连续4年，北京市中小学生科学建议奖总有一个一等奖花落怀柔，这在北京10个郊区中绝无仅有。今年，在教育部白名单赛事“地球小博士”全国地理科普知识大赛中，怀柔区中小学生拿到了66个一等奖。怀柔中小学科学教育在京郊迅速崛起。
规划面积约100平方公里的北京怀柔综合性国家科学中心(以下简称“怀柔科学城”)，其中近70平方公里在怀柔。“如何穿越校园与科研院所的围墙，将国家一流的科研资源转变为中小学开展科学教育的优质资源，成为这几年怀柔区教委立足区域实际，实现教育高质量发展的着力点。”怀柔区教委主任徐志芳说，“不只是把科学家请进校园，让师生走进实验室，我们希望创设一种长效机制，让师生在科学家身边进行研究性学习，在实践中理解科学研究，在研究中感悟科学精神。”
聘请科学家入校园
在怀柔一中生命科学园的温室里种植着一片太空樱桃和太空番茄。“别看我们只是一个中学的科学园，这样的太空种子每年都有。”看着培养基土里刚刚发出的嫩芽，怀柔一中科技教师宋旭自豪地说。
从2018年起，怀柔区教委与区内中科院9个研究所、中国科学院大学以及高新技术企业联系，聘请科学家到全区34所中小学担任科技副校长。教委出项目经费、出支持政策，鼓励科学家到中小学开展科学教育。怀柔一中的太空种子，正是科技副校长给学校带来的研究资源。
“教委为项目确定了‘六个为主’的方针，”怀柔区教委体美科科长于恒说，“即教委主导、学校主责、学生主体、家长主动、科技副校长主讲、社会资源主阵地。”怀柔区教委在中科院相关部门的协助下，建立了区内科技专家库，对聘请的科技副校长实行分期聘请、动态调整。教委每年设立专项，每所学校投入专项资金用于打造学校科技教育特色。
宋旭说，怀柔一中坚持科普面向全体，科研面向兴趣。所有学生都可以参加科学讲座、科技研学，而有科研兴趣和能力的学生，还能在科技副校长的带领下做课题研究，由科学家帮助学生确定研究方向、把控研究进程，并指导学生发表研究小论文。
近5年来，在不同科研背景的科学家的参与下，喇叭沟门小学的天文科学研究、怀柔一中的生命科学、怀柔一小的计算机科学研究等一批中小学特色科学教育项目陆续在校园生根发芽。
常态化的科学家进校，大大拉近了学生与科研一线的距离。在杨宋中学的科技节上，来自中科院各个研究所的科研成果让学生们不时发出惊呼;在怀柔一小的科学讲座上，学生们听到了计算机领域的密码研究故事。“我们相信，科学研究的种子，就在这一次次与科学家的近距离接触中，种了下去。”于恒说。
巧用资源发展科学教育
“怀柔区教委统筹中科院在怀研究所、中国科学院大学、在怀高新技术企业等科研资源，打造了覆盖全区的研学课程。从今年3月起，更多怀柔的中小学生可以走进实验室、科普园参观学习、实践交流。”怀柔区教委副主任乔玉波说，“未来，在中科院的支持下，怀柔学生的科技研学线路还将扩大至全国范围。”
随着怀柔科学城的建设与发展，丰富的科研资源正在不断向怀柔聚集。在乔玉波看来，这正是怀柔开展中小学科学教育日益增长的底气。“以前学生想要参与科研实验，得去北京市里借用其他学校的实验室。天不亮就出发，回来时天已经全黑了。”他说，“现在体制打通了，身边国家一流的科研院所就是孩子们家门口的实验室。”
充分利用怀柔科学城优质资源，怀柔区教委自主研发了《怀柔科技》科普读本，下发到每个怀柔学生手中，作为了解怀柔科学城的必备“指南”。怀柔区教委已制定规划，深化科教融合，持续将院所科学课程、实验设施资源引向校园，让怀柔的中小学生有越来越多与科学教育“亲密接触”的机会。
宝山镇中心小学的科技副校长刘凤山是中国科学院国家天文台研究员，他将“天宫课堂”带进校园，坚持为学生们做航天科普。国家天文台研究员、“中国天眼”FAST总工程师姜鹏今年被续聘为怀柔五中的科技副校长，他在上课时带来了小型射电望远镜设备，给学生讲述射电波的接收原理，让学生对天文观测产生了浓厚兴趣。
科技副校长为各所学校带来的不仅是科普讲座与实验设备，还有自己的科研团队资源，他们为学校的科学课程体系建设及发展规划集思广益，在校园里营造出浓厚的科学教育氛围。
“怀柔一小的科技副校长罗铁坚，是中国科学院大学计算机科学与技术学院的教授，他带领自己的研究团队专门给怀柔一小设计了密码学课程，这套课程从最古老的密码讲到数字密码，深受学生欢迎，也拓宽了教师的教学思路。”于恒说。
传承科学家精神
科技副校长每3年一个聘任周期，今年已是第二个任期。像姜鹏这样主动续聘的科学家不在少数。这群科学家平日科研工作繁重，但仍愿意抽出大量时间、精力走进校园、贴近学生。在乔玉波看来，这缘于这群科学家的内驱力——他们心中始终有一股传递科学家精神的教育热情。
“当科学家在台上讲解天文观测知识、介绍‘太空种子’、讲述老一辈科学家的奋斗故事时，台下的学生听得眼神发亮。”乔玉波说道。
随着科学教育的发展，受益于科学精神滋养的学生越来越多。宋旭回忆道，他的一名学生在怀柔一中就读时接触并爱上科研，如今已在香港理工大学攻读博士学位，并将科研工作作为自己的理想事业。
北房镇中心小学的科学教育今年也收到喜讯：编程社团的4名学生共同设计的“智慧书桌”获得了国家专利。作为该项目的指导教师，北房镇中心小学科学教师刘煜表示，学生从中收获的不仅是专利与奖项，更宝贵的是提升了科学探究能力。
“智慧书桌”是一项学生为解决课桌椅高度调节不便而产生的发明创造。在制作过程中，4名学生不仅要设计、编写语音交互程序，还要面临一个个接踵而至的实际问题。比如，从网上购买的电机能否精准调节高度，零部件之间会否出现连接故障等。在解决问题的真实场景中，学生的深度学习能力与自主探究能力不断提升。
“在‘智慧书桌’的制作过程中产生的接二连三的问题，让学生们发现很多知识是书本里没有的，可能老师也不会，这就需要老师与学生一起探索学习。”刘煜接着说道，“其实随着学生不断长大，他们以后也会碰到形形色色的问题，并不是每个问题都有现成答案，他们需要学会探究，学会自主找到解决问题的方法。这种探究精神对于学生的成长是非常重要的。”
在刘煜看来，每一个孩子都应受到科学探究精神的滋养。曾有一名“问题学生”，学习成绩表现一般，常与同学起冲突，始终融不进班集体。但刘煜经过观察发现，这名学生对编程颇感兴趣，于是刘煜抓住机会鼓励他学习编程知识，借此帮助他养成良好的学习习惯。这名学生进步很快，还发明制作了一个收作业本的小程序，方便教师通过扫描作业本上的二维码快速查清作业本是否收齐。这项发明在班级应用后广受好评，也帮助他自然而然融入集体。后来他继续研究，设计的创客作品成功入围全国比赛，这让他备受鼓舞，整个人的精神面貌焕然一新。如今这名学生已毕业升入初中，但一直与刘煜保持联系。“他始终坚持编程这项爱好，坚持发明创造。”学生的变化，让刘煜这位当初的引路人深感欣慰，也让他体会到作为一名科学教师的价值所在。