方案背景
科学教育是提升全民科学素质、建设创新型国家的基础。小学科学教育对从小激发和保护孩子的好奇心和求知欲，培养学生的科学精神和实践创新能力具有重要意义。自2017年小学科学课程起始年级调整为一年级。国家系列政策既为小学科学教育提供保障，拓展小学科学教育的空间和路径，同时也为小学科学教育提出了新的挑战。
“推进义务教育阶段的科技教育。完善中小学科学课程体系，研究提出中
小学科学学科素养，更新中小学科技教育内容，加强对探究性学习的指导。”
——《全民科学素质行动计划纲要实施方案》（2016—2020 年）
“……倡导以探究式学习为主的多样化学习方式……突出创设学习环境，为学生提供更多自主选择的学习空间……科学学科与其他学科关系密切，倡导跨学科学习方式。STEM 是一种以项目学习、问题解决为导向的课程组织方式，它将科学、技术、工程、数学有机地融为一体，有利于学生创新能力的培养。科学教师可以尝试运用于自己的教学实践……”
——《义务教育小学科学课程标准》（2017 年）
“……要重视实验教学，努力创设适宜的学习环境，促进学生积极参与、主动探究，引导学生做好每一个实验。教师要加强实践探究过程的指导……培养创新精神和实践能力。”
——教育部关于印发《义务教育小学科学课程标准》的通知（2017 年）
方案简介
小学科学探究室是融合 STEM 教育理念的莱博士系列功能教室在小学科学领域的独特代表。它秉承“开放创新、探究体验、学科融合”的教育理念，以适度融合的PBL项目管理和 STEM教育理念设计的小学科学创新课程为核心，由领先的教育技术和产品（含科学实验箱、小学科学教育云中心等）构成的小学科学教育整体解决方案。该方案以《小学科学课程标准》为依据，以涵盖四大领域、匹配不同版本教材的科学实验箱为支撑，依托设计独具特色的科学创新课程，创设适合实践探究的科学教育环境、帮助学生了解与认知水平相适应的科学知识，体验科学探究的基本过程，进一步发展学生的科学探究能力，并在此过程中，使学生的学习能力、思维能力、实践能力和创新能力等得以综合发展，并适度推动学生运用跨学科知识进行创新与实践，提升综合解决问题的能力，从而达到多维度、多层次地培养学生的科学素养。
方案特点
1.提供多层次科学教育，满足学校个性化需求
该方案既着眼现阶段学校科学教育的基础需求，匹配主流教材版本，辅助日常科学课的实施，又在此基础上提供创新型科学教育的需求，对标《小学科学课程标准》，从实验器材到课程配套，全方位满足学校关于科学教育的提升需求。学校可根据自身特色及科学教育的发展重点及方向，选择具有个性化需求的课程及器材组合。
2.课程引领技术融合，有效支撑科学创新教育
以美国科学教育 STEM课程设计理念为基础，引入项目管理流程和思维导图的科学创新课程是实施科学创新教育的核心。模块化课程既相互依存，又自成体系。整个课程体系以课程标准涉及到的四大领域知识为基础，又融合了语文、物理、艺术（音乐、美术）、建筑、金融等多学科相关概念和知识，培养学生动手操作、解决问题、语言表达、数据分析等能力，培养科学思维，初步感知跨学科解决问题的整体观。配套课程的信息技术完全融入课程设计，体现学科特色和跨学科应用特点。
3.国际领先的实验吊装系统，实现教室功能分区多样化
依据《小学科学课程标准》，深度分析国内主流教材版本，科学性的引入国际领先的专业化学科吊装系统，实现水、电、气、风的集成化控制和管理，满足科学教学的日常所需，拓展科学实验的宽度和深度，并体现教室功能的多样化分区，实现探究、学习、讨论、实验在同一空间实现。
4.个性化科学教育私有云，提供校园版和教育局版
以辅助科学教育为基础，同时兼顾科学教师发展、校本课程建设需求，以云计算为架构实现学校科学教育资源信息集中管理。在继承私有云封闭特性的同时，兼顾资源横向共建共享，实现科学教育资源的有效整合。平台本身既可以作为单独的科学教育信息系统，也可以作为学校现有教育网的有力补充。
方案构成
1.吊装系统
一切自然科学都来源于实践。实验作为科学教育的重要内容和方法，对学生掌握科学知识和研究方法、实验技能以及创新精神的培养，具有重要地位和作用。根据《小学科学课程标准》所涉及的四大领域，学科吊装系统创造性引进德国创新实验室建设及设计理念、集成了常规实验所需要的水、电、气、网络、通风管道等需求，形成模块化的、可吊顶安装的舱体设施、电动摇臂装置以及中央智能控制系统，为科学实验的实施提供安全、便捷的保障。
借助学科吊装系统，还实现了科学教室的多样化功能分区，拓展了实验范围和深度，且满足转身即可实验，提升学生的实验频率和覆盖率。
小学科学实验教学过程中，不仅仅需要各种仪器设备及耗材，还需要实验室具备便宜的水、电、通风等条件。以教科版教材为例，在必要的实验前后洗手的需求之外，有不低于 40%的实验中需要用到水，如物体在水中的沉浮、溶解等；有不少于10%的实验中通风是非常必要的，如小苏打和白醋的变化等。除此之外，很多科学实验的开展过程中需要用到稳定的电源。因此，集成了水、电、风的吊装设备在科学实验室中是很有必要的，将为师生的科学实验带来更多的便利。
2.基础配置
包括教师演示台，学生实验台，实验凳，学生桌面水槽，多功能水槽台，实验箱货架。
3.实验箱
(1)基础试验箱
以满足学校基本科学教育需求为目标，匹配教科版、人教版、湘教版、苏教版等相应教材，依据教材年级设置的单元科学课程，配套相应的实验器材和耗材。班级可按组配置， 4-6 人一组，有效支撑常规课堂实验的进行。其中器材可重复使用，耗材可单独重复购买。
(2) 创新实验箱
以国家教育部颁布的《义务教育小学科学课程标准》为蓝本，分为物质科学，生命科学，地球与宇宙，技术与工程四大领域，提供 26 个主题箱体，包括声、光、电、磁、清洁能源、力与机械、生物标本、人体结构、建筑结构等主题，匹配融合了 STEM教学理念、参考了美国《科学素养导航图》的科学创新课程及相应耗材，实现学校科学教育的创新及提升性需求。根据实验涉及的学科宽度和深度，分为14箱体、20箱体、26箱体三种组合方式，学校可根据需求进行自由选择和组合。
4.科学创新课程套装
该创新课程匹配“莱博士创新实验箱“，引入美国《科学素养导航图》和 STEM 课程设计理念，基于课标，又高于课程标准，在涵盖科学知识、科学探究、科学态度的基础上，更注重体现课程的宽度和深度，教师可通过“课程索引图”，清晰了解每个课程里知识内容的覆盖情况，并可通过定向学习或项目设计进行平衡调节，从而避免基础知识的结构性缺失。
整个创新课程分为主题课程和STEM课程。通过 26个科学主题实验箱，在覆盖课程标准的四大领域，12个内容的基础上，课程选题更以学生能够感知的、贴近生活与技术发展趋势的内容为主，通过一定程度的学科交叉，实现知识跨界，更深度地推进学习变革，使学生不因为学科的割裂而片段性地理解世界，而是感受世界是完整的，是相互联系和谐共生的，让学生初步感知跨学科解决问题的整体观，为中学阶段的STEM教育奠定基础。
该课程套装包括课程索引、教学案例、教师手册、学生手册、实验评价五大部分，提供完整的课程实施路径，是学校进行科学教育提升，以及STEM素养培养的有效解决方案。
STEM课程在设计宽度方面，体现通识理解，包括学科发展历史，理解学科核心概念，打通对跨学科概念的理解；在课程设计深度方面，帮助学生理解科学研究的本质的基础上，重点培养学生系统掌握科学的研究方法。
每个主题活动均体现了STEM跨学科概念和核心学科概念，并通过项目学习的方式，不断模仿和重复科学研究和工程设计的标准化实践流程。该课程体系覆盖小学全部阶段，普适易行、循序渐进，是学校引入STEM课程的最佳选择。
5.云中心
科学教育云中心是小学科学教学专属的学科私有云。该系统分为“同步资源、创新课程、课标&教研、校本课程、公开课等栏目，其中“同步资源”匹配国内主流科学教材版本，提供全系列的课件、教学设计资源，满足科学老师日常备课所需；“创新课程”纳入思维导图和项目管理理念，为教师实施创新课程提供课程资源抓手；“期刊中心”提供与科学教育以及科学课有关的期刊杂志全文搜索及下载服务，满足教师发展所需。
科学教育运中心以云计算为架构实现学科资源信息集中管理，融合“ 知识元” 的学科数据处理技术，系统呈现小学科学知识内容。平台本身既可以作为单独的科学学科信息系统，也可以作为学校现有教育网的有力补充。云中心同时接入硬件，整合直播视频处理器，实现对科学研究项目、课程进行过程管理，在继承私有云的封闭特性的同时，兼顾资源横向共建共享，完成科学教育资源的整合。
6.环境搭建
科学探究实验室是典型的学科教室，承载更多的育人功能，以服务于学生学习为宗旨的学习资源和实验器材及设备的配置要求离学生最近，而且保持开放性。科学探究室通过提供适合小学科学教学方式的学科特制桌椅、科普窗帘、开放式的展示柜/架等专业环境搭建，满足小学科学教学和探究活动的开展。
