推進(jìn)小學(xué)科學(xué)長周期探究實踐項目開展的教研策略

◎ 王 稚

從2006年第一屆長周期探究活動評比到2022年第九屆長周期探究優(yōu)秀項目的展示，上海市小學(xué)自然（科學(xué)）課程長周期探究實踐項目學(xué)習(xí)歷經(jīng)了16年。這16年間，各學(xué)校和教師對于長周期探究的認(rèn)識和開展的步伐不一。以往長周期探究實踐項目開展，存在隨意化、缺少整體設(shè)計、缺乏深入思考和過程性指導(dǎo)較弱等普遍性問題。針對這些問題，筆者將整體推進(jìn)長周期探究實踐項目作為學(xué)科核心素養(yǎng)培育的一項重點工作，通過多年的學(xué)習(xí)與實踐，加深了對長周期探究實踐項目的價值認(rèn)識并形成了相關(guān)的推進(jìn)策略。

一、長周期探究實踐項目透視

（一）長周期探究實踐項目的概念界定

長周期探究實踐項目是持續(xù)較長時間（研究時間在2—4周或以上）的學(xué)生探究實踐活動，核心內(nèi)容依據(jù)《上海市小學(xué)自然課程標(biāo)準(zhǔn)（試行稿）》《上海市小學(xué)自然學(xué)科教學(xué)基本要求（試驗本）》，是小學(xué)自然（科學(xué)）課程改革過程中，倡導(dǎo)的學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)學(xué)科的重要途徑和方式之一，可以為學(xué)生提供較為充分的探究實踐時空，引導(dǎo)學(xué)生親歷探究實踐的過程。它在推進(jìn)教學(xué)方式變革和著力培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力方面發(fā)揮著重要的作用。

長周期探究實踐項目承載著理想的科學(xué)教育目標(biāo)，代表著以學(xué)生為中心的教學(xué)取向，標(biāo)志著一個開放、具有鼓勵和支持性的學(xué)習(xí)環(huán)境。長周期探究實踐項目將自然（科學(xué)）內(nèi)容作為切入點，鼓勵學(xué)生走出課本，甚至通過跨學(xué)科的交叉融合，進(jìn)行綜合學(xué)習(xí)和運用，解決真實世界的問題。

（二）長周期探究實踐項目的育人價值

小學(xué)自然（科學(xué)）課程以科學(xué)探究為核心，讓學(xué)生經(jīng)歷探究活動和解決問題的過程，體驗科學(xué)的過程和本質(zhì)，培養(yǎng)探究精神，發(fā)展“學(xué)會學(xué)習(xí)”的能力，為終身學(xué)習(xí)和生活打好基礎(chǔ)。長周期探究實踐項目克服時空障礙，拓寬了自然（科學(xué)）學(xué)科的學(xué)習(xí)路徑，幫助學(xué)生經(jīng)歷較為完整的探究過程，滿足學(xué)生的好奇心，使其獲得充實感和成功的體驗。

長周期探究實踐項目學(xué)習(xí)，強調(diào)從真實世界的問題出發(fā)，聯(lián)系生活，根據(jù)問題的復(fù)雜程度綜合運用不同學(xué)科的知識，融合技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)等，從而幫助學(xué)生理解科學(xué)、技術(shù)和社會的關(guān)系。在學(xué)生對與科學(xué)有關(guān)的真實世界問題進(jìn)行深入持續(xù)的探索，經(jīng)歷與科學(xué)家、工程師開展的類似的科學(xué)探究與實踐過程，在新情境中進(jìn)行知識遷移，創(chuàng)造性地解決新問題、形成公開成果，發(fā)展科學(xué)觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究意識和態(tài)度責(zé)任等核心素養(yǎng)。因此，長周期探究實踐項目學(xué)習(xí)，本質(zhì)上屬于核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的小學(xué)科學(xué)項目化學(xué)習(xí)。

二、推進(jìn)長周期探究實踐項目開展的主要策略

（一）整體謀劃，形成推進(jìn)長周期探究實踐項目的教研機制

上海市松江區(qū)小學(xué)自然學(xué)科教研工作始終聚焦“基于課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)與評價”學(xué)科教學(xué)改革重點，以“基于課程標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)生科學(xué)活動設(shè)計與研究”為核心，以“規(guī)范、研究、提升”為工作維度，引導(dǎo)關(guān)注“教師的教”與“學(xué)生的學(xué)”，將“主題整體設(shè)計研究、信息技術(shù)、資源庫建設(shè)等”工作進(jìn)行整合，構(gòu)建“云間科學(xué)課堂”。在區(qū)域的教研工作架構(gòu)中，長周期探究實踐項目作為主題整體設(shè)計研究的重要組成部分，具體如圖1所示。

圖1 區(qū)域自然教研工作架構(gòu)

（二）強化關(guān)聯(lián)，構(gòu)建融合長周期探究實踐項目的科學(xué)課堂

通過單元項目研究，根據(jù)與課堂教學(xué)的關(guān)系，將長周期探究實踐項目分為兩類：第一類是與課堂教學(xué)緊密相連，共同形成一個較為完整的單元學(xué)習(xí)內(nèi)容，如“池塘食物鏈”中的“考察池塘”項目；第二類是在單元學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步拓展的長周期探究實踐，助力學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成，其中部分項目還輻射到其他學(xué)科，在學(xué)校中廣泛開展，比如“尋蹤‘田八樣’，關(guān)注生態(tài)環(huán)境”項目。

第一類長周期探究實踐項目與課堂教學(xué)緊密相連，在單元視域下作為單元教學(xué)中的重要組成部分，能夠促進(jìn)真實學(xué)習(xí)的發(fā)生。如“池塘食物鏈”一課中，教師為本節(jié)課設(shè)計了三個活動：活動1為引入成語“螳螂捕蟬，黃雀在后”，接著認(rèn)識食物鏈；活動2為提供閱讀資料，尋找池塘中的食物鏈；活動3為逐步分析食物鏈構(gòu)成并認(rèn)識食物網(wǎng)。

而站在單元研究的角度來看，學(xué)習(xí)是一個連續(xù)的過程，教師需要思考“學(xué)生在前面已經(jīng)學(xué)過什么？”“對本節(jié)課的學(xué)習(xí)有什么幫助？”“通過學(xué)習(xí)只是讓學(xué)生明白什么是食物鏈和食物網(wǎng)嗎？”以突出單元的結(jié)構(gòu)化和整體性。通過“從單元目標(biāo)和活動構(gòu)成出發(fā)解讀教材，認(rèn)識主題—從知識邏輯和認(rèn)知邏輯出發(fā)分析教材，梳理主題—從認(rèn)知過程和能力形成過程出發(fā)建構(gòu)內(nèi)容，完善主題”這樣的一條路徑，逐漸清晰單元核心概念，即“環(huán)境與生物之間的適應(yīng)性決定了池塘環(huán)境中有其獨特的植物和動物。這個環(huán)境能夠存在，是由于環(huán)境中存在平衡。食物鏈、食物網(wǎng)影響著這個環(huán)境。一旦食物鏈或食物網(wǎng)被破壞而難以恢復(fù)，那么這個環(huán)境中的所有動植物都將受到影響”。由此，也形成了本單元的教學(xué)設(shè)計路徑，如圖2所示。

圖2 基于核心概念的單元教學(xué)設(shè)計路徑

對比兩種設(shè)計路徑，不難發(fā)現(xiàn)：因為有了前期的池塘考察、動植物的觀察，使得整個設(shè)計更具邏輯性，有利于真實學(xué)習(xí)的發(fā)生。經(jīng)歷與課堂教學(xué)緊密相連的長周期探究實踐項目，學(xué)生與真實生活相連，也就有了真問題的提出、真研究的開展。

第二類長周期探究實踐項目是在單元學(xué)習(xí)基礎(chǔ)之上拓展的長周期探究實踐項目，更多地需要基于校情、教師以及學(xué)生的具體情況來開展。“尋蹤‘田八樣’，關(guān)注生態(tài)環(huán)境”是松江區(qū)新浜學(xué)校錢老師結(jié)合自身特點和地域優(yōu)勢，設(shè)計并開展的長周期探究實踐項目。錢老師出生于20世紀(jì)60年代，對于當(dāng)時新浜地區(qū)稻田中經(jīng)常能捕獲到的八種水產(chǎn)，即“田八樣”（螃蟹、黃鱔、泥鰍、田螺、青蛙、蟾蜍、蟛蜞、鯽魚）記憶猶新。但隨著化肥、農(nóng)藥的使用，導(dǎo)致“田八樣”數(shù)量越來越少，從一定程度上說明了生態(tài)環(huán)境的惡化。為宣傳“綠水青山就是金山銀山”的生態(tài)理念，這樣一項富有鄉(xiāng)土特點的探究實踐項目呈現(xiàn)在了我們眼前，學(xué)校在各年級均開設(shè)了“農(nóng)田里的生命世界——‘田八樣’生態(tài)文明”探究課程，該課程也被列為“上海市生態(tài)文明道德教育校本課程”。分析這樣的長周期探究實踐項目，其最大特點是基于項目設(shè)定教學(xué)目標(biāo)，在真實情境中設(shè)計驅(qū)動問題和子任務(wù)（見表1）。

表1 “尋蹤‘田八樣’，關(guān)注生態(tài)環(huán)境”長周期探究實踐項目框架

（三）專業(yè)引領(lǐng)，建立推進(jìn)長周期探究實踐項目的實施路徑

1.路徑一：項目化引領(lǐng)促普及

“做中學(xué)”是科學(xué)學(xué)習(xí)的重要方式。因此，以項目驅(qū)動的方式自上而下地引領(lǐng)教師共同參與，在實踐中理解、感悟長周期探究實踐項目的意義、價值以及開展的方式等，是從區(qū)域?qū)用嫒嫱七M(jìn)、促進(jìn)普及的重要路徑之一，具體包括調(diào)研并對教材內(nèi)容梳理，確定“引領(lǐng)項目—明確參與對象—制訂方案—有序推進(jìn)—提煉總結(jié)”推進(jìn)思路。如“天氣”項目，參與對象為區(qū)名師團(tuán)、各校教研組長、35周歲以下的青年教師、一年級和五年級的任課教師，共分為6個階段推進(jìn)，具體如圖3所示。

圖3 “天氣”項目推進(jìn)路徑

項目初期，我們下發(fā)活動方案，明確活動目標(biāo)、活動過程。在整個推進(jìn)過程中引入外援——區(qū)氣象站，開設(shè)專題講座，并組織教師開展實踐考察等多種形式的活動。項目化引領(lǐng)促使教師對長周期探究實踐項目的開展逐漸認(rèn)同并落實到自己的教學(xué)之中。

2.路徑二：個性化指導(dǎo)促發(fā)展

如果說項目化引領(lǐng)是針對面上整體化指導(dǎo)，促進(jìn)長周期探究實踐項目在各校的普及推廣，需要針對不同學(xué)校的需求開展個性化指導(dǎo)。簡言之，須從“學(xué)”“磨”“展”三處入手。

（1）“學(xué)”，即學(xué)習(xí)取經(jīng)。外區(qū)不少學(xué)校在長周期探究實踐項目開展方面做得很有特色。因此，走出去學(xué)習(xí)，既是區(qū)域?qū)W校的需求，也是區(qū)層面?zhèn)€別化指導(dǎo)的有效方式。如松江區(qū)第二實驗小學(xué)搭建了玻璃溫室，并有意向開展種植觀察研究的活動，但在溫室植物的養(yǎng)殖方面缺少經(jīng)驗。通過區(qū)教研室搭建交流平臺，該校相關(guān)教師赴浦東新區(qū)洋涇實驗小學(xué)開展學(xué)習(xí)交流活動。逐漸地，學(xué)校的自然教師愿意以溫室這一環(huán)境開展相關(guān)的項目學(xué)習(xí)了。

（2）“磨”，即研磨和修改。一項長周期探究實踐項目的“提出想法—計劃—實施—反思—修改優(yōu)化”過程，是需要不斷研磨的。如松江區(qū)第三實驗小學(xué)的“葉趣”活動，最開始是學(xué)校一位經(jīng)驗型骨干教師柴老師設(shè)計的觀葉系列活動。后來通過一對一的具體指導(dǎo)，推薦選送為校本特色課程。近幾年，該校自然教研組長姜老師又在“葉趣”活動的基礎(chǔ)上豐富內(nèi)容，融合全學(xué)科，形成了“葵園葉趣”活動。

（3）“展”，即展示交流，以交流促發(fā)展。如松江區(qū)九亭第三小學(xué)的長周期種植活動逐漸形成了“愛豆蔬果園”，最終形成了長周期探究實踐與校本課程相結(jié)合的校特色課程“愛豆學(xué)做小農(nóng)人”。區(qū)級層面通過教研活動，為學(xué)校提供交流研討的平臺，也為學(xué)校教師互相學(xué)習(xí)提供了契機。

（四）與時俱進(jìn)，拓展區(qū)域長周期探究實踐項目的研究領(lǐng)域

1.明確內(nèi)容維度

《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》明確增加了技術(shù)與工程內(nèi)容；《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》更是明確了“技術(shù)、工程與社會”“工程設(shè)計與物化”兩個技術(shù)與工程維度的核心概念。在科學(xué)課程育人價值集中體現(xiàn)的探究實踐方面，除了科學(xué)探究能力，還對技術(shù)與工程實踐能力有了明確的說明。據(jù)此，可以拓展長周期探究實踐項目的研究領(lǐng)域。

2.梳理模式種類

厘清技術(shù)與工程類長周期探究實踐項目的目標(biāo)范圍和可行操作，便于此類項目的進(jìn)一步開展。仔細(xì)分析目前區(qū)域內(nèi)開展的和技術(shù)與工程相關(guān)的實踐項目，從其模式上大致可以分成兩類：一類以探究為本，另一類以設(shè)計為本。每一類又可以按活動內(nèi)容及涉及的學(xué)習(xí)元素分為若干子類，具體內(nèi)容見表2。

表2 技術(shù)與工程長周期探究實踐項目模式分析

表2中，探究為本的“模式一”與設(shè)計為本的“模式三”的做法較為接近。兩者的主要區(qū)別在于前者著重培養(yǎng)探究技能、鞏固學(xué)科知識或發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律等，而工程設(shè)計被視為手段；后者則著重應(yīng)用包括科學(xué)方面的多元知識，通過工程設(shè)計和制作科技裝置，解決生活上的問題。因此，相比前者，后者對工程設(shè)計的要求較高。當(dāng)然，有些活動會兼具這兩種模式的特點，可視為探究與設(shè)計的共同體。表2中各類型活動內(nèi)容可能有所重疊，也可以組合成更多不同類型的活動。

3.深入思維培育

教學(xué)的核心是培養(yǎng)思維能力，學(xué)習(xí)的關(guān)鍵是思考。小學(xué)自然（科學(xué)）課程所要培養(yǎng)的核心素養(yǎng)有四個方面，分別是科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實踐和態(tài)度責(zé)任?？茖W(xué)思維不僅是學(xué)習(xí)科學(xué)所應(yīng)具備的關(guān)鍵能力，也是適應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展的核心思維方式，是科學(xué)課程最為重要的素養(yǎng)要求。因此，關(guān)注思維的培育同樣是推動技術(shù)與工程類長周期探究實踐項目深入發(fā)展的關(guān)鍵點。

松江區(qū)九亭小學(xué)張老師以“干鞋器的設(shè)計與制作”長周期探究實踐項目為例，將技術(shù)與工程設(shè)計循環(huán)過程（明確問題→設(shè)計方案→實施計劃→檢驗作品→改進(jìn)完善→發(fā)布成果）與工程各階段學(xué)生思維外顯的活動表現(xiàn)建立關(guān)聯(lián)，嘗試架構(gòu)工程教學(xué)模型，探索學(xué)生工程思維的有序發(fā)展。

三、推進(jìn)長周期探究實踐項目開展的未來思考

（一）進(jìn)一步豐富學(xué)生科學(xué)探究實踐

對現(xiàn)有項目進(jìn)行梳理和進(jìn)一步的優(yōu)化，針對不同年齡層的學(xué)生形成具有學(xué)校特色的主題框架，體現(xiàn)進(jìn)階；針對同一年齡層不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生，開展分層設(shè)計，關(guān)注學(xué)生的多樣性。促使每一位學(xué)生更充分地體驗，更全面地投入。同時，要發(fā)揮家-校-社會聯(lián)動的機制，開發(fā)資源，提供給學(xué)生更多探究實踐的機會。為進(jìn)一步提升探究實踐的效益，可以利用現(xiàn)代科技手段，為學(xué)生更便捷地進(jìn)行探究實踐提供支持。

（二）反哺教師課堂教學(xué)實踐

科學(xué)教育必須是全面育人的教育，不僅注重知識與技能的獲得，還要關(guān)注過程和方法，更追求學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)以及科學(xué)思維、態(tài)度責(zé)任的培育。在指導(dǎo)開展長周期探究實踐項目時，教師需要具有綜合性的跨學(xué)科理念，幫助學(xué)生從學(xué)習(xí)的理解層面提升到應(yīng)用層面。一個長周期探究實踐項目的實施，理想的結(jié)果也許不單單是這一項目的設(shè)計特別開放、新穎，而是促發(fā)教師反觀自己的教學(xué)，專注于課堂教學(xué)本身，不斷思考發(fā)現(xiàn)問題，打破學(xué)科壁壘，改變評估學(xué)生的方法，提升駕馭課堂教學(xué)的能力。