在浙江省嘉兴市实验小学科技城校区内，老师在指导学生完成“AI 赋能生活”项目化学习（2025 年 3 月 12 日摄）徐昱摄 / 本刊

  2026年秋季新学期起，一场静水深流的变革正在中小学科学课堂上发生：实验不再是既定流程的操演，学生需围绕真实问题提出猜想、动手验证、在试错中得出自己的结论。

  课堂之上是教学方式的调整，课堂之外，是人工智能浪潮与人才竞争格局对教育提出的全新命题。

  时代之问 课堂背后的国家命题

  人工智能正在改写知识生产与传播的逻辑。当知识获取的成本趋近于零，单纯“知道什么、记住什么”的价值加速贬值，“能提出什么问题”“怎样设计验证”“如何在试错中逼近真相”成为更稀缺、也更难被机器替代的能力。能力的重心变了，承载能力培养的教育必然随之转移。

  比技术变革更深一层的，是国家发展对人才的重新定义。当前，新一轮科技革命和产业变革深入演进，大国竞争的焦点日益集中于科技创新能力。高质量发展所渴求的，不是流水线上标准化的“螺丝钉”，而是能在复杂场景中发现问题、在信息洪流中辨别真伪、在试错迭代中优化方案的复合型创新人才。

  党的二十大首次将教育、科技、人才进行一体部署，党的二十届三中全会进一步提出统筹推进教育科技人才体制机制一体改革。科技创新靠人才，人才培养靠教育，而创新人才的种子，在基础教育阶段就已埋下。基础教育不再只充当人才成长的起跑点，更要成为创新链条的“源头活水”。工程思维、技术素养、动手造物的能力，被更充分纳入青少年人才培养的视野。

  人才观之变，最先传导至选拔端。近年来，高校持续加大理工科人才培养规模，强基计划聚焦基础学科拔尖创新人才选拔，部分地方探索提高中考实验操作考查权重，指挥棒的每一次转动都在释放同一个信号：评价的尺子，正在从“记住了多少”转向“能解决什么问题”。国家需求与选拔导向同时转向，培养端如何接招？

  科学教育，承担着培育科学观念、科学思维、探究实践、态度责任等核心素养的任务。其中，中小学科学教育面向全体学生，是创新人才培养覆盖范围最广的阶段。如果说高等教育瞄准的是“高不高”，中小学解决的则是“厚不厚”。

  长期以来，中小学科学课的基本形态是知识的传授与复现，教师讲清原理，学生记住结论，实验是既定流程的操演。这在知识获取成本高昂的年代有其合理性，但不足以回答“培养什么样的人、如何为创新奠基”的时代之问。

  破题从政策端开始：2023年5月，教育部等十八部门印发意见，部署要求在教育“双减”中做好科学教育加法，一体化推进教育、科技、人才高质量发展，并将“做中学、用中学、创中学”写入顶层设计；2025年年初，《教育强国建设规划纲要（2024—2035年）》把中小学科学教育工作纳入改革任务；同年10月，教育部、国家发展改革委、科技部等七部门印发《关于加强中小学科技教育的意见》，对中小学科技教育作出专项安排。

  2026年6月，国务院印发《教育发展“十五五”规划》，明确提出“完善科学教育体系，加强青少年科学素养、批判性思维和创新能力培养，强化科技教育和人文教育协同”。7月，教育部办公厅印发《义务教育阶段科学教育“做中学”领航行动指南》，把这些部署进一步细化为一节课、一次探究怎么上的施工图，政策与课堂之间的“最后一公里”就此接通。

  “做中学”领航行动的指向是明确的，以探究实践重构学习方式，更侧重将知识使用纳入育人本位。北京师范大学党委书记程建平认为，这并非简单增设科学实践活动，而是一项支撑教育科技人才一体化建设的基础性制度安排，“让学生像科学家一样依托证据认识世界，像工程师一样通过设计、测试、优化解决真实问题，把科学学习从记忆知识转向生成认知和形成体验”。

  “作为一名长期在基础教育与科普场馆之间‘来回跑’的物理教师和科技馆工作者，我感到这不是科学课程的微调，而是针对‘科学教育等于知识传输’这一问题推动的科学教育育人方式变革。”上海科技馆馆长倪闽景表示。

  落地之辨 避免“为做而做”

  现实的转变发生在课堂。实践如何避免流于形式是首先须回答的问题。

  2026年10月，教育部公布首批134个全国中小学科技教育实验区与1246所实验校名单，并同步启动建设。

  “我们既要保证分科课程的系统性，又要安排探究活动，老师要仔细统筹以免顾此失彼。”一位参与首批科技教育实验区建设的江苏科学学科教研员道出了基层的努力要点。

  “做中学”领航行动的制度设计是：坚持不新增总课时，低年级不另作硬性要求，高年级通过统筹现有各类课程课时，保证探究实践的“底线供给”。“这一规定从制度层面为科学实践争取了不可挤占的时间，同时对低年级不作硬性规定，体现了对儿童认知特点的尊重。”中国科学院院士、陕西师范大学原校长房喻说。

  课时之外，更深层的开掘在“做”与“知”的关系。多位受访专家提醒，“做中学”的“做”，是建立在概念理解之上的实证探究。动手与求知相辅相成，做是知的路径，知是做的根基，二者在学习实践中彼此成就。

  这种开掘，沿着学段纵向铺开。小学阶段以具象观察和简单操作为主，重在激发兴趣、积累感性经验；初中阶段对应抽象思维发展和科学方法训练的关键期，要求进阶为自主设计方案、控制变量、推理论证、反思迭代。

  在房喻看来，这是对儿童认知发展规律的自觉顺应，“科学能力的形成，必须经历从‘看’到‘做’再到‘思’的螺旋上升。”倪闽景认为，这个螺旋上升的素养阶梯，先保护好奇心与想象力，再逐步沉淀为科学思维方法和严谨态度，最终内化为科技报国的价值认同，“这是把‘兴趣’升华为‘志趣’的制度化路径”。

  避免流于形式，还须靠评价体系调整。这轮变革的一个鲜明取向，是不给探究实践增设纸笔考试，而是以过程性表现为核心，将探究实践纳入综合素质评价。“科学教育加法的‘加’，加的是探究深度、思维品质和资源连通。”在倪闽景看来，将评价聚焦于问题意识、探究实践能力、反思改进能力与合作交流等方面，要求教师观察、记录、收集表现性证据，提倡科学家、工程师参与评价。这种过程性评价的取向，破解了传统纸笔考试考不出合作、迭代、质疑与创造的问题，让过程性证据成为创新素养成长的标尺。

  一些前沿探索已经展开。在部分学校，表现性评价被引入日常教学：学生领取开放性材料，在限定时间内完成一项工程任务，反复测试、记录失败原因与改进策略，最终提交的不只是作品，还有一份完整的“工程日志”。教师依据任务中展现的系统思维、基于证据的决策、对失败的反应进行评判，捕捉的是“过程”而非一个静态分数。

  数字化手段也在为过程性评价赋能。有的学校采用智能实验系统，传感器自动记录数据，系统追踪学生的操作序列：是否先预测后实验？有没有在异常数据出现时反复测量？基于行为轨迹生成的，不再是一张“实验成绩单”，而是一幅“科学思维习惯”的画像。国家中小学智慧教育平台提供的大量虚拟仿真实验资源，则为实验设备不足的学校降低了开展探究的门槛。

  教育教学变革的成败系于教师。“做中学”领航行动对教师提出了较高要求：从“讲授者”转身为“学习设计师”，不仅把知识讲得滴水不漏，还能设计出引发深度探究的任务情境。

  现实中，科学教师队伍存在结构性缺口，非科班出身的兼任教师面广量大，探究式教学又远比讲授式更考验课堂驾驭能力。受访专家建议，把科学教师的培养培训纳入规划，让教研活动围绕真实课例展开，让科学家、工程师走进教师的学习共同体，让敢于让学生“动手折腾”的教师得到评价体系的正向回馈。

在江苏省泰州市姜堰区实验小学教育集团北街北校区，学生在老师的指导下进行编程机器人操作训练（2026 年 5 月26 日摄） 新华社发（周社根摄）

  素养之望 科技与人文同一堂课

  科学教育变革不仅是教学方法的改良。《教育发展“十五五”规划》明确提出，强化科技教育和人文教育协同。科学教育不再单一追求知识掌握与实操成果，更加注重能力、思维、情怀的一体化培育。

  “最大的科技创新往往源于深厚的人文关怀，而科技必须在伦理与社会框架内被审视。”倪闽景以“做中学”领航行动设置的六大探究主题为例阐释道，人工智能主题不仅要求学生会用AI工具，更要求他们理解算法伦理与安全挑战；航空航天主题强调“空天报国、空天强国”的情怀；地球与生态主题渗透着国家资源安全与生态责任意识，“科学教育不只是育才，更是育人。”

  在程建平看来，这些主题深度对接健康中国、生态文明、航天强国、现代化产业体系、数字中国建设等国家战略，将课堂探究实践与国家发展需求紧密绑定，让学生在动手实践中理解科技之于民生、产业、国家安全的重要意义，从小树立科技报国的理想信念。

  这样的理念，正在落地为生动的课堂实践。在浙江省温州市南浦实验中学，学生全程参与水火箭的设计、搭建、调试与试飞。一堂课上，几名学生围着一枚发射失败的水火箭反复排查，气压是否稳定、配重是否合适、尾翼角度差在哪里。带队老师并不急于给出答案：“他们在一次次试错中理解工程与失败的关系。失败在这里不是要避开的东西，而是要研究的对象。这正是‘做中学’最珍贵的部分。”实操结束后，课堂顺势延伸人文教学，梳理中国航天自主攻坚的历程，解读一代代航天人扎根戈壁、默默奉献的报国故事。

  从单节课堂的探索，到区域层面的制度设计，再到国家层面的全局布局，这场发生在中小学科学课堂里的变革，正在把“动手做”的边界一步步拓宽，逐渐成为一场覆盖全体学生的系统性育人重塑。

  望前路，这场变革有清晰的时间坐标。按照《关于加强中小学科技教育的意见》的部署，到2030年，中小学科技教育体系将基本建立；到2035年，一个贯通课内课外、联通学校社会的科技教育生态系统将全面构建。届时回望，这场变革最深的印记，不是多少节热闹的探究课，而是一代少年习惯了先问“为什么”、再动手验证“是什么”。

  这场变革的出发点与归宿，始终是孩子：让他们爱上学习、学会学习，成长为面向未来的建设者。当孩子亲手提出一个问题、验证一个假设、在失败中重新来过，科学素养便不再是抽象的名词，而成为他们面对世界的方式。□（文/《瞭望》新闻周刊记者 张程程）