重庆三峡学院的结构实验室内，大学教授、研究生和几名满脸稚气的中小学生聚在精巧的竹制“广州塔”模型周围，热烈地讨论着。学校土木工程系博士申纪伟手持加载装置，向学生解释：“塔顶需要承受竖向、水平和动力三种荷载，观察结构变形就能判断设计是否合理。”一名高中生拧紧螺丝，一名初中生迅速记录数据，研究生则在一旁指导操作要点，同在一旁观察的小学生眼中跳动着好奇与专注的火花。

    这样“大手牵小手”进行科学实验的场景在重庆三峡学院司空见惯。近三年来，学校在三峡库区开展“大中小学科学教育一体化”建设实践，通过“一体化”“双融合”“四协同”育人模式，探索出一条区域大中小学科学教育贯通发展路径。

    破壁与贯通，重构科学教育生态系统

    依托“大中小学科学教育一体化”联盟，学校向三峡库区中小学开放了13个设备先进、功能齐全的实验室，涵盖物理、化学、生物、工程结构等多个领域。这些实验室不仅为当地中小学生提供了亲身体验科学实验的场所，更打开了他们探索科学世界的大门。

    学校将56个真实科研项目进行“降维处理”，转化为适合中小学生的教学案例。这些案例来源于教师的科研实践，具有科学性和趣味性。以化学实验室课程为例，初中生在这里可以用改性膨润土吸附模拟污染物，通过实验操作和数据记录，了解吸附原理以及环境保护的重要性。他们还自制pH指示剂检测柑橘种植土壤的酸碱度，进而深入分析三峡库区土壤酸化防治方案。这种将科研与教学紧密结合的方式，让学生在实践中提升科学思维和创新能力。

    近三年来，学校累计开展实验课3200课时，课程涵盖多个学科领域。在物理实验课中，学生通过操作光学仪器，探索光的传播规律；在生物实验课上，学生借助显微镜观察细胞的结构和生命活动。课程惠及三峡库区1.8万中小学生，其中农村学生占比从最初的28%提升至65%。

    由于教育资源相对匮乏，农村学校在科学教育方面存在短板。学校通过一系列举措，为农村学生提供了与城市学生同等的科学教育实践机会。学校组织教师深入农村中小学开展科普讲座和实验指导，将先进的科学教育理念和方法带到农村。同时，利用线上教学平台为农村学生提供远程实验教学和辅导，让他们足不出户就能参与有趣的科学实验。一名参与“柑橘土壤酸化防治”课题的学生坦言：“亲手检测pH值、设计改良方案时，我突然理解了科研的价值——它能让家乡的果园重获生机。”

    融合与创新，实践导向的创新能力培养

    在“重庆三峡学院中小学素养教育社会实践基地”，学生可以参与科技创新项目、科学实验探究、科普讲座等活动。

    “原来三峡大坝是这样抵抗水压的！”小学五年级的研学教室里发出了惊叹声。学生正在参与学校开发的“生活中的超级工程”课程。课堂上，教师与学生一起动手，用“一碗水两根管”演示三峡船闸原理，用电磁炉加热蜂蜜模拟岩浆流动，用牙签和橡皮泥搭建水利工程模型，让学生在轻松愉快的氛围中学习科学知识。

    在学校“材料科学实践站”课程实践中，初中生团队利用建筑废渣、废玻璃和红黏土，通过科学配比，研制出抗压强度达18.3兆帕的生态砖。在这个过程中，学生不仅掌握了材料科学的基础知识和实验技能，更将“变废为宝”的绿色理念深深印刻在心中。

    学校注重课程的多样性和针对性，针对不同年龄段学生开发了一系列符合其认知水平和兴趣特点的课程。例如，为小学生设计了“会跳舞的盐”“彩虹牛奶”等简单有趣的实验，让他们感受科学的神奇魅力；为高中生开设了“科技创新与实践”课程，引导学生开展课题研究和科技创新活动，培养他们的科研能力和创新精神。

    协同与辐射，教育合力的价值得以绽放

    政府在科学教育中发挥着重要的引领和支持作用。万州区政府积极搭建“终身学习云平台”，整合了城乡实验室资源，上线了百余个教学案例库。云平台打破地域和时间限制，让偏远山区的学生也能在“云端”触摸前沿科技。学生通过登录云平台，可以观看科学实验视频、学习科普知识、参与在线互动交流。平台还提供了虚拟实验室功能，学生可以在虚拟环境中进行实验操作，提高实验技能。政府还通过政策支持和资金投入，鼓励学校和社会机构参与云平台建设和运营，不断丰富平台的资源和功能。

    学校与众多企业开展广泛而深入的合作。在“5G智慧教室”，学生可以通过虚拟仿真系统远程观察桥梁应力变化、边坡位移变化。这种先进的教学方式，让学生能够直观了解工程结构的力学原理和实际应用，提高他们的学习效果和实践能力。

    走进学校的生物实验室，艾草的清香萦绕鼻尖。一群学生围在实验台前，屏息凝视着技术人员手中的提纯装置。深绿色的艾草提取液经过蒸馏、结晶，最终化为晶莹的精油。“古人用艾草驱蚊，今天我们让它更高效！”技术人员话音刚落，一名男生便将精油滴入蜂蜡，制作成小巧的防蚊香囊。他兴奋地说：“我奶奶用了一辈子艾草，没想到我能制作出‘科学升级版’！”这项实验不仅教会了学生提纯技术，而且点燃了他们对传统中医药的兴趣。活动后，许多学生自发设计出“薄荷驱蚊贴”“陈皮理气胶囊”等创意产品，部分作品被当地药企采纳试产，传统智慧与现代科技在此碰撞出创新的火花。

    在家校共育层面，“居家科学计划”创造了独特的亲子科研场景。家长带领孩子用白醋溶解石膏块（模拟碳酸盐岩），观察溶洞形成过程，记录溶解数据，并与三峡库区喀斯特地貌实景图对比分析，培养孩子的观察能力和数据处理能力；亲子合作用沙土搭建30度斜坡，测试植被（绿豆苗）、挡板（硬纸片）、锚杆（牙签）等防护效果，用面团模拟不同含水率土体，测试承载能力，让孩子直观了解地质灾害的防治原理，增强防灾减灾意识。这些亲子活动让科学教育突破校园围墙，融入日常生活。学校还通过家长培训讲座、线上交流等方式，为家长提供科学教育的指导和支持，形成了家校协同育人的良好氛围。

    目前，学校已与三峡库区12所中小学共建“科学教育共同体”。有赖于学校与中小学通过资源共享、师资交流、课程共建等方式共同推进科学教育，三峡库区中小学的科学素养测评优秀率逐年提升。这表明，学校通过“破壁、融合、协同”实践，为区域大中小科学教育一体化探索出一条可行性路径。

    （作者单位均系重庆三峡学院，本文系重庆市科技智库调研课题“重庆大中小学科学教育一体化建设研究”成果，项目编号：2024KXKT28）