中小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新訓(xùn)練課程科學(xué)教育是培養(yǎng)青少年核心素養(yǎng)的關(guān)鍵領(lǐng)域，而實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新訓(xùn)練作為科學(xué)教育的核心環(huán)節(jié)，承載著激發(fā)探究興趣、培育創(chuàng)新思維、提升實(shí)踐能力的重要使命。隨著《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》的實(shí)施，中小學(xué)科學(xué)教育對“做中學(xué)”“創(chuàng)中學(xué)”的需求日益凸顯，科學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新訓(xùn)練課程的系統(tǒng)化構(gòu)建與實(shí)踐，成為突破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)局限、賦能學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展的核心抓手。本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐與教育理論，從課程設(shè)計(jì)理念、模塊架構(gòu)、實(shí)施策略、評價(jià)體系等維度，探討科學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新訓(xùn)練課程的專業(yè)發(fā)展路徑。一、課程設(shè)計(jì)的核心理念與價(jià)值定位科學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新訓(xùn)練課程的設(shè)計(jì)，需立足學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律與科學(xué)教育本質(zhì)特征，以“問題導(dǎo)向、實(shí)踐創(chuàng)新、素養(yǎng)發(fā)展”為核心邏輯，構(gòu)建兼具科學(xué)性、趣味性與教育性的課程體系。（一）基于建構(gòu)主義的“體驗(yàn)—建構(gòu)”邏輯課程設(shè)計(jì)遵循“從經(jīng)驗(yàn)到概念，從模仿到創(chuàng)新”的認(rèn)知進(jìn)階規(guī)律。例如，小學(xué)階段通過“觀察植物向光性”“自制簡易電路”等具象實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生建立科學(xué)觀察與操作的基本范式；中學(xué)階段則引導(dǎo)學(xué)生基于已有認(rèn)知，設(shè)計(jì)“影響電磁鐵磁性的變量探究”“微生物發(fā)酵條件優(yōu)化”等開放性實(shí)驗(yàn)，在“假設(shè)—驗(yàn)證—反思”的循環(huán)中建構(gòu)科學(xué)概念，發(fā)展邏輯思維。（二）跨學(xué)科融合的“知識—能力”整合突破單一學(xué)科的知識邊界，將科學(xué)實(shí)驗(yàn)與工程設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)、信息技術(shù)等領(lǐng)域深度融合。如“校園雨水花園設(shè)計(jì)”項(xiàng)目，需學(xué)生運(yùn)用生物學(xué)（植物習(xí)性）、地理學(xué)（土壤特性）、工程學(xué)（排水系統(tǒng)）知識，結(jié)合數(shù)學(xué)建模（降雨量統(tǒng)計(jì)）與編程（環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)可視化），在解決真實(shí)問題的過程中，實(shí)現(xiàn)知識的遷移與能力的整合。（三）生活情境的“問題—應(yīng)用”聯(lián)結(jié)以生活中的真實(shí)問題為實(shí)驗(yàn)起點(diǎn)，增強(qiáng)課程的實(shí)用性與吸引力。例如，針對“廚房垃圾處理”問題，設(shè)計(jì)“廚余堆肥的條件探究”實(shí)驗(yàn)；圍繞“城市內(nèi)澇”現(xiàn)象，開展“不同材料的滲水率對比”實(shí)驗(yàn)。通過將科學(xué)原理與生活需求聯(lián)結(jié)，讓學(xué)生體會“科學(xué)源于生活、服務(wù)生活”的價(jià)值，激發(fā)持續(xù)探究的內(nèi)驅(qū)力。二、課程核心模塊的架構(gòu)與實(shí)施要點(diǎn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新訓(xùn)練課程需構(gòu)建“基礎(chǔ)創(chuàng)新—探究深化—項(xiàng)目實(shí)踐”的三階模塊體系，各模塊既相對獨(dú)立又螺旋上升，滿足不同學(xué)段、不同能力水平學(xué)生的發(fā)展需求。（一）基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新模塊：從“規(guī)范操作”到“創(chuàng)意改良”該模塊以傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，通過材料創(chuàng)新“方法優(yōu)化”“裝置改良”，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與動手能力。材料創(chuàng)新：用生活廢棄物替代專業(yè)器材，如用吸管、紙杯制作“簡易肺活量計(jì)”，用酸奶盒、吸管搭建“杠桿原理演示裝置”，降低實(shí)驗(yàn)成本的同時(shí)，激發(fā)學(xué)生對“身邊科學(xué)”的感知。方法優(yōu)化：對經(jīng)典實(shí)驗(yàn)進(jìn)行流程創(chuàng)新，如將“種子萌發(fā)條件實(shí)驗(yàn)”從“單一變量控制”拓展為“多變量正交實(shí)驗(yàn)”，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)方案，提升科學(xué)思維的縝密性。裝置改良：鼓勵(lì)學(xué)生改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置的功能性，如在“凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)”中，用3D打印技術(shù)制作可調(diào)節(jié)焦距的透鏡支架，或用智能手機(jī)替代光屏，實(shí)現(xiàn)圖像的實(shí)時(shí)拍攝與分析，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)性與趣味性。（二）探究性實(shí)驗(yàn)?zāi)K：從“問題提出”到“規(guī)律發(fā)現(xiàn)”該模塊以“開放性問題”為驅(qū)動，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷“提出假設(shè)—設(shè)計(jì)方案—驗(yàn)證分析—得出結(jié)論”的完整探究過程，培養(yǎng)科學(xué)探究能力。問題生成：教師通過創(chuàng)設(shè)沖突情境引發(fā)疑問，如“為什么教室朝南的植物長得更茂盛？”“不同品牌電池的續(xù)航能力是否有差異？”，或引導(dǎo)學(xué)生從生活觀察中自主提問，如“奶茶中的珍珠（淀粉球）在不同液體中的溶解速度？”。方案設(shè)計(jì)：強(qiáng)調(diào)“多元路徑”與“控制變量”，如探究“土壤酸堿度對植物生長的影響”時(shí)，學(xué)生可選擇水培、土培等不同方案，或用醋、小蘇打調(diào)節(jié)酸堿度，或直接采集不同區(qū)域的土壤樣本，在對比中理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的核心邏輯。證據(jù)收集：鼓勵(lì)運(yùn)用多元工具記錄數(shù)據(jù)，如用傳感器采集“不同光照下植物的光合速率”，用Excel繪制“種子萌發(fā)率隨溫度變化的曲線”，用思維導(dǎo)圖梳理“變量間的邏輯關(guān)系”，提升數(shù)據(jù)處理與分析能力。（三）項(xiàng)目式實(shí)踐模塊：從“知識應(yīng)用”到“創(chuàng)新解決”該模塊以“真實(shí)項(xiàng)目”為載體，整合多學(xué)科知識與技能，培養(yǎng)學(xué)生的工程思維、協(xié)作能力與社會責(zé)任感。項(xiàng)目選題：聚焦校園、社區(qū)或社會熱點(diǎn)問題，如“校園垃圾分類優(yōu)化方案”“社區(qū)老年人智能助行器設(shè)計(jì)”“城市共享單車停放規(guī)劃”，確保項(xiàng)目具有現(xiàn)實(shí)意義與可操作性。實(shí)施流程：遵循“需求分析—方案設(shè)計(jì)—原型制作—測試優(yōu)化—成果展示”的工程流程，如在“校園生態(tài)監(jiān)測”項(xiàng)目中，學(xué)生需調(diào)研校園生態(tài)問題（如蚊蟲滋生、植被退化），設(shè)計(jì)監(jiān)測方案（如安裝溫濕度傳感器、制作昆蟲陷阱），分析數(shù)據(jù)并提出改良建議（如種植驅(qū)蚊植物、優(yōu)化綠化布局）。成果轉(zhuǎn)化：鼓勵(lì)將項(xiàng)目成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用，如將“自制空氣凈化器”的設(shè)計(jì)方案提交給學(xué)校后勤部門，或在社區(qū)科普活動中展示“節(jié)水裝置”的創(chuàng)新成果，讓學(xué)生體會“科學(xué)創(chuàng)新服務(wù)社會”的價(jià)值。三、課程實(shí)施的策略與資源支持科學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新訓(xùn)練課程的有效實(shí)施，需依托分層教學(xué)“資源整合”“教師賦能”三大策略，突破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的瓶頸。（一）分層教學(xué)：適配不同學(xué)段的認(rèn)知特點(diǎn)小學(xué)低段（1-3年級）：以“游戲化實(shí)驗(yàn)”為主，如“顏色變變變”（酸堿指示劑制作）、“紙船承重”（結(jié)構(gòu)力學(xué)啟蒙），通過趣味化操作培養(yǎng)觀察興趣與動手習(xí)慣。小學(xué)高段（4-6年級）：引入“任務(wù)式探究”，如“設(shè)計(jì)太陽能小車”“探究影子的秘密”，在教師引導(dǎo)下嘗試簡單的方案設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)分析。初中階段：側(cè)重“問題導(dǎo)向的自主探究”，如“探究影響滑動摩擦力的因素”“制作生態(tài)瓶并觀察其穩(wěn)定性”，要求學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告與成果展示。高中階段：深化“項(xiàng)目式實(shí)踐”，如“基因編輯技術(shù)的倫理探討”“新能源汽車的能效優(yōu)化”，鼓勵(lì)學(xué)生開展跨校協(xié)作與社會調(diào)研，提升科研素養(yǎng)與批判性思維。（二）資源開發(fā)：構(gòu)建多元立體的實(shí)驗(yàn)環(huán)境校內(nèi)資源：升級傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室為“創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)工坊”，配備3D打印機(jī)、激光切割機(jī)、Arduino套件等工具，提供“工具使用培訓(xùn)—?jiǎng)?chuàng)意設(shè)計(jì)—原型制作”的全流程支持；建立“實(shí)驗(yàn)資源庫”，分類整理生活材料（如飲料瓶、吸管、舊電路板）、數(shù)字化工具（如傳感器、編程軟件）的使用指南與案例庫。校外資源：與科技館、高校實(shí)驗(yàn)室、科研機(jī)構(gòu)建立合作，組織“科學(xué)家進(jìn)校園”“實(shí)驗(yàn)室開放日”活動，邀請科研人員指導(dǎo)學(xué)生開展“小課題研究”；對接企業(yè)創(chuàng)新部門，如與環(huán)保企業(yè)合作開展“城市污水凈化”項(xiàng)目，讓學(xué)生接觸前沿技術(shù)與真實(shí)科研場景。數(shù)字化資源：利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺（如NOBOOK虛擬實(shí)驗(yàn)室）開展高危、高成本實(shí)驗(yàn)（如“化學(xué)爆炸模擬”“太空育種實(shí)驗(yàn)”）；借助短視頻平臺建立“實(shí)驗(yàn)微課堂”，分享創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)案例與技巧，拓展學(xué)習(xí)空間。（三）教師賦能：提升課程設(shè)計(jì)與指導(dǎo)能力專業(yè)培訓(xùn)：定期組織“科學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)”工作坊，邀請高校教授、科研人員講解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)方法（如控制變量法、正交實(shí)驗(yàn)法）、工程設(shè)計(jì)的核心流程（如需求分析、原型迭代），提升教師的學(xué)科素養(yǎng)與課程開發(fā)能力。教研共同體：以學(xué)?；騾^(qū)域?yàn)閱挝唬ⅰ翱茖W(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教研組”，開展“同課異構(gòu)”“案例研討”活動，分享實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案、學(xué)生典型問題及解決策略，形成互助成長的專業(yè)生態(tài)。評價(jià)激勵(lì)：將實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新課程的開發(fā)與實(shí)施納入教師考核體系，設(shè)立“創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)成果獎(jiǎng)”，鼓勵(lì)教師申報(bào)相關(guān)課題、撰寫教學(xué)案例，推動課程持續(xù)優(yōu)化。四、課程評價(jià)的多元維度與實(shí)施方法科學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新訓(xùn)練課程的評價(jià)，需突破“唯結(jié)果、唯分?jǐn)?shù)”的局限，構(gòu)建“過程—成果—發(fā)展”三維評價(jià)體系，全面反映學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展。（一）過程性評價(jià)：關(guān)注探究的“真實(shí)軌跡”實(shí)驗(yàn)日志評價(jià)：要求學(xué)生用圖文結(jié)合的方式記錄實(shí)驗(yàn)過程，包括“問題提出—方案設(shè)計(jì)—數(shù)據(jù)記錄—反思改進(jìn)”，重點(diǎn)評價(jià)其思維的邏輯性、操作的規(guī)范性與反思的深刻性。例如，在“水的凈化”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生是否記錄了“過濾速度慢”的問題，并嘗試“更換濾紙層數(shù)”“調(diào)整裝置高度”等改進(jìn)措施。小組合作評價(jià)：采用“組內(nèi)互評+教師觀察”的方式，評價(jià)學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中的角色（如方案設(shè)計(jì)者、操作執(zhí)行者、數(shù)據(jù)記錄者）、溝通協(xié)作能力及問題解決貢獻(xiàn)。例如，在“橋梁承重設(shè)計(jì)”項(xiàng)目中，學(xué)生是否主動分享創(chuàng)意、傾聽他人意見、承擔(dān)小組任務(wù)。（二）成果性評價(jià)：重視創(chuàng)新的“實(shí)踐價(jià)值”實(shí)驗(yàn)報(bào)告評價(jià)：除傳統(tǒng)的“目的—原理—步驟—結(jié)論”外，增設(shè)“創(chuàng)新點(diǎn)分析”“應(yīng)用展望”環(huán)節(jié)，評價(jià)學(xué)生對科學(xué)原理的理解深度與創(chuàng)新應(yīng)用的可行性。例如，在“自制溫度計(jì)”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生是否提出“用不同液體（如酒精、食用油）對比”“添加顏色指示劑”等創(chuàng)新方案，或思考“溫度計(jì)在極地環(huán)境的適用性”等拓展問題。成果展示評價(jià)：通過“實(shí)驗(yàn)博覽會”“項(xiàng)目路演”等形式，讓學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)成果（如裝置模型、數(shù)據(jù)報(bào)告、改進(jìn)方案），評價(jià)其表達(dá)能力、成果的創(chuàng)新性與社會價(jià)值。例如，“校園節(jié)水裝置”的設(shè)計(jì)是否解決了實(shí)際問題（如衛(wèi)生間水龍頭漏水），是否具有推廣意義。（三）發(fā)展性評價(jià)：追蹤素養(yǎng)的“成長曲線”成長檔案袋：收集學(xué)生不同階段的實(shí)驗(yàn)報(bào)告、創(chuàng)意草圖、成果照片、反思日志，形成個(gè)人“科學(xué)素養(yǎng)成長檔案”，通過縱向?qū)Ρ龋ㄈ鐝摹澳７聦?shí)驗(yàn)”到“自主設(shè)計(jì)”的轉(zhuǎn)變），評價(jià)其創(chuàng)新思維、實(shí)踐能力的發(fā)展軌跡。多元反饋：邀請家長、社區(qū)人員參與評價(jià)，如在“社區(qū)垃圾分類宣傳”項(xiàng)目中，家長可評價(jià)學(xué)生的社會參與度，社區(qū)工作者可反饋項(xiàng)目的實(shí)際效果，從多維度反映學(xué)生的綜合素養(yǎng)提升。五、課程發(fā)展的未來展望與實(shí)踐反思科學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新訓(xùn)練課程的發(fā)展，需緊跟教育變革與科技發(fā)展的趨勢，在實(shí)踐中不斷迭代優(yōu)化。（一）技術(shù)賦能：AI與數(shù)字化工具的深度融合未來可探索“AI輔助實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”，如利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法分析學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提供“變量優(yōu)化建議”“誤差原因分析”；開發(fā)“虛擬實(shí)驗(yàn)導(dǎo)師”，通過自然語言處理技術(shù)解答學(xué)生的實(shí)驗(yàn)疑問，提供個(gè)性化指導(dǎo)。同時(shí)，結(jié)合元宇宙技術(shù)，構(gòu)建“虛擬科學(xué)實(shí)驗(yàn)室”，讓學(xué)生在沉浸式場景中開展高危、高成本實(shí)驗(yàn)（如“核反應(yīng)模擬”“深海探測”），拓展實(shí)驗(yàn)的廣度與深度。（二）校際協(xié)作：區(qū)域化課程資源的共建共享打破校際壁壘，建立“科學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新課程聯(lián)盟”，通過線上平臺共享優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)案例、數(shù)字化資源、教師培訓(xùn)課程；開展跨校“實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新挑戰(zhàn)賽”，如“未來城市設(shè)計(jì)”“火星基地建設(shè)”等主題項(xiàng)目，促進(jìn)校際間的思維碰撞與資源互補(bǔ)，擴(kuò)大課程的輻射范圍。（三）社會聯(lián)結(jié)：科學(xué)教育與社會需求的同頻共振課程需更緊密地對接社會發(fā)展需求，如圍繞“碳中和”“人工智能倫理”“生物多樣性保護(hù)”等熱點(diǎn)問題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生在解決真實(shí)社會問題的過程中，培養(yǎng)家國情懷與社會責(zé)任感。同時(shí)，鼓勵(lì)企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)參與課程開發(fā)，如與新能源企業(yè)合作開展“太陽能利用效率優(yōu)化”實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生接觸前沿科技，提升創(chuàng)新的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。實(shí)踐反思：課程實(shí)施的挑戰(zhàn)與突破當(dāng)前，科學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新訓(xùn)練課程的實(shí)施仍面臨資源不足“評價(jià)困難”“教師能力待提升”等挑戰(zhàn)。未來需通過“政策支持（如專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)投入）”“評價(jià)改革（