学生用自己的智慧和热情，提出了推广节能环保的合理化建议，这一倡议得到了中央领导和北京市相关领导的高度关注。当年，温家宝总理也做出重要批示。为了进一步鼓励全市中小学生关注首都社会发展、参与城市建设，北京市教委于2009年创办了北京市中小学生科学建议活动。活动聘请了北京市各领域的知名专家和学者，结合中小学生的认知特点和北京市城市建设的发展趋势，为活动制定了多角度、多维度的建议。选题范围包括环境科学类、生物化学类、工程学类、信息通讯技术类、地球与空间科学类、医学与健康学类、交通与能源类等方向。学生在参与科学建议活动的过程中，需要深入观察社会生活，以社会科学研究方法为基础，展开调研、撰写研究报告和制定对策。这一过程不仅锻炼了学生的实践能力，也让学生更加深入地了解了社会现实。2.活动成长阶段：实践方法的升级活动开展的前五年，参与学生逐年递增，5年共收到近3000份科学建议（图1），平均每年约600份。但是我们发现，参与活动的学校较为集中、参与活动的区域还不够广泛。基于以上情况，我们从多轮实地调研中了解到，学生们参与科学建议活动有困难和疑惑，经过数据分析，结合当年的社会热点，对活动选题范围进行了科学的完善和升级。活动选题范围转变为：城市建设与管理、新农村建设、环境保护与生物多样性保护、公共卫生与健康、社区文化建设、低碳生活、防灾与安全、市民出行等，更便于学生从身边的视角发现问题，以小见大逐步学习科学解决问题的思路和方法。经过选题范围的完善和升级，活动参与度明显提高，2014～2019年，平均每年收到的申报项目数约为1400项，是活动开展前5年总和的2.4倍。随着活动参与度的不断提高，我们也在不断探索活动组织形式和参与模式的创新。2014年，活动允许学生组队参加，集体项目的申报更好地体现了学生之间的团队合作，有利于学生有计划地针对议题开展更广泛的研讨和调研，锻炼学生的合作交流能力，能够有效发挥不同学生的特长，在调研和考察的过程中学生的参与形式也更加多样化，从提交的科学建议能够清晰地看出学生参与度明显提高。2017年开始，活动规则又一次进行了更新和升级，新增设“建言献策”活动，将参与学生的年龄从三年级以上拓宽到一年级。学生以个人名义，通过文字形式（如100～500字的文字建言）提出自己的“金点子”“建言献策”，活动注重科学建议的清晰表达，学生的参与门槛更低，旨在将社会主义核心价值观的培育融入到科技教育活动中，以立德树人为宗旨引导广大中小学生在学习科学文化知识的同时，主动关注首都社会发展，积极参与北京城市建设。目前，北京市中小学生科学建议活动包含科学建议和建言献策两项内容，两项活动侧重点不同、参与学生范围不同、参与的难度和要求也不同，这样的分层设置能够优化活动项目、推进评审的科学性、提升活动的参与度，进一步增强了普及度和影响力。3.活动成熟阶段：影响力的增强目前，北京市中小学生科学建议活动社会关注度不断提高，为了提升活动的建议质量，进一步服务首都建设，从2018年开始，活动组委会扩大了活动培训的力度。例如，2018年6月21日，《北京城市副中心控制性详细规划（街区层面）》草案编制完成，围绕北京城市副中心的建设，组织辅导教师进行专题培训，分析政策规划的内涵，找到适合学生的建议切入点，提升教师辅导学生的有效性，提高科学建议的质量和水平。2017年，北京市文物局牵头启动《北京中轴线申报世界文化遗产名录文本》编制工作，北京中轴线的保护和管理规划工作得到进一步加强，相关法规和政策也陆续出台。在此期间，借助北京中轴线申请世界文化遗产的契机，活动增设与北京中轴线保护相关的选题方向，引导学生关注社会热点问题，并参与北京重大文化设施的保护行动。从2020年到2023年，北京市中小学生科学建议活动（包含建言献策）平均每年收到的申报项目数为9099项，较初创阶段翻15.7倍，活动的参与度达到了质的飞跃。其中，2022年首次实现参与人数破万；2023年，首次实现参评项目数量破万。截至2023年，科学建议奖共吸引5万多名中小学生参与，收到参评报告4万余份，共评选出298项科学建议奖和科学建议提名奖。这些建议涵盖了智慧北京建设、乡村振兴、交通治理、民生保障、公共卫生、文化遗产保护、生态环境等多个方面。北京市中小学生科学建议活动的学生建议，屡次登上媒体的版面，活动的关注度和社会影响力进一步提升，得到了教师、家长、学生的广泛认可。一些学生提出的建议已经被采纳并转化为实际的惠民措施。例如，有关阶梯水价改革和野草绿化屋顶的建议已被有关部门采纳，部分建议甚至被市人大代表、政协委员提交到北京两会，转化为北京市的政策。北京市中小学生科学建议活动创新与突破1.活动育人，促进学生核心素养提升“关注社会热点，科学表达主张”是北京市中小学生科学建议活动的主题，其能够长期有效地推行，在于学生真正开始关注社会、关心自然、关爱他人。学生的社会责任感从我关注、我在意、我思考、我承担、我践行、我宣讲中，内化于心、外化于行。在发展中，活动逐步形成了以建言献策为普及，以科学建议为提高的阶梯式培养体系。建言献策引导学生有意识地发掘社会生活中存在的问题，并思考解决方案，提出合理建议。而科学建议板块则强调实践调研过程、强调研究报告撰写的严谨合理性，并增加了合作参与的形式。学生要经历选题、提出问题、进行假设、制定计划、实地调研、解决问题、评价反思和展示交流的全过程。这实际上融合了科学探究和社会科学研究的一般方法，普及与提高相结合，坚持项目化、课程化、体系化开展。最终，活动指向的是学生核心素养的培育（图2）。在活动准备过程中，许多学生的想法由建言献策萌芽到角逐“科学建议奖”，逐步提升自身的理性思维、问题解决、社会责任等核心素养。在终评答辩中，通过“展示—问辩”的形式，学生阐述自己的观点，并回答评委提出的问题，锻炼了表达能力、逻辑思维和应对挑战的能力。在获奖项目展示交流活动中，学生互动期间，要共同经历“阐述—思考—提问—解释—追问（质疑、批判）—反思”的思维过程，激发学生的科学精神和人文关怀。在市级展示平台中，每届市级学生科技节闭幕式上，学生登上舞台，面向全市师生，表达自己的主张，锻炼演讲能力，增强自信。2.五育融合，提供广阔的实践平台活动的育人过程，是五育融合协同育人的生动体现和有效载体。德育：学生以城市小主人的视角关注社会生活，肩负社会责任，形成爱祖国、爱家乡的道德品质；智育：学生综合运用所学知识，解决实际问题；体育：学生的研究对象是真实生活的世界里发生的真问题，研究过程依赖于田野调查，发现问题和解决问题的过程往往并非一次调研就能够把握和解决，对学生的身体素质有一定要求；美育：在探究实际问题的过程中，学生也需要考虑到，科技发展服务于社会的同时，还应该追求与环境保护的和谐统一、与人自身发展的和谐统一、与构建和谐社会的统一，追求简而优、优而美的解决方式；劳动教育：实践是检验真理的唯一标准，所提建议能否行之有效，常需要学生通过小规模的模拟实践进行验证，这个过程涉及生产劳动和服务性劳动的学习和运用。活动的综合实践性，有效发挥出五育融合的育人价值。3.与时俱进，不断优化组织形式北京市中小学生科学建议活动从创办之初就紧跟时代发展的步伐，在组织形式上进行探索和创新。为了更好地满足参与学生的需求，活动组委会尝试将活动的申报和评审与互联网相结合，学生利用线上方式提交自己的“科学建议”和“建言献策”。线上平台可以方便地共享活动信息、申报指南、评审标准等资源，使得学生和教师能够更加方便地获取相关信息，有效提高了申报质量。线上申报的方式打破了地域限制，使得更多北京市中小学生能够参与活动，提高了活动的参与度和影响力。另外，这种方式还鼓励学生运用现代科技手段进行研究和表达，有助于培养学生的创新意识和实践能力。同时，活动初评阶段采用线上评审的方式，多位评委独立评分，减少人为因素对评审结果的影响，使得评审结果更加客观、公正。而且通过系统可以记录评审过程，确保评审过程的公开、透明，增强了活动的公正性和可信度。北京市中小学生科学建议活动的困境（1）地域与学校差异较为明显。由于北京市各区域经济发展水平、教育资源投入等方面的差异，导致不同区域的中小学科学建议活动在资源分配上存在不均衡现象。一些优质的教育资源和机会更多地向城市中心或教育资源丰富的区域倾斜，而郊区或教育资源相对匮乏的区域则面临较大的挑战。此外，不同学校之间的科技教育资源和活动组织水平也存在较大差异。一些重点学校或示范校在科技教育方面投入更多，拥有更完善的设施和活动组织体系，而普通学校则可能面临资源不足和活动组织困难的问题。（2）项目质量和实践性的平衡问题。活动鼓励学生提出具有创新性和实践性的科学建议。然而，在实际操作中，如何确保学生提出的建议既具有科学性又具备实际可行性，是一个挑战。这需要学生在研究方法和深度上做出更多努力，同时也需要教师和专家的有效指导。发展与展望北京市中小学生科学建议活动鼓励和支持中小学生“用小肩膀挑起大责任”，关注并发现城市发展过程