近日，教育部等十八部门联合印发《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》(以下简称《意见》)，着力在教育“双减”中做好科学教育加法。
随着全国科技活动周、科普宣传周带来的热度，近期多个青少年科技创新大赛在江苏各地轮番开展。如何设计适合青少年特点，富有创新性、示范性和导向性的科学竞赛活动?在“双减”背景下，怎样利用各类科技创新大赛做好科学教育加法，帮助青少年培养积极的科学探索观念和实践能力?记者进行了探访。
赛项越来越“前沿”，以开放性激发创造力
“爻星球”中国基地设计赛、开源硬件应用设计挑战赛、近地轨道卫星回收挑战赛、“走向未来”人工智能自动驾驶创新挑战赛......这些科幻感十足的比赛项目，来自近日举办的第三届全国青少年科技教育成果展示大赛江苏省区域赛。此次大赛共吸引了全省5037名选手参赛，人数创历史新高。
从近期举行的多项赛事中不难看出，青少年科技竞赛在项目设置上，越发呈现出与前沿科技紧密结合的特点。“青少年正处于容易接受新鲜事物的阶段，对世界有着极强的好奇心，适合进行创新性科学探索。”省青少年科技教育协会中小学综合实践教育专业委员会副主任、南京市中华中学校长朱征说，青少年应有机会从日常课程学习中走出来，多动手动脑，将创意想法变成现实，科技竞赛是青少年尽情发挥科学创造力的大舞台。
除了在赛项设置上面向未来，青少年科技竞赛的比赛规则也呈现出开放性特点，让参赛者充分发挥天马行空的想象力和创造力。当中国航天员登上月球，该如何在崎岖的地面平稳驾驶太空车、甚至让太空车成功翻越障碍物?在第九届全国青年科普创新实验暨作品大赛江苏赛区“未来太空车”项目中，这一问题点燃了数百名中学生探索太空的热情。项目总裁判长徐自远介绍，与以往不同的是，该赛项只规定了使用统一的电动机和电池，其他任意发挥，各参赛队伍可自行选择任何材料设计、制作任何形态的太空车模型，最终根据太空车的质量、翻越障碍物的高度、使用的时间等决出胜负。
记者在比赛现场看到，来自全省50多所中学的代表队制作出来的太空车，车身有木质的、塑料的、金属的，车轮有三足的、四轮的、履带的……每辆小车形态各异，使用的工程学知识也各有侧重。“鼓励自由探索，未来太空车项目的‘不设限’充分激发了学生的创新思维和工程实践能力，引导学生在不断地试错和改进中提升科学素养、锤炼从事科研事业的品格。”徐自远说。
“科技竞赛有助于学生填补知与行之间的缝隙，从比赛中发现问题、解决问题。”在全国中小学信息技术创新与实践大赛江苏赛区裁判员刘国鼎看来，通过比赛，学生的独立思考和解决问题能力、口语及书面表达能力、团队协作能力等都得到了锻炼。
既要有拔尖型赛事，更要有普及型赛事
科技竞赛是一项长线活动，需要学生投入大量时间对参赛作品进行设计、制作、调试、优化等。如何选择合适的、有益的科技竞赛，让科技竞赛成为“双减”课余时间的有效补充?《意见》指出，各地要加强正向宣传引导，指导中小学生理性选择参加“白名单”竞赛，搭建中小学生成长平台，发现有潜质的学生，引导其积极投身科学研究。
朱征认为，“双减”政策的出台为学校开展科学教育提供了一定的时间与空间，学生课业压力减少可以投入更多时间和精力参与科技活动，这是科学教育的实施基础。针对社会上各种各样的科技竞赛，朱征给出甄别建议，家长可根据学生的个人兴趣爱好，在教育部和各省列出的青少年科技赛事“白名单”中选择参加的赛事。
“降低参赛门槛，把科技竞赛送到各区县，才能满足更多青少年对科学素养提升的需求。”省青少年科技教育协会秘书长吉春鹏认为，青少年科技竞赛不仅需要人才拔尖型赛事，更需要普及型赛事。以普及为先，吸引更多的孩子学科学、用科学。通过普及型赛事，为拔尖型赛事挑选优秀人才冲击国奖。
“从孩子的天性和兴趣出发，我们研究制定赛事，并为孩子们提供多样化选择。”吉春鹏举例道，江苏省青少年科技模型大赛为了覆盖更多学生，普及更广泛的细分领域科学知识，共设计了20多个赛项，包括3D创意模型搭建竞技赛、STEM电子创意设计竞赛、电子工程师竞赛、创芯造未来普及赛等。“我们在组织科技竞赛时，项目设置也尽可能贴近学科，这样既不给教师增加负担，同时也能让项目更容易被学生接受，普及效率更高。比如‘诗词里的科学’项目将科学原理与语文知识结合，在语文课程学习中也浸润了科学知识，一举两得。”
同时，为了避免科技竞赛数量过多，造成“双减”不“减负”的消极影响，也要严格管控青少年科技竞赛的数量，提升赛事质量。在去年10月省教育厅出台的《省教育厅办公室关于公布2022-2025学年中小学生竞赛活动项目的通知》中，列出江苏省中小学“金钥匙”科技竞赛等12项省级中小学生竞赛“白名单”。同时，严格控制面向全省中小学生开展各类竞赛活动的数量，切实减轻中小学校、学生和家长负担。要求我省各竞赛项目举办时间原则上为2022年9月至2025年8月，在此期间每学年举办不得超过1次，累计不超过3次。
面临师资不足、培训体系不完善等痛点
科技竞赛是科学教育的重要一环，但目前仍面临师资不足、培训体系不够完善等痛点。业内专家坦言，青少年科技竞赛良性生长，必须从赛事管理、教师培养、学生培训等方面入手，因地制宜制定赛事管理制度和培训体系。
在省科协近期开展的“科普服务助力‘双减’政策实施的路径研究”调研中，专家们发现，省内中小学科技辅导员和专任科学教师比例较低，且省内市域之间、城乡之间科学教育资源分布不均，科技竞赛培训教师显得不够“专业”，多数由物理、化学、生物、数学等科目教师兼任。
“提升我省青少年科技竞赛竞争力，需要培育一批专业能力较强的科技辅导员，才能让家长更放心，学生比赛更出彩。”吉春鹏认为，系统化的培训是保障竞赛获得优异成绩的必要保障。但是目前赛事培训主要以项目化方式进行，比什么就培训什么，缺乏整体的系统的培训，也没有统一的教学大纲。“仅靠教师自身钻研耗时耗力，也无法保证能否及时适应赛事新要求。”
对于科技辅导员培养，《江苏省全民科学素质行动规划(2021-2035年)》已提出具体要求：实施教师科学素质培养提升工程，每年培训科技辅导员3000人、认定2000人。
目前，省青少年科技教育协会正探索通过卓越科技辅导员培训工程，为科技辅导员做体系化的课程培训，让教师接触到最新的科技动态，有利于教师将最前沿技术变革与科学课程相结合，让学生体验知识的螺旋式上升，同时在教学中渗透创新教育，培养学生的创新意识和创新能力。
在近日举行的2023年江苏省骨干科技辅导员第二期培训班上，省青少年科技教育协会综合实践教育专业委员会组织了省内科学教育名师为70名科技辅导员讲授基础科技竞赛理论知识，并进行“火星种植”机器人项目、“筑梦天宫”项目等比赛实操培训讲解，弥补中小学科学竞赛培训短板。
从一定程度上来说，正规的校外科技竞赛培训是对目前校内科学教师力量不足的有效补充。朱征举例，某中学开设的飞行器校本课程，培训机构在提供无人机设备的同时，还研发了包括飞行器发展史、飞机模型制作、编程课程培训等整套培训课程。但他提醒道，学校与科技培训机构合作，要谨慎选择，充分研判其配套课程、培训水平。同时要注意不能完全依赖培训机构，一定要有分工合作，尤其是要让自己学校的老师充分参与，尽快培养出能胜任该课程或项目的老师。
校内科学课程才是科技竞赛“敲门砖”
在采访中，不少业内专家认为，青少年科技竞赛最终要回归校内科学课程的质量提升，以学备赛，以赛促学。
“比赛并不是最终目的。”朱征说，通过配套的培训课程进行有针对性的辅导，让学生科学素养得到提升，这才是学校最希望看到的。而赛事培训课程又分为两种，一种是赛前的赛事辅导培训，另一种是作为常态化的校本课程培训，后者的重要性尤为突出。“有计划、分步骤地进行校本课程培训，到了比赛季，就可以从容地从学校里选拔出一批表现突出的学生参赛，让比赛和课程有机融合。”
但是，部分学校自主研发校本课程能力不足，甚至部分学校将科学课程与科技竞赛理解为互不相干的两部分，反而忽视了校内科学课程是学生接触科技竞赛的“敲门砖”。对此，朱征提醒，科技竞赛一定是和课堂教学紧密联系的，竞赛考察学生对某些学科基本理论知识的运用，以及解决实际问题能力，每一次竞赛都是一场综合性教学活动。
将校内学习课程与科技竞赛相关培训相结合，镇江实验学校进行了探索。该校信息处主任沙仙霞介绍，学校通过校本课程、兴趣社团等渠道，让编程课覆盖更多学生，激发了众多学生的创新创造能力。比如在“传感世界之智能家居”校本课程中，学生分工合作，在教师的指导下学习Scratch编程，从生活实际出发研制智能家居设备，创作了传感器控制的扫地机器人、声敏传感器控制的智能电灯、滑杆传感器调节的智能风扇等一批智能家居作品。通过平时的积累，不少同学参加了省青少年创意编程大赛获得了优异成绩，“从简单的障碍竞速，到四轮机器人，再到飞行机器人等等，在竞赛中，学生掌握了更多科学知识。”
此外，省内一批中小学积极引入校外资源，在科学课程中融入STEAM教学理念，开发科学、技术、工程、数学等综合课程，满足学生多样化学习需求。江苏省苏州实验中学相关负责人告诉记者，为了深化科技教育，学校开设了新能源探究、科技论文撰写、机器人设计、3D打印等校本课程，并自主建设了污染检控专业实验室、低碳环保互动体验馆等科技创新平台，打造科技特色学校。“学校与南京大学、苏州大学、苏州科技大学等高校建立了科技活动交流关系，学生在各类青少年科技竞赛中获得了优异成绩，科学素养得到了普遍提升。”
朱征认为，在中小学开设丰富的选修校本课程供学生自由选择的同时，科技协会也要充分发挥“牵线搭桥”作用，协调各地科技资源更多向青少年科技竞赛倾斜，让青少年走出校园、走进科技场馆实地实践。他举例，此前科技大篷车进校园、科技场馆专业人员进校园授课、科技场馆开放针对青少年的研学服务等等，都是“双减”背景下做好科技竞赛培训、科学教育“加法”的良策。