推動學習轉變的實驗教學新樣式

◇沈菲菲（浙江：嘉善縣教育研究培訓中心）

實驗——科學教育的靈魂，是有著獨特育人價值的實踐活動。為深入變革傳統(tǒng)小學科學實驗教學“講實驗、畫實驗、背實驗”的方式，補齊小學科學教育中的“實驗”短板，自2018 年開始，嘉善縣以培育學生“核心素養(yǎng)”為導向，開展了轉變實驗教學的系列研究與實踐。從硬件建設與學生、教師兩大領域的軟件建設入手，著力探索“素養(yǎng)導向”的實驗教學方式方法，為學生進行有效的實驗學習提供智能化教學方式支持，實現(xiàn)實驗教學的“實踐化、素養(yǎng)化”轉向。

經(jīng)過4 年的實踐，形成推動學習轉變的“素養(yǎng)導向”實驗教學新樣態(tài)：重構學習場域，建“智能空間”學科教室新樣態(tài)；重構學習方式，建“素養(yǎng)導向”實驗學習新樣態(tài)；重構學科建設，建“能力立意”學科發(fā)展新樣態(tài)。

一、學習場域重構：推動學習轉變的“智能空間”學科教室新樣式

當下“實踐取向”的科學教育，不應停留于“實驗技能”的學習，更應走向對“真實世界”中劣構問題的分析、論證、解決的素養(yǎng)培育。這意味著傳統(tǒng)的實驗室已無法滿足新標準的需求。我縣重點打造“智能空間”學科教室，作為一種新型的科學教學場所，它以科學觀念、學科思想、學科學法為指導，以營造浸潤式的學習氛圍為主要方式，打造豐富學習體驗、強化學習實踐、優(yōu)化實驗操作步驟、整合實驗學習資源的智能化的學科教室。它實現(xiàn)了實驗學習“科學探究、技術運用、工程實踐”的統(tǒng)整，推動了實驗的育人價值轉向。

（一）空間格局：導向學科素養(yǎng)培養(yǎng)的專業(yè)規(guī)劃

作為科學實驗學習的場所，“智能空間”打破了傳統(tǒng)科學實驗只有課桌椅的樣式，重構了實驗教學的學習場域。它依托科學實驗學習需要的實驗（體驗）、學習、資料查詢等不同功能，重新規(guī)劃學習空間，智能化地規(guī)劃出教師辦公區(qū)、學生實驗區(qū)、交流展示區(qū)、學習區(qū)、資料查詢區(qū)，從單純的實驗操作技能、學科知識走向科學觀念、科學思維、探究實踐、態(tài)度責任的學生核心素養(yǎng)培養(yǎng)。

（二）變革創(chuàng)新：促進學習生態(tài)重塑的應用方式

實驗教學不應只是教師將實驗技能的信息傳遞給學生的單向過程，而應是師生共同參與知識發(fā)生的過程，是學生用實驗的方式去解釋信息、獲取證據(jù)、習得概念、應用解決問題的過程?！爸悄芸臻g”學科教室，通過“學生本位”的建設方式，創(chuàng)生出尊重學生學習需求的管理方式、指向學習真實發(fā)生的學習方式、虛實融合的學習空間拓展方式等三類形式，重構了“單純”的實驗教學，形成“循環(huán)、發(fā)展”的學習生態(tài)。其核心指向促進學生在實驗的過程中進行核心知識的架構，獲得實驗思維的發(fā)展。

如嘉善縣逸夫小學在“智能空間”設計時，請學生和教師參與了學科教室的設計和管理。嘉善縣里澤小學在實驗設備管理中引入“二維碼書”，重構了管理方式，更便于學生使用。嘉善縣大通小學在學科教室的基礎上，嵌入了網(wǎng)絡教學平臺，進行跨區(qū)域的實驗教學。嘉善縣第二實驗小學借助學科教室研究“線上線下混合式實驗學習模式”，在浙江省裝備技術課題立項，后續(xù)將開展研究。

二、學習方式重構：推動學習進階的“素養(yǎng)導向”實驗學習新樣式

當下，隨著2022 年版《義務教育科學課程標準》的實施以及“學為中心”教學理念的盛行，實驗教學的任務已不僅僅是讓學生驗證科學的基本知識、學習相應的實驗技能與方法，更重要的是，讓學生通過科學實踐再現(xiàn)知識的創(chuàng)造過程、涵養(yǎng)科學思維、培養(yǎng)創(chuàng)新意識和能力。

歷時4 年的實踐及研究，我縣探索出以“核心素養(yǎng)為導向”的學習進階“雙向·三階”實驗學習新樣態(tài)，確定“學科素養(yǎng)·學習素養(yǎng)”雙向實驗學習目標。它不再以課堂教學為重點，而是突破課堂局限，開展“無邊界”的實驗學習。同時，以活動反推教學的方式完成目標。通過“學科質量檢測”“實驗抽測”“學科素養(yǎng)評比”三個層階的項目活動，互相滲透、融合，循環(huán)反復，形成有機整體，兼顧學生各個層面的素養(yǎng)發(fā)展，形成“基礎—進階—創(chuàng)新”的發(fā)展向度，在一定程度上推動了實驗學習的進階與學習方式的轉變。如下圖所示。

“素養(yǎng)導向”的“雙向·三階”的實驗學習新樣態(tài)

（一）基礎層：基于“學科質量抽測”的科學思維素養(yǎng)培育策略

在縣域或片域范圍內，組織“學科質量抽測”活動，以共同質量分析的形式，讓教師更注重學生科學觀念素養(yǎng)的發(fā)展，關注自身教育質量。質量抽測的命題“以學科素養(yǎng)為導向”。在當前“教學評”一致性的背景下，這種形式無疑能激勵學生的學習與發(fā)展，也能改進教師的實驗教學思想與行為。在檢測學科知識的同時，對學生的邏輯推理能力、文字表達能力、獨立思考判斷能力一并進行全面考查，從而整體提升縣域小學生科學思維素養(yǎng)。

（二）進階層：基于“實驗抽測”的探究實踐素養(yǎng)培育策略

在縣域范圍內，每學年對學生進行一次“實驗抽測”。全縣統(tǒng)一命題，由科學教師分組下到學校，以抽取10～20 名學生進行實驗操作的形式開展檢測。抽測能提高教師對實驗操作教學的重視和落地，同時對兼職教師的實驗教學也起到一定的督促作用。既能有效規(guī)避專職教師“講實驗”情況的發(fā)生，使實驗教學落到實處，又補齊了兼職教師實驗教學“不到位”的短板，提升學生的實踐探究素養(yǎng)。

（三）創(chuàng)新層：基于“學科素養(yǎng)評比”的科學綜合素養(yǎng)培育策略

在縣域范圍內，每學年對學生進行一次“學科素養(yǎng)評比”，如“自然筆記大賽”“思維導圖大賽”“項目式學習作品展示會”等。當學生局限于正規(guī)的學校教育環(huán)境時，更多進行的是常規(guī)范圍內的學習活動，而科學綜合素養(yǎng)的提升則需要借助更多樣化的載體或非正式的學習活動來實現(xiàn)。因此我縣的“以評促學”，讓學生在參與比賽的過程中跳出學校，在課后、課外等非正規(guī)的教育環(huán)境中，將實驗知識、實踐技能逐漸轉化為理解和改變真實世界的技術和能力，展現(xiàn)創(chuàng)造的智慧，提升科學綜合素養(yǎng)。

三、學科建設重構：推動學習變革的“能力立意”學科發(fā)展新樣式

科學實驗教學是面向“人”的教育，培育學生核心素養(yǎng)必然是科學學習建設的核心，也是實驗教學的核心。因此，將實驗教學的變革視作小學科學學科整體建設的變革，是應然，也是必然。嘉善縣小學科學學科建設以“能力立意”為核心，以“學科自主、自信、自強”為理念，緊密結合我縣學科傳統(tǒng)、成長環(huán)境開展學科建設活動，打造“有學習力、有戰(zhàn)斗力”的嘉善縣小學科學“一流學科團隊”。奮力實現(xiàn)教師能力發(fā)展，形成“能力立意”的學科品質，推動實驗學習的變革和發(fā)展。

（一）專業(yè)支持：構建“能力培育”為核心的“人本主義”大教研模式

教師專業(yè)學習是提高教師實驗教學專業(yè)素養(yǎng)的有效方式，已成為教育同行的共識。實驗教學離不開教師，也就是“人”，對教師培育的核心應該是“人的能力的發(fā)展”。因此，我縣以“人本主義”為理論基礎，以科學教師隊伍素質提升和實驗教學實踐問題的解決為目標，整合高校學者、教研專家、一線名師和參訓者，以問題遴選、主題提煉、培訓實施、評價反饋為基本流程，從“學、術、行、練”等方面系統(tǒng)構建“知識—能力—實踐—體驗”的大教研模式。它立足當下教師對實驗教學的多元需求來研發(fā)項目，進行更合理、高效的研修活動，促進小學科學教師的實驗教學專業(yè)素養(yǎng)的發(fā)展。

（二）團隊建設：構建“成長理念”為支撐的“能力立意”人才培育機制

教師能力的成長才是實驗教學長期有效的最好保障。對教師進行常規(guī)培訓是能力提升路徑，是面向全體的一種高效的培訓方式。但學科發(fā)展、實驗教學的大幅度提升更應注意“團隊建設”，借力團隊，發(fā)揮團隊影響力，以實現(xiàn)從“人的發(fā)展”到“學科的發(fā)展”。我縣通過建立“一流學科團隊”的方式，組織10～15 人的小團隊，作為重點培育對象，創(chuàng)建嘉善縣小學科學教師“能力立意”人才培育機制模型，全員、全程、全方位培育團隊的實驗教學能力。如下圖所示。

嘉善縣小學科學教師“能力立意”人才培育機制模型

通過SWOT 分析，精準研判全員的能力層次定位，問題聚集，進行分析，制定成員和團隊的發(fā)展規(guī)劃；通過“發(fā)展規(guī)劃機制、平臺合作機制、培賽一體機制、數(shù)字支撐機制”四位一體，保障成員發(fā)展通路；通過測評反饋提升教師實驗教學實踐能力、實驗專業(yè)技能、科研創(chuàng)新能力等。

（三）環(huán)境熏陶：構建“生態(tài)理論”視角下的“能力生長”學科生態(tài)系統(tǒng)

學科生態(tài)系統(tǒng)的構建是實驗教學轉型和學科建設的必然需求。學科生態(tài)系統(tǒng)包括學科主體內環(huán)境以及學科場域外環(huán)境，不僅關注學科創(chuàng)新和人才培育，也注重學科發(fā)展的外在環(huán)境支持。因此，從生態(tài)學視角來架構“內外共生”的促進學生實驗學習、教師實驗教學“能力生長”的學科生態(tài)系統(tǒng)，將成為科學發(fā)展、實驗教學生長的有力保障。

自內創(chuàng)生實驗學習范式，促能力生長。實驗教學的樣態(tài)不應長期停留在傳統(tǒng)的范式中，唯有突破、創(chuàng)新，才能讓師生有新的方式可學可用。我們創(chuàng)生了“小學科學‘工程實驗’學習范式”，以培育核心素養(yǎng)為目標指引，立足實驗教學，將科學探究和技術與工程兩種學習方式進行了統(tǒng)整與創(chuàng)新，成為學科“能力生長”的內部動力。

自外創(chuàng)生環(huán)境支持群落，支持學科發(fā)展。通過構建“學校群體—學科個體—社會環(huán)境”三個層級群落，為實驗教學的發(fā)展、創(chuàng)造、創(chuàng)新提供組織保障，為實驗教學以及學科成長提供生態(tài)空間。

實驗教學是一項長期的工作，形成可信、有效、有發(fā)展?jié)摿Φ臉討B(tài)，既要有新的方式方法，更重要的是，要讓學生站在學習的中央，借力學科整體發(fā)展，快速實現(xiàn)學生、教師實驗素養(yǎng)的整體提升。