张祖志，男，深圳市南山实验教育集团荔林小学党支部书记、校长。

为响应国家创新驱动发展战略对人才培养的迫切需求，落实教育部《关于加强中小学科技教育的意见》所倡导的“像科学家一样思考、像工程师一样实践”的教育转向，深圳市南山实验教育集团荔林小学系统构建CIS科技教育模型，以好奇心（Curiosity）、想象力（Imagination）与系统化探求（Systematic Inquiry）为内核，引导学生通过观察、思考，主动从真实情境中发现和定义未被充分关注的新问题，并运用跨学科知识系统构想原创解决方案，最终实现创新创造的能力提升，支撑学生完成从“解题者”到“造题者”的深刻转变。该模型通过重构课程体系、革新教学模式、变革评价机制、拓展资源生态等核心路径，致力于锻造学生“发现—构思—创造”的核心素养，为小学科技教育范式的系统性重塑提供可操作的校本化路径。

CIS科技教育模型的形成并非一蹴而就，而是在近二十年的探索中，历经“破局”“融合”“智创”三个逻辑递进的阶段，逐步完成了从理念萌芽到系统建构的完整实践路径生成，实现育人重心从“解题者”向“造题者”的系统性迁移（见表1）。

（一）第一阶段：游戏化启蒙

以“全要素育人”回应“钱学森之问”。通过游戏化科学课程与发明课程，将抽象原理转化为可体验、可操作的游艺化活动，激发学生的好奇心与想象力，实现“人人愿提问、人人爱体验”，完成科学素养的“土壤活化”。

（二）第二阶段：跨学科融合

转向“全场景育人”，创新开展“问题立方体+STEM”教育、创客教育及科技体育节、大地艺术节、自然科技节等，打破学科与课堂边界。引导学生在真实或模拟场景中开展合科教学与跨学科探究，将兴趣转化为持续实践的内驱力，达成“人人敢猜想、人人在研究”。

（三）第三阶段：智能化创生

立足教育、科技、人才一体化，构建“大成智慧”课程体系及“小小科学家”评价系统。通过原创问题设计大赛等载体，支持学生在智能化环境中完成从发现问题到系统求解的全过程，形成“人人能实践、人人善智创”的育人生态。

CIS科技教育模式将好奇心置于逻辑起点，视想象力为关键转化引擎，以系统化探求作为实现路径，共同构成“激发—转化—升华”的递进闭环，系统性锻造学生的“造题”能力，驱动教育目标从表层知识传递，转向深层创新心智的培育。

其创新性在于三重核心突破：一是起点重构，教学中心从传授既定知识，转向珍视并激发学生源自真实情境的提问，使学习成为由内而外的主动探索。如以问题为导向自编“游戏中学科学”体验活动课程，营造“人人愿提问”的氛围，将好奇心转化为“造题”的“源头活水”。二是过程再造，通过流程化设计，系统引导学生将大胆的想象与猜想，转化为结构清晰、可供探究的原创方案。如借助大地艺术节及“问题立方体”设计等项目，引导学生将猜想落地为研究框架，形成“人人敢猜想”的安全环境，完成从想象到方案的关键转变。三是生态构建，强调探究活动必须嵌入复杂、真实的跨学科情境，让学生在应对完整性挑战的过程中，实现学习闭环的持续迭代与自主生长。如通过实施科学“每周半天实践计划”及“AI智创三分钟”等活动，支持学生在智能化环境中完成从发现问题、验证方案到创造产出的全过程，形成“人人善智创”的生态，最终实现“造题”能力的完整生成与输出。

因此，CIS模型是对育人范式的革新，它通过上述系统性设计，将内隐的“造题”心智外化为可培养、可观测的核心素养，最终推动育人内核实现从“知识本位”向“素养生成”的深刻转向。其运行机制主要通过四大路径实现。

（一）课程重构：以“大成智慧”引领科技融合

为将CIS育人内核转化为可操作的课程实践，学校以钱学森“大成智慧学”为指引，构建了“三级贯通、双轨融合”的课程体系，对CIS理念进行系统承接与结构化落地。

三级体系贯通能力进阶路径：课程依循“基础—融合—应用”的逻辑纵深展开，与CIS的“激发—转化—升华”相呼应。基础层聚焦核心概念，通过模块化专题激发并夯实好奇心所需的知识网络；融合层以跨学科项目驱动整合，为想象力提供结构化的问题场域，实现从猜想到方案的转化；应用层则通过联动社会的长周期实践，为系统化探求提供完整闭环，实现能力的升华与输出。

性智与量智双轨滋养心智模型：课程设置“性智”与“量智”双轨，深度滋养CIS各环节。性智课程（如艺术装置、原创绘本、自然笔记）着重激发直觉、共情与审美，为好奇心与想象力注入人文温度；量智课程（如科技模型设计、AI编程、3D设计、智造工程、数学建模等）则锤炼逻辑分析、科学建模与实证能力，为想象与探求提供理性框架与方法工具箱。双轨在项目实践中深度融合，共同塑造学生理性与感性共鸣的完整心智。

（二）范式革新：以数智驱动创生学习路径

学校主要通过“课堂激活提问”与“平台赋能探究”的双轮驱动，构建起以学生好奇与探究为核心的新学习生态。

一是课堂激活，以问促学。学校以“智创好问题”评选为牵引，系统引导学生从解答良构问题转向发现并定义源自真实生活的劣构问题。目前已连续举办三届“问题立方体”设计比赛，累计收到学生原创问题超五千多个，每年评选“年度十大原创好问题”。如植物“树冠羞避”利用什么方式传递信息？全球气温升高对海龟性别比例有何影响？人工智能是否会促进人类进化？如何让现代建筑“反哺自然”？这些问题源于真实观察，充满想象力。学校还与青少年成长学院联动，通过“揭榜挂帅”机制，邀请教授专家领衔指导，对优秀项目进行深度孵化。这一过程有效鼓励学生大胆猜想、批判重构，实质推动了学习从被动“解题”向主动“造题”的深刻转变。

二是平台支撑，数智赋能。 为支持学生的系统化探索，学校构建了基于AI大模型的“超学科学习平台”。该平台作为核心数智中枢，能依据学生个性化学情动态生成学习路径、精准推送资源。学生可借助平台配置AI智能体，扮演“虚拟科学家”辅助探究；亦可在虚拟仿真环境中与AI协同建模、快速验证迭代。这为学生运用数字化工具开展更开放、更复杂的项目化学习提供了强大支撑，使其在解决真实劣构问题的实践中，系统性锤炼创新与问题解决能力。

（三）评价重塑：以生态位理论绘制科学素养光谱

为匹配“解题”到“造题”的范式变革，评价体系从“甄别筛选”转向“诊断发展”。引入生态位理论，尊重学生个性化路径，构建描绘素养光谱的评价系统。

学校建立三维循证述评体系，围绕“科学思维与实践”“科技创新与应用”“科学精神与担当”三大维度细化指标，通过情境化任务采集过程数据，精准诊断学生在“好奇心→想象力→系统化探求”链条上的发展状态，并生成可视化的科技素养生态位图谱，显性化个体优势与成长方向，实现从碎片化评价到系统性观测的转变。

基于图谱诊断，对突出潜质学生实施“诺贝尔·星计划”。依托青少年成长学院（如创新学院、理工学院、人工智能学院、海洋学院），动态匹配个性化进阶方案，贯通高校与科研机构资源，提供项目研究及双导师制等深度支持。该计划构建“早期识别—生态位适配—贯通培育”全链条机制。

（四）组织协同：以开放共同体迭代师资赋能

CIS科技教育模型的落地关键在于教师角色的深刻重塑。为破解师资瓶颈，学校构建了动态开放的“师资赋能共同体”，通过“高、扩、融”策略系统提升教师引领学生“造题”的能力。

以“高”筑牢专业根基：严格教师准入，确保100%拥有优质理工科背景，超半数具备硕士以上学位。优先录用有真实科研经历、具备强烈好奇心的教师，并引入高校及企业专家担任“跨学科实践导师”，共同指导学生完成从创意到实物的工程实践。

以“扩”汇聚协同合力：通过机制创新激活多元主体。设立由企业高级工程师担任的专职科技副校长；建立“科技教育专家库”，吸纳南方科技大学教授、中国科学院研究员等10余位科学家；组建由博士、企业骨干构成的“科技辅导员”队伍，如矽递科技工程师每月指导创客课程。通过“专职+兼职+志愿”模式，师资团队从6人扩展至50余人，形成“校地企”共育格局

以“融”激活学科潜能：推动所有教师“跨界生长”。开发“科学+项目学习”等融合课程，如数学教师指导数据分析、美术教师带领AI绘画创作。通过“超学科学习”平台提供AI备课支持，并将科学教育参与度纳入考核，设立“融合教学创新奖”。

通过构建“高标准准入—多渠道协同—跨学科融合”的赋能闭环，学校将教师重塑为学生好奇心的呵护者、想象力的激发者与系统化探求的协作者。

经过近二十年的系统探索，CIS科技教育模型在实践应用中取得了显著成效，并引发了深刻的教育反思。实施效果主要体现在三个方面。

在学生素养层面，实现了从“解题”到“造题”的质性飞跃。学生已成为主动的问题发现者，年均评出原创性科学好问题200多个，在各级创新大赛中表现突出，累计孵化青少年科技发明100余项、国家专利30余项，70余名学生荣获“中国少年科学院小院士”称号，印证了“发现—构思—创造”核心能力的有效构建。

在教师发展层面，形成了支持范式转型的专业共同体。教师角色从知识传授者转型为好奇心呵护者与创新实践协作者，近三年开发跨学科课例80余个。

在生态构建层面，形成了开放协同的教育新样态。学校与高校、科研院所、企业等十余家机构构建了“学校—社会—产业”联动网络。“数智中枢”的建成使个性化、创生式学习成为常态，相关模式已产生广泛辐射。

实践也揭示出须持续突破的挑战，具体体现在以下方面。

一是教师能力面临系统性升级压力。许多教师对AI工具的应用尚处于浅层，缺乏将技术深度融合于跨学科项目设计的能力；在引导学生进行开放性探究、应对“劣构问题”时，其自身的知识结构与协作指导方法也亟待更新。

二是校地企合作多停留在短期项目层面，尚未形成稳定的制度性安排。合作依赖个人联系与临时议题，资源导入缺乏系统规划，未能有效转化为可持续的课程体系或共建平台，影响了教育资源供给的深度与连贯性。

三是在人机协同教学中，伦理边界问题日益凸显。这具体包括：学生数据隐私如何保护，AI生成内容的准确性与偏见如何审核，以及在探究过程中，师生与AI的责任边界如何界定，避免技术依赖削弱人的主体性思考。

此外，还有两个需要关注的现象，一是科学教育面临观念功利化倾向，其价值定位在社会认知中仍存在偏差，常被弱化为“副科”。校内调查显示，仅有17.8%的学生希望未来从事科学相关职业，反映出科学精神培育的长效机制尚未形成。二是科学素养的目标与现行考评体系存在冲突，在以学业成绩为主导的评价方式下，注重过程探究和思维发展的素养目标，在实践中遭遇系统性挤压，这制约了创新教育的纵深发展。所以，未来应持续深化构建教师专业发展的精准支持体系，推动区域科技教育资源联盟的机制化建设，加强技术应用的伦理规范与实践研究，并积极探索科学素养评价与主流评价体系的融合路径。

CIS科技教育模型的实践验证了在小学阶段系统培育创新心智的可行性。其价值不仅在于已取得的成果，更在于为回答“教育如何应对未来”这一时代命题，提供了直面现实困境、寻求系统性变革的范式参考与探索空间。