中小學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)一、引言：創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程的時(shí)代定位在核心素養(yǎng)導(dǎo)向的教育改革背景下，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程作為中小學(xué)實(shí)踐育人的重要載體，其價(jià)值超越了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的“驗(yàn)證知識”功能，更強(qiáng)調(diào)通過真實(shí)問題探究培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、實(shí)踐能力與創(chuàng)新意識。《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確將“探究實(shí)踐”列為學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的核心方式，要求“引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷提出問題、作出假設(shè)、制定計(jì)劃、實(shí)施探究、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評價(jià)、表達(dá)與交流等過程”。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程正是這一要求的具體落地——它以“做中學(xué)、創(chuàng)中學(xué)”為核心，通過跨學(xué)科、情境化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生在解決真實(shí)問題的過程中，實(shí)現(xiàn)從“知識記憶”到“能力建構(gòu)”的轉(zhuǎn)變。二、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)計(jì)原則創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)計(jì)需遵循素養(yǎng)導(dǎo)向、跨學(xué)科融合、情境真實(shí)、探究為本、評價(jià)多元五大原則，確保課程的專業(yè)性與實(shí)效性。（一）素養(yǎng)導(dǎo)向：聚焦核心素養(yǎng)的落地課程設(shè)計(jì)需以學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展為根本目標(biāo)，具體指向科學(xué)探究（問題提出、方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)實(shí)施）、科學(xué)思維（邏輯推理、創(chuàng)新想象）、科學(xué)態(tài)度（嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、批判質(zhì)疑）、跨學(xué)科應(yīng)用（知識整合、解決問題）四大維度。例如，小學(xué)低段課程需重點(diǎn)培養(yǎng)“觀察與提問”能力（如“為什么種子會(huì)發(fā)芽？”）；小學(xué)高段需強(qiáng)化“設(shè)計(jì)與驗(yàn)證”能力（如“怎樣讓紙橋更結(jié)實(shí)？”）；初中階段則需提升“問題解決與創(chuàng)新”能力（如“如何設(shè)計(jì)校園節(jié)能路燈？”）。（二）跨學(xué)科融合：打破學(xué)科壁壘的實(shí)踐真實(shí)問題的解決往往涉及多學(xué)科知識，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程需打破“學(xué)科孤島”，融合科學(xué)（物理、化學(xué)、生物）、數(shù)學(xué)（數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、建模）、技術(shù)（工具使用、編程）、藝術(shù)（設(shè)計(jì)美感、表達(dá)）等領(lǐng)域。例如，“家庭垃圾分類裝置設(shè)計(jì)”課程中，學(xué)生需用科學(xué)知識理解垃圾分類的原理（如可回收物的材質(zhì)），用數(shù)學(xué)知識計(jì)算垃圾投放量（如每日產(chǎn)生的廚余垃圾重量），用技術(shù)知識制作裝置（如用塑料瓶制作分類箱），用藝術(shù)知識設(shè)計(jì)裝置的外觀（如顏色編碼、標(biāo)識）。（三）情境真實(shí)：連接生活與學(xué)習(xí)的橋梁課程需以學(xué)生熟悉的生活情境或社會(huì)問題為載體，讓實(shí)驗(yàn)具有“意義感”。例如，小學(xué)課程可選擇“家庭節(jié)水方案設(shè)計(jì)”（針對家庭用水浪費(fèi)問題）、“校園植物生長監(jiān)測”（針對校園綠植養(yǎng)護(hù)問題）；初中課程可選擇“社區(qū)空氣質(zhì)量管理”（針對PM2.5污染問題）、“舊物改造創(chuàng)意設(shè)計(jì)”（針對資源浪費(fèi)問題）。真實(shí)情境能激發(fā)學(xué)生的探究興趣，讓他們感受到“實(shí)驗(yàn)不是為了完成任務(wù)，而是為了解決實(shí)際問題”。（四）探究為本：回歸學(xué)習(xí)本質(zhì)的路徑創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程需遵循“探究式學(xué)習(xí)”的邏輯，讓學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)的“主體”，而非教師的“助手”。課程設(shè)計(jì)需包含問題提出—方案設(shè)計(jì)—實(shí)驗(yàn)實(shí)施—結(jié)果分析—反思改進(jìn)五大環(huán)節(jié)，其中：問題提出：引導(dǎo)學(xué)生從情境中發(fā)現(xiàn)問題（如“為什么教室的綠蘿葉子發(fā)黃？”）；方案設(shè)計(jì)：鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)散思維，提出多種解決思路（如“澆水過多？光照不足？施肥不夠？”）；實(shí)驗(yàn)實(shí)施：讓學(xué)生自主選擇材料、操作步驟（如“每天澆100毫升水vs每三天澆100毫升水”）；結(jié)果分析：引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)據(jù)說話（如“記錄10天內(nèi)葉子的變化，對比兩組的生長情況”）；反思改進(jìn)：讓學(xué)生總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)（如“原來綠蘿不需要每天澆水，每三天澆一次更合適”）。（五）評價(jià)多元：促進(jìn)全面發(fā)展的保障評價(jià)需突破“分?jǐn)?shù)導(dǎo)向”，采用過程性評價(jià)+表現(xiàn)性評價(jià)+多元主體評價(jià)相結(jié)合的方式：過程性評價(jià)：記錄學(xué)生的探究過程（如實(shí)驗(yàn)手冊、照片、視頻、反思日記），關(guān)注“是否主動(dòng)提問”“是否嘗試多種方法”“是否勇于修正錯(cuò)誤”；表現(xiàn)性評價(jià)：評估學(xué)生的成果（如裝置制作、報(bào)告撰寫、匯報(bào)展示），關(guān)注“問題解決的有效性”“創(chuàng)新點(diǎn)”“表達(dá)邏輯”；多元主體評價(jià)：包括教師評價(jià)、同伴評價(jià)、家長評價(jià)（如“家庭節(jié)水方案”可由家長反饋實(shí)際效果）。三、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)計(jì)要素創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)計(jì)需涵蓋課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、教學(xué)流程、學(xué)習(xí)支架、資源支持五大要素，確保課程的可操作性與實(shí)用性。（一）課程目標(biāo)：分層分類的素養(yǎng)指向課程目標(biāo)需根據(jù)學(xué)段特點(diǎn)與學(xué)生認(rèn)知水平制定，體現(xiàn)“循序漸進(jìn)”的原則：小學(xué)低段（1-3年級）：以“興趣培養(yǎng)”為核心，目標(biāo)包括“能觀察身邊的科學(xué)現(xiàn)象，提出簡單問題”“能使用常見材料完成簡單實(shí)驗(yàn)”“養(yǎng)成樂于探究的習(xí)慣”；小學(xué)高段（4-6年級）：以“方法掌握”為核心，目標(biāo)包括“能設(shè)計(jì)簡單的實(shí)驗(yàn)方案，控制變量”“能記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，初步分析結(jié)果”“培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度”；初中階段（7-9年級）：以“問題解決”為核心，目標(biāo)包括“能提出具有探究價(jià)值的問題，設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案”“能綜合運(yùn)用多學(xué)科知識解決問題”“培養(yǎng)創(chuàng)新意識與批判思維”。（二）課程內(nèi)容：基于真實(shí)問題的主題選擇課程內(nèi)容需遵循“貼近生活、具有探究空間、符合學(xué)生認(rèn)知”的原則，可從生活場景（家庭、校園、社區(qū)）、社會(huì)熱點(diǎn)（環(huán)保、節(jié)能、健康）、科技前沿（人工智能、新能源）中選擇主題。例如：小學(xué)：“我的家庭能源賬單”（調(diào)查家庭用電/用水情況，設(shè)計(jì)節(jié)能方案）、“校園昆蟲多樣性調(diào)查”（觀察校園昆蟲，制作昆蟲標(biāo)本）；初中：“簡易太陽能熱水器設(shè)計(jì)”（利用太陽能加熱水，測試效率）、“社區(qū)垃圾分類現(xiàn)狀調(diào)查與改進(jìn)建議”（調(diào)查社區(qū)垃圾分類情況，設(shè)計(jì)宣傳方案）。（三）教學(xué)流程：以探究為核心的環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)教學(xué)流程需圍繞“探究”展開，具體可分為情境導(dǎo)入—問題提出—方案設(shè)計(jì)—實(shí)驗(yàn)實(shí)施—成果展示—反思改進(jìn)六大環(huán)節(jié)：1.情境導(dǎo)入：用視頻、圖片、實(shí)地觀察等方式呈現(xiàn)真實(shí)問題（如播放“校園積水”的視頻）；2.問題提出：引導(dǎo)學(xué)生從情境中提煉問題（如“如何收集校園積水用于灌溉？”）；3.方案設(shè)計(jì)：分組討論，繪制設(shè)計(jì)圖，選擇材料（如用塑料桶、管道制作雨水收集裝置）；4.實(shí)驗(yàn)實(shí)施：分組制作裝置，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（如在雨天測試收集效率，記錄數(shù)據(jù)）；5.成果展示：每組匯報(bào)設(shè)計(jì)思路、實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果（如用PPT展示裝置模型與數(shù)據(jù)圖表）；6.反思改進(jìn)：各組互相評價(jià)，提出改進(jìn)建議（如“增加過濾網(wǎng)的層數(shù)，防止雜物進(jìn)入”）。（四）學(xué)習(xí)支架：支持自主探究的工具與資源為幫助學(xué)生解決探究中的困難，需提供學(xué)習(xí)支架，包括：工具支架：實(shí)驗(yàn)手冊（含步驟提示、安全注意事項(xiàng)、數(shù)據(jù)記錄表格）、工具包（含常見材料如塑料瓶、導(dǎo)線、傳感器，工具如剪刀、螺絲刀）；方法支架：案例參考（往屆學(xué)生的優(yōu)秀作品，如“家庭節(jié)水裝置”設(shè)計(jì)圖）、思維導(dǎo)圖表（幫助梳理探究思路）；技術(shù)支架：數(shù)字化工具（如用傳感器測量雨水流量，用編程軟件分析數(shù)據(jù)）。（五）資源支持：多元協(xié)同的保障體系課程實(shí)施需整合學(xué)校、家庭、社會(huì)三方資源：學(xué)校資源：建立創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，配備數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備（如傳感器、數(shù)據(jù)采集器、3D打印機(jī)）；家庭資源：鼓勵(lì)家長參與（如“家庭能源賬單”課程可讓家長協(xié)助記錄用電數(shù)據(jù)）；社會(huì)資源：與科技館、環(huán)保組織、企業(yè)合作（如邀請環(huán)保專家指導(dǎo)“社區(qū)垃圾分類”課程，到企業(yè)參觀新能源技術(shù)）。四、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)案例：“校園雨水收集與利用”（初中段）（一）課程背景與目標(biāo)背景：校園內(nèi)部分區(qū)域雨天積水嚴(yán)重，而校園綠植灌溉需消耗大量自來水，存在“水資源浪費(fèi)”與“積水問題”并存的矛盾。目標(biāo)：科學(xué)知識：理解水循環(huán)原理，掌握雨水收集的基本方法；科學(xué)探究：能設(shè)計(jì)雨水收集裝置，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試與數(shù)據(jù)記錄；科學(xué)態(tài)度：培養(yǎng)環(huán)保意識，樹立“節(jié)約水資源”的觀念；跨學(xué)科能力：融合物理（力學(xué)，如管道角度對水流的影響）、數(shù)學(xué)（統(tǒng)計(jì)，如收集效率的計(jì)算）、技術(shù)（工具使用，如切割塑料桶）、藝術(shù)（設(shè)計(jì)，如裝置的外觀與標(biāo)識）知識。（二）課程內(nèi)容與實(shí)施流程1.情境導(dǎo)入（1課時(shí)）：播放校園積水的視頻，提問“如何解決校園積水問題？”“積水的雨水可以用來做什么？”；2.問題提出與調(diào)查（2課時(shí)）：分組調(diào)查校園積水點(diǎn)（如操場、教學(xué)樓門口），測量雨水流量（用容器收集10分鐘的雨水量），分析積水原因（如排水不暢、地勢低洼）；3.方案設(shè)計(jì)（2課時(shí)）：分組討論雨水收集裝置的設(shè)計(jì)思路（如“用塑料桶收集屋頂雨水，通過管道引到綠化帶”），繪制設(shè)計(jì)圖，選擇材料（塑料桶、PVC管道、過濾網(wǎng)、防水布）；4.實(shí)驗(yàn)實(shí)施（3課時(shí)）：分組制作裝置，在雨天進(jìn)行測試（記錄收集的雨水量、收集時(shí)間、裝置的穩(wěn)定性）；5.成果展示與評價(jià)（2課時(shí)）：每組匯報(bào)設(shè)計(jì)思路、實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果（如“我們的裝置收集了50升雨水，效率達(dá)到80%”），展示裝置模型與數(shù)據(jù)圖表；6.反思改進(jìn)（1課時(shí)）：各組互相評價(jià)，提出改進(jìn)建議（如“增加過濾網(wǎng)的層數(shù)，防止樹葉進(jìn)入”“調(diào)整管道角度，提高水流速度”），修改裝置設(shè)計(jì)。（三）評價(jià)設(shè)計(jì)與成果呈現(xiàn)過程性評價(jià)（30%）：實(shí)驗(yàn)手冊（記錄調(diào)查數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)圖、實(shí)驗(yàn)步驟）、照片/視頻（記錄制作過程）；表現(xiàn)性評價(jià)（40%）：裝置效果（收集效率、穩(wěn)定性、實(shí)用性）、匯報(bào)表現(xiàn)（表達(dá)能力、邏輯思維）；反思改進(jìn)（20%）：反思日記（總結(jié)實(shí)驗(yàn)中的問題與改進(jìn)措施）；同伴評價(jià)（10%）：各組互相打分，評價(jià)“創(chuàng)新點(diǎn)”“可行性”。成果呈現(xiàn)：將優(yōu)秀裝置安裝在校園內(nèi)，用于灌溉綠植；制作“校園雨水收集手冊”，發(fā)放給全校師生。五、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)施保障（一）教師能力：跨學(xué)科素養(yǎng)與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的提升培訓(xùn)：組織跨學(xué)科教師培訓(xùn)（科學(xué)、數(shù)學(xué)、技術(shù)教師共同參與），學(xué)習(xí)STEAM教育理念、跨學(xué)科教學(xué)方法與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技巧；教研：開展校本教研，定期研討創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)與實(shí)施中的問題（如“如何引導(dǎo)學(xué)生提出有探究價(jià)值的問題？”）；引領(lǐng)：邀請專家講座（如STEAM教育專家、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)專家），指導(dǎo)教師設(shè)計(jì)優(yōu)質(zhì)課程。（二）資源條件：實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與社會(huì)資源整合學(xué)校資源：建立創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，配備必要的設(shè)備（如傳感器、3D打印機(jī)、工具包）與材料（如塑料瓶、導(dǎo)線、環(huán)保材料）；社會(huì)資源：與科技館、環(huán)保組織、企業(yè)合作（如科技館提供實(shí)驗(yàn)資源，環(huán)保組織提供主題指導(dǎo)，企業(yè)提供技術(shù)支持）；數(shù)字化資源：利用在線平臺（如國家中小學(xué)智慧教育平臺）獲取創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程案例與資源。（三）制度支持：課程納入與評價(jià)機(jī)制的建立課程納入：將創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程納入學(xué)校課程計(jì)劃，每周開設(shè)1-2節(jié)（小學(xué)低段可結(jié)合綜合實(shí)踐活動(dòng)課，初中可結(jié)合科學(xué)課）；評價(jià)機(jī)制：將學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)成果納入綜合素質(zhì)評價(jià)（如“實(shí)驗(yàn)探究”維度），對優(yōu)秀成果給予獎(jiǎng)勵(lì)（如“校園創(chuàng)新小達(dá)人”稱號）；激勵(lì)機(jī)制：鼓勵(lì)教師參與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)，對優(yōu)秀課程設(shè)計(jì)給予表彰與推廣（如校本課程開發(fā)獎(jiǎng)勵(lì)）。六、結(jié)語：未來展望創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程是中小學(xué)培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要途徑，其設(shè)計(jì)需始終堅(jiān)持“以學(xué)生為中心”，聚焦“真實(shí)問題”與“探究實(shí)踐”。隨著教育改革的深入，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程將越來越注重跨學(xué)科融合“數(shù)字化支持”與“社會(huì)協(xié)同”，為學(xué)生提供更豐富的實(shí)踐機(jī)會(huì)與更廣闊的發(fā)展空間。作為教育工作者，我們需不斷探索與完善創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)，讓“做中學(xué)、創(chuàng)中學(xué)”真正成為學(xué)生