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“长”出来的乡村科学教育 济南提升乡村青少年科学素养观察

发稿时间:2026-09-18 06:23:00 来源: 中国青年报

  不到一年的时间里,许多个“第一次”陆续出现在山东省济南市商河县孙集镇中心小学:第一次成立学生科创社团,第一次有了自主开发的本土科学课程,老师的科学教育成果第一次被纳入量化考核体系,今年秋季学期将迎来第一名专职科学教师……

  “进步明显、反差巨大。”目睹这所乡村小学科学教育的变化,齐鲁师范学院教师教育学院科学教育专业负责人王岩教授如此感慨。

  初来这所学校,孩子们“看视频、背课本”的科学教育学习模式让王岩印象极为深刻;如今,在科普活动现场,孩子们会追问:“空气炮为什么能打倒纸杯?”“马德堡半球为什么拉不开?”从“看科学”到“玩科学”,从“怕出错”到“敢提问、想探究”,王岩一次次兴奋地观察到孩子们眼眸里的“光”。

  这样的变化,如今已遍布济南市起步区、长清区、商河县、平阴县4个乡村教育薄弱区县60余所乡村学校。其背后则是一场旨在提升乡村青少年科学素养的地方教育实践。

  2024年12月,依托济南市教育局市校融合项目,齐鲁师范学院联合济南市教育教学研究院等,共同启动实施“科学教育和基础学科创新后备人才培养市校共建示范项目”,尝试为乡村青少年科学素养提升和创新后备人才培养蹚出一条可复制、可推广的“济南路径”。

  借助调研诊断、师资培育、资源共创、科普赋能等途径,这场实践探索正慢慢推动着乡村科学教育从传统“外部输血”向本土“内生造血”转型,并试图回答一个核心问题:如何让乡村科学教育自己“长”出来?

  “它会摇头,还会跟我握手!”2025年11月,在平阴县龙山小学的操场上,一只仿生机器狗弯腰、摆尾,与孩子们亲密互动,引来阵阵惊呼与欢笑。齐鲁师范学院“校地共建 筑梦乡村”科普进校园活动,把人工智能的种子悄悄播进乡村孩子的心田。齐鲁师范学院供图

  现实之问:乡村科学课堂的四块“短板”

  科学教育是提升全民科学素质、夯实创新人才根基的战略性工程。2024年,济南市创建全国中小学科学教育实验区,实现城乡科学教育优质均衡,成为一道必须答好的时代考题。

  而考题的难点,在乡村。

  “济南所需、高校所能、双向奔赴、合作共赢”——带着这样的初衷,项目启动之初,齐鲁师范学院组织专家团队深入4个薄弱区县,下沉10余所乡村学校,走进课堂听课、与师生座谈、发放问卷测评,最终形成4份区县专项调研报告。调研结果,让团队成员心情沉重——

  “师资弱”的现象普遍存在。教育部基础教育教学指导委员会科学教学专委会2021年下半年进行的“全国小学科学教师队伍调查”显示,我国小学科学教师的专兼任失衡现象较为严峻,仅有不足三成为专任教师,其中村小(含教学点)兼任比例高达84.66%,理工科背景教师仅占27.5%。

  此次调研恰恰印证了上述数据——乡村学校科学教师以兼职为主,专职教师占比不足15%,八成以上教师由语文、数学等学科转任,未接受过系统的科学教育专业训练,组织探究式教学和科创活动的能力普遍不足。

  “我们之前上科学课,难处是实打实的。”接受中青报·中青网记者采访时,济南市长清区崮云湖大刘小学校长李善升坦言,长期以来,该校没有专职科学老师,都是语数老师兼职,“大家本身教学任务重,缺少科学专业功底,很多实验不会上,基本就是照着课本讲,实验大多做演示实验或者视频展示”。

  孙集镇中心小学副校长王菲将该校之前的科学教育总结为“三靠”:靠兼职老师、靠看视频、靠偶尔组织一次活动。

  “学校科学教师全部都是兼职,一般由语文、数学老师兼任。我自己就是数学老师出身,也兼过科学课。老师们没接受过系统科学教育专业训练,探究式教学、科创活动组织能力普遍不足,就连最简单的对照实验,很多老师自己都没完整做过,最后只能‘讲实验、画实验、背结论’。”王菲回忆。

  不仅如此,“资源缺”成为限制乡村学校科学教育发展的另一重要因素。调研发现,七成以上乡村学校实验耗材严重短缺,常规实验开出率不足一半;外部统一配送的器材教材与乡村教学场景“水土不服”,身边的农耕、民俗、自然资源却又没能转化为课程。

  以孙集镇中心小学为例,该校实验室是2013年均衡达标时统一配备的,耗材严重短缺,常规实验开出率不足一半,培养皿、量筒、酒精灯这些基础器材都不齐全,更别说传感器、编程套件。

  “前几年,在上级教育部门的支持下,学校得到了一些赠送的器材教材,送来的实验箱和我们的教材没法匹配。”王菲说。

  此外,还有一大问题是“协同散”。调研发现,高校、教研机构、科技企业的优质资源各自为战,缺乏常态化协同平台,帮扶往往“来得快、去得也快”,难以沉淀下来。

  在李善升看来,“之前进校园的科普讲座听一场,孩子们热闹一下,后面就没了下文。短期支教人员来了又走,好的教学方法留不住,解决不了根本问题”。

  “动力乏”同样掣肘着乡村科学教育的深入。调研发现,不少乡村学校评价激励机制单一,教师专业成长缺少抓手。

  “长期以来,科学课在大家眼里是‘副科’,培训拿张证书,评优评先还是看语文数学成绩,常常是‘项目期内热热闹闹,项目结束无人问津’。”王菲坦言。

  调研越深入,项目团队更加意识到:器材会旧、讲座会散,“送”来的东西再多,如果学校自己不会“生”,帮扶一停就回到原样,有的学校甚至慢慢习惯了“等、靠、要”。

  “说到底,乡村科学教育缺的不只是几箱器材、几位老师,更是自己往前走的那股劲儿和一套能转起来的机制——别人‘给资源’,永远代替不了自己‘长能力’。”作为该项目负责人,齐鲁师范学院教师教育学院院长刘丙利说。

  想通这一点,项目团队随即换了个思路:不再简单地“送”,而是陪着学校一起“长”,让乡村学校从被动接受帮扶,变成自己开发课程、带强老师、张罗资源的主角,真正实现从“输血”到“造血”的转变。

  “老师,选我!选我!”2025年10月,齐鲁师范学院“校地共建 筑梦乡村”科普进校园活动走进长清区文昌三朱小学,面对“火焰掌”这一神奇的科学实验,一只只小手高高举起,孩子们既好奇又勇敢,争着要亲手试一试,科学的火种就在这样热切的目光中被点亮。齐鲁师范学院供图

  机制破题:从各自为战到握指成拳

  破题,先从机制入手。

  齐鲁师范学院党委书记赵长林介绍,学校确立“高校引领、学科支撑、协同发展、精准赋能、内生提质”的理念,成立“科学教育研究院”,通过共建科技教育师资队伍、开发科技课程资源、开展科技教育研究、推进科技成果和教研成果转化等举措,把高校、教研机构、科技企业、乡村学校4类主体拧成一股绳,组建起职责清晰、长期稳定的科技教育与科学普及协同育人共同体。

  四方分工明确、各展所长:高校发挥专业智库优势,负责理论引领、方案设计、师资培育和成果凝练;教研机构负责教学标准研制、课堂指导、质量监测和区域推广;科技企业提供数字平台、实验器材和科普资源,打通优质资源入校的“最后一公里”;乡村学校则从被动接受者,转变为课程落地、成果转化的实践主体。

  同时,四方签订长期合作协议,成立项目领导小组和工作专班,建立月度调度、线上线下常态化会商制度,需求共判、资源共享、责任共担、成果共创,力图从制度上根治帮扶“短期化、零散化、表面化”的顽疾。

  一项项富有新意的“连接机制”随之落地。一批生物、化学、物理学科的理科博士带头走出高校实验室,先后受聘为多所乡村小校的科学(科技)副校长。

  这些博士副校长发挥扎实的学科功底,深度参与学校科学课程规划、科技社团指导和科普活动设计,把高校实验室里的专业视野,转化为小学生听得懂、玩得起来的科学探究,长期陪伴学校科学教育特色发展。

  乡村小学由此有了“博士级”的科学导师。高校的教育资源优势,真正转化为科学教育下乡、优质资源下沉的育人优势。

  与此同时,项目团队联合商河县探索出“顶岗支教、双向成长”的师资补充路径:依托科学教育(师范)本科专业,常态化选拔大三学生走进乡村学校,完成为期一学期的全职支教实习,既缓解乡村小学科学专任教师紧缺的燃眉之急,也让“未来科学教师”在真实课堂上淬炼从教本领,实现“育人”与“育己”的双向奔赴。

  齐鲁师范学院科学教育专业大三学生刘梦基就是其中一员。在商河县第四实验小学,他独立承担起小学二年级的科学教学任务。

  开学第一课,刘梦基没有急着讲知识点,而是和孩子们立下3条规矩:相互尊重、相信科学、喜欢科学。

  “你们遵守纪律,我给你们设计感兴趣的课程。”课后,他用一张张纸条收集每个孩子想上的课:看科普视频、走出教室去观察、动手做手工和小发明……那叠纸条一直夹在教案本里,是他备课时翻得最勤的几页。

  第一次上课,他甚至向孩子们坦白——“老师是第一次上课,有点紧张”,这句实话反倒拉近了距离,有孩子课后悄悄叫他“小刘哥哥”。

  学校没有专门的实验室,刘梦基就把“短板”上成特色:校园里的阳光农场成了课堂,一瓣大蒜怎样发芽、做饭时水怎样变成蒸汽,身边事都变成了探究任务。

  当他接过科创教室的钥匙、推开门看到满屋子孩子们亲手做的科技作品时,忽然明白:“科学教育不是靠昂贵的器材撑起来的,关键是老师有没有一双能带孩子发现问题的眼睛。”

  一学期下来,听课、教研、反复试做演示实验,他把项目式学习、探究式教学一点点搬进乡村课堂,也读懂了支教的意义:“我教他们认识世界,他们也在教我怎样成为一名真正的老师。支教学生能做的,是补上一所学校当下的缺口,而这段经历留给我的,是未来站稳讲台的底气。”

  像刘梦基一样的支教学生共有31人。这些青年学生如同撒向乡土的一粒粒种子,既补上乡村科学教育的当下缺口,也积蓄着未来乡村教师队伍的源头活水。

  对乡村学校而言,“四方联动”机制的意义颇为重要。王菲打了个形象的比方:“之前,外面来了一阵风,现在则是地里长出一棵树;以前是解决一时之急,现在则是在帮学校真正育队伍、留资源。”

  2026年3月,济南市小学科学“低成本实验包”创客工作坊现场,几位乡村教师围坐一桌,铺薄膜、绑竹签、反复校准,神情专注。这些原本不起眼的生活材料,在她们手中变成了一件件“低成本、可复制、易操作”的科学实验教具,也成为乡村课堂上最趁手的探究工具。刘雅心/摄

  30门本土科学课程研发背后:乡村教师变身“点金人”

  兼任科学老师21年以来,一项科学校本课程《樱桃保鲜小妙招》的设计开发,让崮云湖大刘小学教师栾昌岩第一次收获“满满的成就感”。

  项目实施至今,类似乡土特色校本课程已有30门落地推广,越来越多的乡村教师走出“不会教、不敢教、不懂探究”的困境,从只会念课本的兼职教师,成长为能设计探究课堂、能动手做实验、能开发校本课程、能带学生搞科创活动的专业型教师。

  师资是激活乡村科学教育“造血功能”的第一粒扣子,而课程和教具不会自己“长”出来,最终要靠教师亲手创造。

  项目摒弃“大水漫灌”式的短期集训,创新“线下主题工作坊+线上常态指导+任务认领实践+专家进校打磨+成果评优展示”全闭环、项目化研修链条,为每个区县、每所项目校配备“高校专家+齐鲁名师”双导师团队,把“育师”与“创课”拧成一股绳。

  2026年3月27日至28日,小学科学主题工作坊率先开营,60余名骨干教师齐聚一堂。多名主讲人或阐释理论,或厘清乡村校本课程的建设路径,或结合案例现场解码乡土文化中的科学基因……理论引领、案例剖析、实验实训、一对一打磨,5个模块环环相扣。

  随后的暑期集中研修再度“加码”,授课专家聚焦校本课程和实验包两个工作坊,同时专门开设短视频拍摄剪辑实操课,帮助教师把课堂成果传播出去。一套教具要现场演示,接受专家和同行轮番“挑刺”,从原理呈现、材料易得到操作安全逐项返工。

  “以前觉得开发课程、制作教具是很难的事,这两天跟着专家一步步做下来,发现自己也能行,回去马上就能在课堂上用起来!”平阴县一位参训教师的感慨,道出了许多乡村教师的共同心声,“带着问题来,带着成果走”,成为研修最真实的写照。

  乡村不缺资源,缺的是把资源变成课程的“点金之手”;经过研修的教师,正成长为这样的“点金人”,一批带着泥土芬芳的课程接连涌现。

  “我们学校周边农田资源丰富,四季农作物生长、土壤变化、昆虫繁衍、植被更替都是最鲜活的科学素材。”在专家启发下,栾昌岩结合本地农耕特色,不仅设计出科学校本课程《樱桃保鲜小妙招》,还设计了《农作物生长周期观察》《乡村土壤探秘》《田间植物的秘密》等系列乡土微课程。

  彻底改变以往“照搬课本教学”的教学模式,栾昌岩开始带领学生走出教室,走进校园周边农田,长期观察小麦、玉米的生长过程,记录不同季节农作物的生长变化,探究光照、水分、土壤对植物生长的影响。

  校园里一隅闲置的菜园,经孙集镇中心小学科学教师团队开发,打造为中草药基地,变成全校学生项目式学习课堂,由此设计出《童心探本草·科创向未来》校本课程。

  “贴合生活、贴近乡土的内容,孩子们更容易理解,科学课堂的参与度高了很多,整体教学效果特别扎实。”孙集镇中心小学教师翟平平说。

  类似校本课程有《一隅菜园数智生长》,让学生在菜园里完成长周期科学探究;立足玫瑰产业的《拾一缕玫香 探一味花食》,把地方特色产业变成鲜活教材;《解码皮影戏里的科学元素》《鼓子秧歌中的科学》等课程,则从皮影、秧歌等非遗技艺中提炼科学元素,让乡土文化与科学探究双向赋能。

  不仅如此,项目同时开发实验资源包33套,坚持“低成本、易操作、可复制”原则。

  商河县文昌实验小学教师孟苗苗,用身边随处可见的材料设计出《观察水蒸发和水蒸气凝结》实验包,让学生从一杯温水的变化中,看清蒸发与凝结的来龙去脉;济南起步区清宁小学教师张淑华则把身体本身变成探究对象,开发“测量肺活量、脉搏”实验包,孩子们借助简单工具就能为自己“做体检”。

  这些资源包都对标课程标准必做实验,配齐任务单、安全须知和教学脚本,材料随处可找、现象一次成功、步骤孩子能独立完成,成本低廉却结构规范,其他乡村学校“拿来就能用”。

  2026年8月,项目专门组织优秀成果评选,经现场展示与终稿评审综合定评。所有获奖成果经审核、迭代后纳入市级科学教育资源库开放共享,形成“开发—应用—优化—推广”的自我循环,乡村学校科学实验开出率低、特色课程缺的难题有望得到实质性缓解。

  “不用再等外部送资源,我们自己就是资源的创造者。”一位乡村小学校长这样说。

  2026年4月,长清区双泉中心小学的操场上,齐鲁师范学院“校地共建 筑梦乡村”科普进校园活动带来的空气炮实验吸引了众多孩子们的目光。齐鲁师范学院供图

  师生共育:把科学的种子播进孩子心田

  点燃孩子,才是乡村科学教育最终的落点。

  焕然一新的科学课堂上,栾昌岩渐渐捕捉到很多的“不一样”。

  以前讲《土壤》这节乡土探究课,栾昌岩只能对着课本讲解土壤的成分和作用,台下的孩子们基本没有共鸣。

  如今,栾昌岩和孩子们拿着自制的土壤过滤教具,走进学校周边的农田,分组采集田间土壤、路边土壤、林地土壤,现场做对比过滤实验,观察不同土壤的渗水速度、土质差异。

  他留心观察到班里一个上课不爱发言的男生全程格外专注,不仅认真完成实验操作,还主动发现“农田土壤渗水慢、肥力更好,路边土壤含沙多、渗水快”的规律,结合家里种地的经历,分享了农民施肥、松土的小知识,最后自主完成了完整的土壤探究报告。

  “课后这个孩子告诉我,他第一次觉得科学这么有意思,原来自己每天看到的农田、泥土里都藏着这么多科学知识,以后想继续钻研科学、探索大自然的奥秘。”这件事让栾昌岩深受触动,也让他真切明白,“乡村孩子不缺好奇心,缺的是专业的引导、贴合生活的课堂。我们教师的成长,最终能点亮孩子的科学梦想,这也是乡村科学教育最珍贵的意义”。

  栾昌岩本人也从“以前面对科学课满心忐忑、畏手畏脚,害怕学生提问、害怕实验出错、害怕课堂失控”,到现在“心中有方法、课堂有底气、教学有特色,能够从容驾驭各类科学课堂和科创活动”。

  翟平平同样觉得越来越有底气,“以前上课心里很慌、怕讲错,现在我可以独立设计课堂、带领学生开展科创小活动,教学思路清晰,自信心‘爆棚’。”看着平时内向的学生主动上台操作实验、分享发现,看着孩子们主动探索、收获知识的样子,她“真切感受到科学课堂的价值,也更认可自己的教学工作”。

  乡村科学教育的“小环境”也愈加友善。

  “过去科学教育是‘副科’,现在越来越成为‘香饽饽’。学校内部对科学教师成长的看法变了:不再觉得科学课谁都能教,而是承认它是一门专业性强、需要持续投入的学科。”王菲说。

  更多科普赋能活动同样在项目中延伸开来。

  2026年3月31日,由济南市教育局与齐鲁师范学院共同发起的“校地共建 筑梦乡村”科普进校园活动在起步区鹊华小学启幕,此后一站接一站,走进一所所乡村学校。

  在长清区双泉中心小学,“火云掌”演示让孩子们直观理解热传导与能量传递;“空气炮”以气流击倒靶标,空气压缩与涡环原理变得可触可感;机器狗制作环节,孩子们两两协作,从结构组装、电路连接到程序调试反复尝试,当亲手拼装的机器狗迈出第一步时,满脸都是成就感;随后的“电路小能手”编程课上,孩子们第一次敲下代码、点亮电路。

  在起步区孙耿小学,机器人跳舞、无人机编队、智能小车竞速轮番上演,“空气炮”“火云掌”“电磁炮”三大互动实验前排起长队。带队教师对孩子们说:“希望通过这样的科普活动,让更多孩子爱上科学,敢于想象,勇于创造。”

  项目统筹的科普行动之外,一支年轻的队伍同样活跃在乡村科普一线。齐鲁师范学院教师教育学院组建“乡科筑梦”党员科普志愿服务队,把专业教师、学生党员和科学教育专业志愿者凝聚在一起,先后走进多所乡村学校,累计开展科技送教服务10余次,覆盖学生6000余人次。

  三棱镜下拆分“彩虹”、自制走马灯里读懂热对流、静电实验中感受摩擦起电……师范生们把大学所学化作一个个趣味实验,在送教中锤炼教学技能,也让科学的种子撒向更多乡村角落。

  在章丘道通实验学校,一场“水火箭奇旅”让孩子们至今难忘。志愿者带着大家用废旧矿泉水瓶做成圆锥状箭头,把硬纸板裁成三角形尾翼,再用橡皮精心打磨出严丝合缝的密封塞;向瓶中注入约三分之一清水,接上打气筒,随着气压一点点升高,“嗖”的一声,水火箭裹挟着水流直冲天空,操场上瞬间爆发出欢呼声。

  从材料裁剪、部件组装到打气发射,孩子们全程动手参与,在废旧材料的“变身”中读懂作用力与反作用力、气压与推力,航天梦想的种子也随之升空。

  为了让更多乡村孩子“走出去”看科学,项目还专项保障4个区县5000余名学生的研学交通费用,切实减轻基层学校负担。截至目前,科普进校园活动累计开展科普讲座、科学实验秀、科技展演等活动30场,惠及师生2.6万余人次。

  科学教育的火种,正呈燎原之势。

  项目会结项,但乡村孩子的科学梦不能“断档”

  近两年的探索,如今,这场地方教育实践已结出累累硕果:覆盖4个区县60余所乡村学校,培育骨干教师100余名,建成名师工作室8个、实践基地两个,开发乡土校本课程30门、低成本实验资源包33套。

  项目会结项,但乡村孩子的科学梦不能“断档”。面向未来,项目路线图清晰而坚定:并未让成果停留在“做出来”,而是沿着课堂检验、区域推广、成果固化、经验凝练的递进逻辑梯次展开,让每一份资源都经得起课堂检验、推得开区域辐射、留得下长效价值。

  30门乡土校本课程、33套实验资源包全面回归参与项目的乡村学校课堂,通过常态化听课、师生访谈和使用反馈台账,对成果逐一回炉、动态迭代;以乡村科学嘉年华成果推广会为纽带,在4个项目区县依次铺开课堂观摩、教具展示和教师说课,推动成熟经验从“一校盆景”变为“全域风景”;同步编制项目终期评估报告和《济南市乡村科学教育可持续发展建议》智库报告,把鲜活的一线实践上升为可复制的制度成果。

  实践推进到哪里,研究就跟进到哪里。目前,项目组已先期形成两份研究报告。王岩主持完成《“双减”背景下济南市城乡科普资源供需失衡与精准匹配路径研究调研报告》,深入剖析城乡科普资源“城区富集、乡村薄弱”的供需错配症结,提出以需求清单牵引资源供给、以数字平台实现精准匹配、推动优质科普资源向乡村常态化下沉的实现路径。

  齐鲁师范学院教师教育学院李雪庆博士完成《关于济南市“双进”科普资源与学校课后服务衔接机制的智库报告》,聚焦科普资源进校园、对接课后服务的“最后一公里”,探索把高校、教研机构、科技企业的优质资源,转化为学校可“点单”、可排课的课后服务课程菜单,让科普供给从“送一阵”变为“常态化”。

  着眼长远,项目还将持续深化四方协同,完善全维度科学素养测评体系,扩容数字化科教资源,探索校地合作、政府购买服务等多元保障方式,推动模式从“行政驱动”稳步迈向“自我运转”。

  然而,对参与项目的乡村学校而言,仍需面对“项目结束后可能降温”的现实问题。

  “长远来看,我们希望结对帮扶能够持续,并持续培训本校老师,培养出能留下来的科学教学骨干;希望持续拿到适配乡村学校的课程、课件,也帮助我们打磨自己的校本课程;同时多给孩子争取科普竞赛、外出实践的机会,拓宽眼界。”李善升建议。

  在王菲看来,“避免项目结束降温的关键,是把成果嵌入学校日常:科学教育要写进学校三年规划、课表、课后服务和社团活动;种子教师要能自我复制;资源库要开放共享;校内评价要持续激励”。

  “用一句话总结这个项目给学校带来的变化:以前是外面送来一束光,现在是我们自己点起一盏灯。只要机制在、队伍在、资源在,科学教育就能在乡土上继续生根发芽。”王菲对此深信不疑。

  泉城秋日,乡村校园里的科学课正越上越精彩。从“输血帮扶”到“内生造血”,从一所学校的探索到60余所学校的共赢,济南市校融合项目写下了一份温暖而坚实的答卷。

  当越来越多的乡村孩子在马德堡半球前睁大好奇的眼睛,在亲手拼装的机器狗旁欢呼雀跃,在田间地头的探究中学会提问与思考,基础学科创新后备人才的根基,正悄然扎进乡土、向阳生长。

  中青报·中青网记者 邢婷 来源:中国青年报

  2026年09月18日 05版

责任编辑:张毅