好奇工場(chǎng)：指向兒童科學(xué)素養(yǎng)的場(chǎng)景學(xué)習(xí)

左文飛 莊惠芬

常州市武進(jìn)區(qū)星河實(shí)驗(yàn)小學(xué)分校原名常州市武進(jìn)區(qū)周家巷小學(xué)。學(xué)校曾經(jīng)科學(xué)教學(xué)設(shè)備陳舊簡(jiǎn)陋，科學(xué)教師教學(xué)手段單一，科學(xué)教育處于相對(duì)較低的水平。2017年學(xué)校加入常州市武進(jìn)區(qū)星河實(shí)驗(yàn)小學(xué)教育集團(tuán)。集團(tuán)秉持讓兒童“人人有好奇心、個(gè)個(gè)有創(chuàng)造力”的教育愿景，致力于將科學(xué)教育作為支點(diǎn)撬動(dòng)兒童發(fā)展，于是為分校規(guī)劃了“好奇工場(chǎng)”項(xiàng)目，讓兒童在好奇心最為旺盛的年齡得到優(yōu)質(zhì)的科學(xué)教育?！昂闷婀?chǎng)”按照有利于兒童做學(xué)玩創(chuàng)而設(shè)計(jì)，現(xiàn)已全部建設(shè)完成。學(xué)校結(jié)合兒童年齡特征與關(guān)注熱點(diǎn)，開發(fā)了“100個(gè)科技智能、100個(gè)科學(xué)發(fā)現(xiàn)、100個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)、100個(gè)科學(xué)游戲”系列資源供全集團(tuán)共享。目前，分校已經(jīng)成為江蘇省機(jī)器人示范教育基地、全國(guó)青少年人工智能特色學(xué)校。

兒童在空間固定、結(jié)構(gòu)功能單一的科學(xué)教室中接受傳統(tǒng)的講授式教學(xué)，容易出現(xiàn)好奇心和探索欲得不到激發(fā)，高階性的探究得不到支持，個(gè)性化的學(xué)習(xí)需求得不到滿足，科學(xué)素養(yǎng)與創(chuàng)新思維受到局限的問題。學(xué)習(xí)應(yīng)該是大腦、身體與場(chǎng)景的融入式互動(dòng)，場(chǎng)景本身就是學(xué)習(xí)，為支持科學(xué)學(xué)習(xí)資源的開發(fā)，并為兒童開展深度學(xué)習(xí)、培養(yǎng)兒童的學(xué)科與跨學(xué)科素養(yǎng)提供載體，學(xué)校把場(chǎng)景作為載體，設(shè)計(jì)了整體600多平方米的好奇工場(chǎng)，讓兒童在場(chǎng)景中學(xué)習(xí)。這是一個(gè)以年段序列、科學(xué)主題、探索線索為脈絡(luò)的科學(xué)探究場(chǎng)景空間。好奇工場(chǎng)把場(chǎng)景作為工具，構(gòu)建更為靈活、開放、軟硬件融合的適應(yīng)性科學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)境，以滿足兒童個(gè)性化與跨學(xué)科學(xué)習(xí)的需求。

一、在場(chǎng)景中學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)空間中的好奇線索

科學(xué)素養(yǎng)既包括關(guān)于自然與技術(shù)世界的知識(shí)和觀念、探究自然的方法，也包括改造世界使用工具的能力。場(chǎng)景的設(shè)計(jì)是以兒童的體驗(yàn)感、參與感為線索，以好奇為起始點(diǎn)，促使科學(xué)知識(shí)與兒童認(rèn)知、科學(xué)技能與生活問題解決、科學(xué)思維與場(chǎng)景學(xué)習(xí)方式之間產(chǎn)生連接。新技術(shù)與學(xué)習(xí)場(chǎng)景之間深度融合，會(huì)讓學(xué)習(xí)更容易發(fā)生。好奇工場(chǎng)的教育目的指向興趣的激發(fā)、科學(xué)觀念的形成與進(jìn)階，營(yíng)造真實(shí)情境讓師生合作，以實(shí)踐的方式學(xué)習(xí)，為問題解決而行動(dòng)，引導(dǎo)兒童通過人際互動(dòng)、人與物的互動(dòng)、人與場(chǎng)域的互動(dòng)參與科學(xué)探索。我們?cè)凇昂闷婀?chǎng)”中建構(gòu)了以下四大場(chǎng)景：

“萬物夢(mèng)工廠”區(qū)域以人體科學(xué)、植物科學(xué)、昆蟲科學(xué)為主題，形成兒童對(duì)世界萬物好奇探索的場(chǎng)景，比如：人體科學(xué)通過八個(gè)實(shí)驗(yàn)從內(nèi)而外揭示人體的奧秘；植物科學(xué)通過八個(gè)實(shí)驗(yàn)揭示植物世界的秘密，兒童通過制作植物標(biāo)本、研究植物的向光性和再生長(zhǎng)等實(shí)驗(yàn)，成為小小植物學(xué)家；昆蟲科學(xué)通過八個(gè)實(shí)驗(yàn)揭示昆蟲神秘的世界，包括制作螞蟻農(nóng)場(chǎng)、昆蟲陷阱、研究昆蟲的活動(dòng)等。

“蝌蚪造物間”區(qū)域以水晶科學(xué)、氣泡科學(xué)、氣球科學(xué)為主題，形成兒童對(duì)身邊的事物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、探究與發(fā)現(xiàn)的場(chǎng)景。水晶科學(xué)通過八個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓兒童探索神奇的水晶世界，學(xué)習(xí)培養(yǎng)和制作屬于自己的閃閃發(fā)光的水晶，了解水晶的科學(xué)知識(shí)；氣泡科學(xué)用八個(gè)實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)造氣泡的趣味科學(xué)實(shí)驗(yàn)以揭示奇異的化學(xué)反應(yīng)；氣球科學(xué)通過八個(gè)實(shí)驗(yàn)揭示氣球的力量，兒童可以親手制作氣球?qū)棥鈮|船及氣球火箭炮等，揭示神秘的動(dòng)力學(xué)原理。

“智豆創(chuàng)意鏈”區(qū)域包含機(jī)械科學(xué)、光線科學(xué)、電能科學(xué)、磁力科學(xué)、汽車科學(xué)五個(gè)部分，形成兒童運(yùn)用一定的科學(xué)原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改造、發(fā)現(xiàn)原理的場(chǎng)景。兒童機(jī)械科學(xué)用十二個(gè)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)揭示機(jī)械的力量；光線科學(xué)用十二個(gè)實(shí)驗(yàn)揭示光的神奇魅力；電能科學(xué)用八個(gè)電能裝置實(shí)驗(yàn)揭示電的來源與原理；磁力科學(xué)用十二個(gè)實(shí)驗(yàn)揭示磁鐵的迷人力量；汽車科學(xué)則用八個(gè)實(shí)驗(yàn)揭示汽車運(yùn)行原理，讓兒童了解汽車動(dòng)力原理及安全裝置。

“火星實(shí)驗(yàn)室”區(qū)域包含魔法科學(xué)、太空探索、埃及奇觀三個(gè)部分。魔法科學(xué)通過變色杯子、隱藏的錢幣、神秘圖片卡、超級(jí)旋轉(zhuǎn)和魔法多米諾等十二個(gè)神奇魔術(shù)揭示科學(xué)秘密；太空探索通過制作一個(gè)太陽系行星模型、研究月球火山口、了解各大行星的主要特征等實(shí)驗(yàn)，讓兒童探索宇宙的奧秘；埃及奇觀讓兒童用八個(gè)實(shí)驗(yàn)揭示古埃及人的智慧。

好奇工場(chǎng)注重場(chǎng)景設(shè)計(jì)、空間重構(gòu)，關(guān)注課程融合與重構(gòu)，通過科目群來支撐與構(gòu)建。好奇工場(chǎng)的課程有超過300種主題以及數(shù)百種科學(xué)實(shí)驗(yàn)，全面啟發(fā)兒童的生活科學(xué)知識(shí)，并在寓教于樂的實(shí)驗(yàn)操作中，勾連書本與生活，聯(lián)結(jié)知識(shí)與實(shí)際，啟發(fā)解讀與運(yùn)用，獲取融合與創(chuàng)新，為兒童埋下創(chuàng)新思維的種子。

二、基于場(chǎng)景的學(xué)習(xí)，支持學(xué)程的個(gè)性定制

基于真實(shí)場(chǎng)景的主題設(shè)計(jì)，能夠讓兒童在問題的探究中構(gòu)建自我認(rèn)知。同時(shí)彈性化、泛在性的科學(xué)學(xué)習(xí)場(chǎng)景的設(shè)計(jì)，讓學(xué)習(xí)的方式也走向個(gè)性定制。兒童自我定制學(xué)習(xí)目標(biāo)、選擇場(chǎng)景、預(yù)設(shè)時(shí)間、自創(chuàng)方式，并進(jìn)行自我調(diào)控。

（一）從五類問題探究科學(xué)主題

好奇工場(chǎng)的場(chǎng)景中蘊(yùn)含著豐富的科學(xué)探究主題，這些主題中隱藏著大量問題，這些問題大致分為五個(gè)類型：?jiǎn)我恍缘脑紗栴}，如“多肉的生長(zhǎng)周期是怎樣的？”，學(xué)生可以通過解決問題形成對(duì)世界的基本認(rèn)識(shí)；復(fù)合性的交叉問題，如 “小蝌蚪、小金魚、小烏龜能不能混養(yǎng)？他們需要怎樣的生態(tài)環(huán)境？”，學(xué)生能在解決問題的過程中提升認(rèn)知技能；項(xiàng)目化的驅(qū)動(dòng)問題，如“我們?nèi)绾沃谱饕环萏鞖鈱毜?，讓大家知道天氣和生活之間的聯(lián)系呢？”，學(xué)生可在研究過程中構(gòu)筑理解世界的框架；開放性的綜合問題，如“怎樣的風(fēng)箏飛得高？”，學(xué)生能夠在解決綜合問題的過程中提升能力和素養(yǎng)；專題性的多元問題，如“如何構(gòu)造一個(gè)校園垃圾分類機(jī)器人？”，學(xué)生能夠通過創(chuàng)新型實(shí)踐去解決實(shí)際問題。這五個(gè)類型的問題縱橫交錯(cuò)，形成問題矩陣。

學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題的過程中提升了觀察、發(fā)現(xiàn)、分析、比較、抽象、概括等能力，并將習(xí)得的能力遷移到新的問題解決過程中，從而在日積月累的科學(xué)探究中涵育科學(xué)精神、葆有科學(xué)態(tài)度、形成科學(xué)的價(jià)值判斷，最終提升科學(xué)核心素養(yǎng)。

（二）從三個(gè)維度重構(gòu)學(xué)習(xí)時(shí)空

好奇工場(chǎng)為兒童的科學(xué)學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)場(chǎng)景，讓兒童成為場(chǎng)景學(xué)習(xí)的問題發(fā)現(xiàn)者。好奇工場(chǎng)鏈接場(chǎng)景，讓兒童在場(chǎng)景中被點(diǎn)燃、激活，促使兒童成為科學(xué)的探索者。

第一，空間突破。兒童的科學(xué)學(xué)習(xí)是需要時(shí)空的，好奇工場(chǎng)的建立打破了一般科學(xué)學(xué)習(xí)散點(diǎn)化的弊端，重構(gòu)了基于體驗(yàn)、探究與發(fā)現(xiàn)的科學(xué)探究鏈條，兒童的學(xué)習(xí)置身在場(chǎng)景中，使科學(xué)場(chǎng)景與問題環(huán)境相生相融；將學(xué)習(xí)內(nèi)容嵌入到環(huán)境中，讓兒童的學(xué)習(xí)真實(shí)地發(fā)生。

第二，時(shí)間重組。在好奇工場(chǎng)中，依據(jù)兒童興趣的投入程度與問題的探究連續(xù)性，我們把40分鐘的科學(xué)課變長(zhǎng)，有時(shí)兩節(jié)課連上，有時(shí)把一個(gè)課時(shí)擴(kuò)展到60分鐘。學(xué)習(xí)時(shí)空的拓展使得兒童探究發(fā)現(xiàn)的興趣與科學(xué)精神不斷生長(zhǎng)。在好奇工場(chǎng)里隨處可見“問號(hào)箱”，不斷變滿的“問號(hào)箱”里裝著的是兒童真實(shí)的問題卡，呈現(xiàn)兒童不斷猜想、驗(yàn)證、發(fā)現(xiàn)、質(zhì)疑的過程。

第三，區(qū)間貫通。好奇工場(chǎng)的設(shè)計(jì)是開放的，空間可以重組，主題的探究也可以貫通。我們圍繞問題線索進(jìn)行主題的分解、整合，形成貫通六個(gè)年級(jí)的科學(xué)探究活動(dòng)。這些活動(dòng)與科學(xué)教材中的內(nèi)容融合，輔之以項(xiàng)目化學(xué)習(xí)、學(xué)科聯(lián)動(dòng)以及課題探究等，最終形成好奇工場(chǎng)課程的常態(tài)。

從這三個(gè)維度突破學(xué)習(xí)時(shí)空，能讓兒童獲取更豐富的信息，得到更充沛的時(shí)間，進(jìn)行更廣泛的互動(dòng)，有利于他們進(jìn)行個(gè)性化的探索與表達(dá)。

（三）以兩種路線進(jìn)行逆向?qū)W習(xí)設(shè)計(jì)

好奇工場(chǎng)不僅向全校開放，還向全集團(tuán)以及整個(gè)片區(qū)開放，因此面對(duì)不同的對(duì)象，需要有一種參與體驗(yàn)學(xué)習(xí)的基本路線，也需要有基于專題的實(shí)踐學(xué)習(xí)的基本流程。

第一，普適性的體驗(yàn)路線。兒童走進(jìn)好奇工場(chǎng)，從“獲得護(hù)照—明確目標(biāo)—選擇問題—確定內(nèi)容—選擇材料—嘗試創(chuàng)造—交流互動(dòng)—答疑解惑—改進(jìn)提升—完成成果—評(píng)價(jià)反饋”的活動(dòng)過程中，享受創(chuàng)造的樂趣，完成好奇工場(chǎng)課程學(xué)習(xí)。這一普適性的流程適用于每一個(gè)兒童。

第二，個(gè)性化的學(xué)習(xí)路線。兒童通過“種子課—主干課—果實(shí)課—生長(zhǎng)課”，進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)。種子課是指通過在工場(chǎng)的全方位的體驗(yàn)之后，每個(gè)人提出自己的問題，再經(jīng)過全班匯總形成問題群，建立共同體；主干課是指導(dǎo)師聚焦大家最關(guān)心的問題，通過任務(wù)單、研究框架以及合作組展開研究，形成一系列策略；果實(shí)課是指各個(gè)共同體通過合作探究發(fā)現(xiàn)科學(xué)知識(shí)、規(guī)律和原理、組織全班分享交流形成的成果；生長(zhǎng)課是指借鑒之前的探究經(jīng)驗(yàn)，并進(jìn)入下一輪研究的主題。

好奇工場(chǎng)讓兒童在問題提出、路線確定、同伴選擇、探索推進(jìn)、成果發(fā)布等環(huán)節(jié)都擁有“我的研究我做主”的機(jī)會(huì)和可能。

三、場(chǎng)景即學(xué)習(xí)，指向科學(xué)素養(yǎng)的方式創(chuàng)新

場(chǎng)景的沉浸感、體驗(yàn)感以及參與感，能夠?qū)W(xué)習(xí)中的兒童與兒童、兒童與場(chǎng)景聯(lián)結(jié)起來，體驗(yàn)區(qū)以學(xué)習(xí)科技?xì)v史、體驗(yàn)科學(xué)現(xiàn)象、培養(yǎng)科學(xué)思想與方法為核心，通過項(xiàng)目化、協(xié)同化、定制化以及情境化的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)兒童對(duì)科學(xué)的認(rèn)知、科學(xué)思想和方法、科學(xué)精神和價(jià)值觀。

（一）沉浸探索多元場(chǎng)景，基于課題的情境學(xué)習(xí)

兒童在好奇工場(chǎng)中能夠參與各類課程，每項(xiàng)課程中設(shè)置了不同難度層次的任務(wù)，并配以相應(yīng)的引導(dǎo)。好奇工場(chǎng)配備有各種活動(dòng)材料與任務(wù)資源包，并為每項(xiàng)任務(wù)編制了對(duì)應(yīng)的活動(dòng)指導(dǎo)材料。

基于問題的學(xué)習(xí)活動(dòng)是從問題出發(fā)設(shè)立目標(biāo)并設(shè)計(jì)活動(dòng)步驟，活動(dòng)過程包括選擇創(chuàng)設(shè)問題、進(jìn)行問題可行性分析、構(gòu)建反饋系統(tǒng)。如科學(xué)實(shí)驗(yàn)“車輪為什么是圓的？”來源于“為什么方形輪子不能在平面滾動(dòng)”這一疑惑。在教師的幫助下，兒童發(fā)現(xiàn)這一研究可以利用測(cè)量、計(jì)算、推理等已有技能去解決，于是開始規(guī)劃研究行動(dòng)。

基于任務(wù)的探究活動(dòng)以任務(wù)為導(dǎo)向推進(jìn)探索過程。例如探究飲食和身體健康主題，兒童需要帶著一個(gè)研究任務(wù)到好奇工場(chǎng)中的數(shù)字廚房專區(qū)研究合作完成。兒童根據(jù)所給的任務(wù)，獨(dú)自或以協(xié)作的形式完成任務(wù)，通過“做中學(xué)”，以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，學(xué)以致用。

基于游戲的體驗(yàn)活動(dòng)將場(chǎng)館資源與游戲相結(jié)合，鼓勵(lì)兒童在玩中學(xué)。例如科學(xué)創(chuàng)想中心的宇宙奇觀專區(qū)就是將與兒童生活相距遙遠(yuǎn)的宇宙知識(shí)和兒童最愛的星際游戲整合，兒童可以模擬駕駛星際飛船，在游戲中了解宇宙。

基于虛擬情景的交互學(xué)習(xí)通過輔助設(shè)施，創(chuàng)設(shè)貼近現(xiàn)實(shí)的、自然的、生活的、社會(huì)的模擬情境。兒童通過虛擬工具解決問題，但他們的活動(dòng)體驗(yàn)是真實(shí)的，他們的研究成果是指向現(xiàn)實(shí)的。例如好奇工場(chǎng)的城市規(guī)劃課程，既有靜態(tài)的未來城市呈現(xiàn)教學(xué)，也有真實(shí)的數(shù)字影片動(dòng)態(tài)演繹，幫助兒童構(gòu)建對(duì)于城市規(guī)劃體系的認(rèn)知，規(guī)劃未來城市的虛擬樣態(tài)。

（二）建立可探究問題墻，基于問題的項(xiàng)目學(xué)習(xí)

在好奇工場(chǎng)中采用項(xiàng)目化學(xué)習(xí)是指兒童基于生活需要，經(jīng)過前期調(diào)研、探究與發(fā)現(xiàn)形成驅(qū)動(dòng)性問題，通過團(tuán)隊(duì)合作以及運(yùn)用已有的科學(xué)知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)形成富有創(chuàng)造性的方案與計(jì)劃，最終解決較為復(fù)雜的問題。

項(xiàng)目主題應(yīng)來自兒童的生活，熟悉的內(nèi)容能引發(fā)兒童的共鳴，以身邊事物中發(fā)現(xiàn)的新問題更容易激發(fā)興趣，所以主題的獲取可以以兒童經(jīng)驗(yàn)為源頭。主題可以基于具身經(jīng)驗(yàn)提出，兒童從自身體驗(yàn)出發(fā)找到研究項(xiàng)目，例如泥巴、螞蟻、影子、種子等等；可以基于直接經(jīng)驗(yàn)獲得，例如經(jīng)歷過“燒不破的紙杯”現(xiàn)象的兒童有可能對(duì)紙杯產(chǎn)生一探究竟的愿望；可以來源于間接經(jīng)驗(yàn)，比如“螞蟻的窩到底是什么樣子”這一主題，兒童可以通過觀察螞蟻的行動(dòng)特征提出猜想，再通過飼養(yǎng)一小群螞蟻獲得證據(jù)從而解決問題。

驅(qū)動(dòng)性問題的設(shè)計(jì)要圍繞主題，讓問題的解決過程成為對(duì)主題的認(rèn)知過程。第一種方式是圍繞一個(gè)特定的物品、作品或事件進(jìn)行多角度的發(fā)散性思考。例如以“螞蟻”項(xiàng)目化學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)為例，兒童圍繞主題，根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)，提出自己覺得有意思的問題和讓自己困惑的問題，師生共同梳理這些問題，根據(jù)自身的能力、條件等選擇合適的問題進(jìn)行探究實(shí)踐。第二種方式是將同一主題中有關(guān)聯(lián)的內(nèi)容聚合在一個(gè)問題之下。兒童可以對(duì)圍繞主題的1～2個(gè)核心問題開展探索，從而理解該主題。例如“泥土”這個(gè)主題，既可以研究泥土的種類，也可以研究泥土的形成與變化，還可以研究泥土對(duì)植物的影響。教師設(shè)計(jì)了“如何改變泥土種好紅薯”這一項(xiàng)目，鼓勵(lì)兒童創(chuàng)造性地介入泥土的變化過程，幫助他們?cè)谔骄窟^程中發(fā)現(xiàn)泥土的本質(zhì)屬性和與植物的相互作用。第三種方式是不同主題的交叉融合。我們可以把兩個(gè)或更多主題放在一起審視，找到結(jié)合點(diǎn)。比如“電池”與“植物”的融合，通過“見到很多電池扔在河邊—電池中的電解液有毒性—河中有水葫蘆、金魚藻等水生植物—植物的生存生長(zhǎng)需要適宜的條件”這樣的思考路線，創(chuàng)生研究項(xiàng)目“堿性電池對(duì)水生植物的影響”。

（三）設(shè)計(jì)個(gè)體預(yù)約菜單，基于主題的定制學(xué)習(xí)

好奇工場(chǎng)的課程以任務(wù)單的方式呈現(xiàn)，方便兒童定制學(xué)習(xí)。兒童來到活動(dòng)室，可選出自己感興趣的活動(dòng)內(nèi)容，按照任務(wù)單的提示自主選擇所需的材料進(jìn)行活動(dòng)，在一定的時(shí)間內(nèi)完成。

課程形態(tài)“嫁接式”融合，讓不同學(xué)段的兒童都能定制學(xué)習(xí)。有的兒童專注力不足，就可以用較短的時(shí)間關(guān)注一個(gè)小問題；有的兒童能夠沉下心做研究，就要給足時(shí)間，讓其研究復(fù)雜問題。由此，我們將課程分為三類：第一類是微課程，如“創(chuàng)造有方法”的十二種奇思妙想；第二類是短課程，低年級(jí)主打“我是小問號(hào)”，中年級(jí)關(guān)注“我愛小研究”，高年級(jí)升級(jí)為“我能小發(fā)明”；第三類是長(zhǎng)課程，每周一次開展卓越課程，比如螞蟻研究項(xiàng)目從低年級(jí)的“畫螞蟻”“養(yǎng)螞蟻”，到中年級(jí)的“辨認(rèn)螞蟻”“螞蟻的生活”，再到高年級(jí)的“螞蟻的窩”“螞蟻戰(zhàn)爭(zhēng)”，對(duì)兒童從認(rèn)知、學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)造素養(yǎng)等多方面進(jìn)行長(zhǎng)程培養(yǎng)。

課程主體“選擇性”聯(lián)結(jié)，為不同能力水平的兒童定制學(xué)習(xí)。在好奇工場(chǎng)中，設(shè)置了VIP定制課程，形成真正意義上的定制學(xué)習(xí)。課程尊重學(xué)習(xí)規(guī)律和個(gè)體差異，為兒童提供量身定制的獨(dú)有課程，幫助兒童認(rèn)識(shí)自己、發(fā)展自己。

（四）建立可視化實(shí)驗(yàn)室，基于專題的協(xié)同學(xué)習(xí)

好奇工場(chǎng)建設(shè)了可視化實(shí)驗(yàn)室，對(duì)小學(xué)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行改造，提供精確度更高的測(cè)量工具、多樣的傳感器、豐富的虛擬實(shí)驗(yàn)軟件，讓實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可視化、微小差異顯性化、長(zhǎng)期等待短時(shí)化。提高了實(shí)驗(yàn)的精度和效果，豐富了實(shí)驗(yàn)手段，給予兒童更多的探索體驗(yàn)。在基礎(chǔ)型科學(xué)課程教學(xué)中根據(jù)教學(xué)內(nèi)容及兒童的認(rèn)知規(guī)律開展可視化探究活動(dòng)，為兒童的專題研究提供更有力的證據(jù)支持。

可視化實(shí)驗(yàn)室讓兒童將質(zhì)的研究升級(jí)成量的研究。例如圍繞“距離越遠(yuǎn)，聽到的聲音越小嗎”這一問題，兒童們可以拿著分貝儀分別在距離聲源2米、4米、6米、8米的位置測(cè)量，測(cè)量出準(zhǔn)確的音量數(shù)據(jù)并形成音量變化折線圖，結(jié)果一目了然。利用這一結(jié)果，高年級(jí)的學(xué)生還能嘗試著發(fā)現(xiàn)音量降低與距離之間的數(shù)值關(guān)系。

可視化實(shí)驗(yàn)室為兒童縮短等待的時(shí)長(zhǎng)。例如“連續(xù)三個(gè)月每天吃漢堡、薯?xiàng)l，我們的身體會(huì)發(fā)生什么變化”這個(gè)問題的研究需要較長(zhǎng)時(shí)間的等待，每天的變化也并不明顯，還會(huì)承擔(dān)身體健康受損的風(fēng)險(xiǎn)。因此可以改成虛擬實(shí)驗(yàn)，設(shè)置好每天的飲食種類與數(shù)量，在1秒鐘內(nèi)就能看到人體外形變胖、血液黏稠度增加。

可視化實(shí)驗(yàn)室為兒童提供創(chuàng)新工具的機(jī)會(huì)。例如“運(yùn)動(dòng)后的心跳怎么變”是兒童想要了解的問題。他們選擇合適的傳感器制作運(yùn)動(dòng)手環(huán)，隨后佩戴運(yùn)動(dòng)手環(huán)測(cè)量出運(yùn)動(dòng)前的心率，輕度運(yùn)動(dòng)后的心率，高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后的心率，運(yùn)動(dòng)停止后三分鐘、六分鐘、九分鐘時(shí)的心率，通過閱讀統(tǒng)計(jì)圖除了可以發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)后心率加快，還能發(fā)現(xiàn)不同強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后心率的差異、不同強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)平靜心率所需時(shí)長(zhǎng)的差異等。

在好奇工場(chǎng)這一學(xué)習(xí)場(chǎng)景的建構(gòu)中，教師帶領(lǐng)兒童在問題驅(qū)動(dòng)中探究、發(fā)現(xiàn)、聚合、發(fā)散，兒童在開放性的探究空間中運(yùn)用知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)以及方法，實(shí)現(xiàn)了思維由表及里、由外而內(nèi)、由淺入深地有序推進(jìn)，最終促進(jìn)了科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。