数字赋能探宇宙，五育融合育新人

摘要：小学科学《宇宙》单元教学面临概念抽象难感知、实践探究难开展、学生差异难兼顾的现实困境，制约了“立德树人” 根本任务的落地。本文以绵阳市塘汛小学为研究对象，立足科学教育改革需求，创新构建 “具身体验 — 协作探究 — 个性内化 — 协同拓展” 四阶育人模式，通过数字化技术赋能、跨学科融合、多元评价保障等路径，实现知识传授与素养培育的有机统一。实践表明，该模式有效提升了学生的科学学业水平、探究能力与综合素养，破解了传统教学“重知轻育” 的局限，为小学抽象学科教学中落实五育融合提供了可复制、可推广的实践范式。

关键词：小学科学；数字化教学；五育融合；育人模式；《宇宙》单元

一、构建四阶模式，系统破解育人难题

（一）具身体验，在沉浸感知中培育科学精神

科学教育肩负传授知识与培育科学精神的双重使命。依托具身认知理论，借助数字化技术构建沉浸式学习环境，将抽象宇宙概念转化为可感知、可操作的体验，助力学生在实践中建构知识、发展探究能力。在《日食》专题教学中，开展了为期两周的“小小天文学家”小组探究活动，引导学生借助专业天文软件计算不同区域日食可见情况，重点分析绵阳本地观测条件，强化知识与生活的关联。学生完整经历“提出假设—设计方案—收集数据—分析结果—形成结论”的探究流程，通过精确计算预测家乡日食类型，切实掌握核心知识并体会科学方法的力量。实践反馈显示，92%的学生能准确解释日月食成因，85%的学生认可自主验证规律带来的深刻体验。同时，我们融入科学史教育，介绍古代天文学家的成果，引导学生探讨科学探索历程与科学家品质，培育其持之以恒、追求真理的科学精神，为后续协作探究筑牢知识与思维根基。

（二）协作探究，在实践建模中培养健全人格

为培养学生团队协作能力与社会责任感，开展“宇宙探索家”主题式学习活动，以结构化小组合作为载体，让学生在解决真实问题中锤炼合作意识、责任担当，塑造健全人格。活动以4人小组为单位，完成太阳系模型制作与数据收集任务，小组内设置项目经理、数据记录员、模型制作员、汇报员等角色并定期轮换，保障每位学生全面参与、综合发展。模型制作环节中，学生需在操场按1:50亿比例尺精确测算、布置行星位置，既运用数学知识完成比例计算，又借助测量工具实操定位，有效提升跨学科应用与实践操作能力。项目采用多元评价模式，通过成果展示与过程反思综合评定。评估数据显示，78%的学生团队协作能力显著进步，91%的学生表示学会倾听尊重他人意见。学生在反思中真切感悟到有效沟通的方法与团队合作的力量，彰显立德树人目标的实现成效。此次活动同步提升了学生科学操作、团队协作与问题解决能力，也为教师精准掌握学生个体差异、开展后续个性化教学提供了可靠依据。

（三）个性内化，在因材施教中促进全面发展

依托多元智能理论和最近发展区理论，建立“成长档案”制度，以个性化教学策略关注学生独特发展路径，实现因材施教，同时构建“课前诊断性评价—课中形成性评价—课后总结性评价”三阶评估机制，精准把握学生发展状况，评估显示班级学生空间认知能力差异显著，25%能力较强、45%处于中等水平、30%存在明显困难。针对此情况，实施差异化支持策略，为空间认知薄弱学生提供3D模型、AR技术支持以构建直观认知，为理论能力较强学生设计深度探究任务拓展思维，为实践能力突出学生设立技术指导岗位发挥优势；教师通过定期个别交流、学习日志分析掌握学生需求，电子成长档案详细记录学习轨迹与进步，对学习困难学生采用阶梯式任务设计，从星座故事等兴趣点切入逐步推进难度。案例显示，学生可独立完成天文现象解释，科学自我效能感显著提升，跟踪数据表明，学习困难组科学兴趣指数从2.3（5分制）升至4.1，班级科学学习满意度达98%，学生学习焦虑显著降低，全面促进了全体学生发展。

（四）协同拓展，在延伸实践中厚植家国情怀

打破课堂边界，构建“学校—家庭—社会”协同育人机制，通过拓展学习场域、整合社会资源，让学生在广阔空间中成长，着力培养其民族自豪感、社会责任感与科学探究精神。我们开展“航天精神传承”主题教育活动，组织学生参观科技馆、聆听航天专家讲座，深入了解中国航天事业发展历程；“我的航天梦”主题班会上，学生分享感悟，坦言航天员坚持不懈的精神值得学习，为中国航天成就倍感自豪，真挚发言彰显其正确价值观与人生观的逐步形成。家校合作中，我们推出“家庭观星夜”实践活动，提供专业观测指南与记录工具包，共收集287份有效观测记录，45份获评优秀作品，家长反馈活动既增进亲子关系，又培养了学生的科学兴趣与坚持观察的习惯。同时，与科技馆、天文协会建立合作，组织专业天文观测实践，让学习超越课堂、融入生活，实现知行合一。此次实践以学生现有探究与协作能力为基础，厚植家国情怀，将校内育人成果延伸至家校社，形成完整育人闭环。

二、凸显创新亮点，彰显育人实践成效

（一）育人路径创新，破解五育融合难题

创新构建的“具身体验—协作探究—个性内化—协同拓展”四阶育人路径，突破了传统教学中“五育”机械叠加的困境，实现了知识传授（智育）、科学精神（德育）、协作实践（劳育）、宇宙审美（美育）、身心共健（体育）在解决真实问题中的有机融合和自然渗透。这一路径逻辑清晰、操作性强，为在学科教学中系统落实“立德树人”根本任务提供了可复制、可推广的实施范式。

（二）教学模式创新，实现技术育人融合

通过“虚拟—实景”融合的项目化学习，将数字化工具无痕嵌入育人全过程，打破了技术应用与育人目标“两张皮”的困境。学生在主动探究、协作论证中像科学家一样思考实践，不仅发展了科学思维和创新能力，更在真实情境中培养了严谨求实的科学态度和社会责任感，实现了从“知识传递”到“素养生成”的根本转变。

（三）评价机制创新，推动育人为本改革

创新运用数字化手段，将学习评价从单一的分数判断转变为贯穿过程的“数据画像”，通过多维度学情诊断实现精准教学干预。这一评价机制让教师能够清晰洞察每个学生的思维过程和成长需求，使因材施教和面向全体的教育公平真正落地，实现了从“评价分数”到“评价人”、从“育分”到“育人”的评价理念转变。

（四）实践成效显著，实现多维全面提升

学业质量与科学兴趣双攀升：单元测试平均正确率从63.5%提升至89.2%，课后探究作业提交率由35%跃升至92%，学生主动学习的积极性显著增强；科学思维与探究能力双强化：超88%的学生能清晰阐释抽象概念并用模型推演，82%的学生能提出合理假设并通过实践验证，科学探究的核心能力得到有效培养；五育融合与个体发展双落实：学生的团队协作、空间思维、审美能力等全面提升，科学课程满意度达98%，实现了个性化发展与全面发展的有机统一；家国情怀显著增强：通过航天主题教育等活动，95%的学生表示“为中国航天成就感到自豪”，民族自豪感和社会责任感不断提升。

三、总结推广价值，筑牢长远发展根基

（一）推广应用价值，提供可复制经验

模式可迁移性强：该模式有效破解了理科抽象概念教学的共性难题，其核心思路和实施路径不仅适用于小学科学各单元教学，还可迁移至中小学多个学科，为抽象知识教学提供了新的思路；资源可复制性高：模式依托的虚拟仿真软件、天文观测工具等数字化资源，成本较低、获取便捷，适合不同办学条件的学校推广应用，尤其能为资源相对匮乏的学校提供可行方案；育人导向示范性好：该模式聚焦“五育融合”和“立德树人”，清晰回答了“如何在学科教学中培育核心素养”的关键问题，避免了技术与育人“两张皮”的现象，为广大学校提供了可操作的实践样本。

（二）风险应对策略，保障改革稳步推进

针对实践中可能面临的教师能力不足、数字化基础差异、数据安全等风险，制定了相应的应对策略：通过“校本研修共同体”和专题培训，提升教师的数字化教学能力和跨学科设计能力；采用“混合式实施”方案，根据学校数字化基础条件灵活调整活动形式，确保不同学校都能有效开展教学；严格遵守相关法律法规，对学生学习数据进行匿名化处理，在收集和使用数据前充分征求家长同意，确保数据安全。

教育之路漫漫，育人之心灼灼。通过《宇宙》单元教学改革为切入点，通过数字化赋能与育人模式创新，实现了知识传授与素养培育的协同发展。未来，需要继续坚守教育初心，深化五育融合实践，不断优化育人模式，让每个学生都能在科学探索中成长，在素养培育中进步，为培养德智体美劳全面发展的时代新人贡献更大力量！