小學(xué)自然/小學(xué)科學(xué)與技術(shù)：數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的科學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)

2022 年全國(guó)教育工作會(huì)議提出實(shí)施國(guó)家教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動(dòng)。《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》明確指出“教師應(yīng)利用信息技術(shù)輔助手段，如數(shù)字化實(shí)驗(yàn)等，讓學(xué)生比較直觀便捷地學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)”?！渡虾Ｊ薪逃龜?shù)字化轉(zhuǎn)型實(shí)施方案（2021—2023）》提出“將數(shù)字化轉(zhuǎn)型作為推進(jìn)教育現(xiàn)代化建設(shè)與高質(zhì)量發(fā)展的重要引擎和關(guān)鍵特征”。從國(guó)家和上海兩個(gè)層面的相關(guān)要求，可以看出教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為基礎(chǔ)教育現(xiàn)代化與高質(zhì)量發(fā)展的大勢(shì)所趨。2023 年上海市中小學(xué)中青年教師教學(xué)比賽小學(xué)自然學(xué)科、小學(xué)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的主題確定為“數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的科學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)”，一是深化學(xué)科教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的需要；二是基于上海已有的豐富而又適切的數(shù)字教育資源和環(huán)境支持，引導(dǎo)廣大學(xué)科教師探索技術(shù)賦能下提升科學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)品質(zhì)的路徑、策略與方法，重點(diǎn)從教學(xué)的組織方式、認(rèn)識(shí)方式和實(shí)踐方式等維度入手，進(jìn)一步變革教與學(xué)的方式，努力呈現(xiàn)更多以問(wèn)題解決為特征的科學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)，更好地落實(shí)科學(xué)課程所要培養(yǎng)的核心素養(yǎng)。

一、主題概述

（一）小學(xué)科學(xué)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型

從2014 年起，上海市小學(xué)自然學(xué)科、小學(xué)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科就開始積極開展數(shù)字化轉(zhuǎn)型的研究與實(shí)踐，探索“科學(xué)課程與信息技術(shù)的深度融合”，倡導(dǎo)上海數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（DIS）和“賽·課堂”教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用，技術(shù)賦能小學(xué)科學(xué)教學(xué)與評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)了教育教學(xué)從數(shù)字化實(shí)驗(yàn)到實(shí)驗(yàn)數(shù)字化，再到流程數(shù)字化和教學(xué)數(shù)字化的“躍遷”，數(shù)字化轉(zhuǎn)型逐漸走向“深水區(qū)”。

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)是指利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)替代傳統(tǒng)測(cè)量工具開展的實(shí)驗(yàn)。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)用小學(xué)生易于理解的數(shù)字，清晰顯示實(shí)驗(yàn)證據(jù)，突出教學(xué)重點(diǎn)、突破教學(xué)難點(diǎn)并形成科學(xué)概念。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)成為小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要組成部分之一，成為上海市小學(xué)科學(xué)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的起始點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)數(shù)字化是指通過(guò)專用的數(shù)字化信息控制系統(tǒng)，將學(xué)生實(shí)驗(yàn)各個(gè)過(guò)程的信息數(shù)字化轉(zhuǎn)換后輸入系統(tǒng)，再通過(guò)軟件處理，輸出為課堂教學(xué)中師生所需的信息。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)字化，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的形式、深度和廣度得到進(jìn)一步豐富和拓展。

流程數(shù)字化是指通過(guò)專用的數(shù)字化信息控制系統(tǒng)，將課堂教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)及各種新知形成和應(yīng)用活動(dòng)，包括實(shí)驗(yàn)、觀察、模擬、體驗(yàn)、閱讀和制作等探究實(shí)踐活動(dòng)的信息，通過(guò)數(shù)字化升級(jí)手段輸入系統(tǒng)，再通過(guò)系統(tǒng)的處理后即時(shí)輸出，反饋呈現(xiàn)在“教師端”電腦、“學(xué)生端”電腦和“教室端”電子大屏幕上，成為師生課堂互動(dòng)交流生成性的資源，保證教學(xué)信息傳遞的全面性和準(zhǔn)確性，突出課堂“做”“想”“講”的融合。

教學(xué)數(shù)字化是指通過(guò)專用的數(shù)字化信息控制系統(tǒng)，以單元為單位，實(shí)現(xiàn)教師備課和課堂教學(xué)的數(shù)字化。利用數(shù)字化學(xué)科教學(xué)中的教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)和環(huán)境支持等一切可數(shù)字化的信息，重構(gòu)課堂教學(xué)形態(tài)和運(yùn)作模式，彰顯科學(xué)教育的新價(jià)值。實(shí)現(xiàn)教學(xué)數(shù)字化，是小學(xué)科學(xué)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的必經(jīng)之路。

（二）小學(xué)科學(xué)的學(xué)習(xí)活動(dòng)

在小學(xué)自然學(xué)科、小學(xué)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科課堂中，學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)的主要類型有：①有計(jì)劃、有目的地用感官來(lái)細(xì)察事物或現(xiàn)象的“觀察活動(dòng)”；②通過(guò)干預(yù)和控制實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行觀察，認(rèn)識(shí)相關(guān)科學(xué)概念的“實(shí)驗(yàn)活動(dòng)”；③模擬自然現(xiàn)象或過(guò)程，認(rèn)識(shí)自然現(xiàn)象或過(guò)程的形態(tài)和特點(diǎn)的“模擬活動(dòng)”；④以自身為研究對(duì)象、感受某些影響因素帶來(lái)的身體變化的“體驗(yàn)活動(dòng)”；⑤從文字、圖片、符號(hào)、圖表等材料中獲取需要的信息，領(lǐng)會(huì)其內(nèi)容的“閱讀活動(dòng)”；⑥有計(jì)劃、有目的地收集與研究對(duì)象相關(guān)的材料，以獲取事物和現(xiàn)象的特征或規(guī)律的“調(diào)查活動(dòng)”；⑦通過(guò)照料植物和飼養(yǎng)小動(dòng)物、對(duì)動(dòng)植物的生長(zhǎng)與變化做觀察的“種養(yǎng)活動(dòng)”；⑧依據(jù)一定的科學(xué)原理進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)，做成創(chuàng)意作品的“制作活動(dòng)”；⑨將掌握的學(xué)科知識(shí)與技能，結(jié)合實(shí)踐活動(dòng)，向他人做宣傳或展示的“服務(wù)活動(dòng)”等。

（三）數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的科學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)

數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的科學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)，需要基于數(shù)字教育資源和環(huán)境支持，圍繞教學(xué)目標(biāo)，確定教學(xué)內(nèi)容、活動(dòng)方式、教學(xué)過(guò)程、評(píng)價(jià)方式和補(bǔ)救措施等，將是否達(dá)成教學(xué)目標(biāo)作為評(píng)價(jià)教學(xué)成功與否的標(biāo)志。因此，教師進(jìn)行備課和教學(xué)，要首先制訂科學(xué)的教學(xué)目標(biāo)，然后根據(jù)教學(xué)目標(biāo)選擇合適的教學(xué)內(nèi)容，在數(shù)字教育資源和環(huán)境支持下設(shè)計(jì)學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)與評(píng)價(jià)，組織和實(shí)施教學(xué)。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的科學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)，最重要的是設(shè)計(jì)思想要符合新課程理念，強(qiáng)化科學(xué)課程所要培養(yǎng)的核心素養(yǎng)；學(xué)習(xí)活動(dòng)要關(guān)注如何為實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)和培育核心素養(yǎng)服務(wù)，切實(shí)解決“教什么”“怎么教”“如何實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程最優(yōu)化”三大問(wèn)題?！敖淌裁础笔侵富跀?shù)字教育資源、環(huán)境支持和依據(jù)教學(xué)原理、教學(xué)規(guī)律，以及對(duì)于課程目標(biāo)、核心素養(yǎng)、內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)生實(shí)際情況等的分析，確定課堂教學(xué)的具體內(nèi)容?！霸趺唇獭笔侵敢罁?jù)教學(xué)目標(biāo)的預(yù)期和包括數(shù)字化信息控制系統(tǒng)等在內(nèi)的各種教學(xué)資源以及教師的水平和風(fēng)格，切實(shí)、創(chuàng)造性地設(shè)想設(shè)計(jì)怎樣的學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)，采用何種策略、方法、手段和過(guò)程來(lái)實(shí)施教學(xué)?！皩?shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程最優(yōu)化”是指通過(guò)靈活調(diào)整人員、內(nèi)容和資源等組織方式，將“做中學(xué)”與“書中學(xué)”兩大認(rèn)知方式并舉，為學(xué)生提供更多元和更豐富的活動(dòng)方式，增強(qiáng)教師、學(xué)生和環(huán)境三者之間的共融共生，以實(shí)現(xiàn)教與學(xué)方式的變革；重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案制訂、數(shù)據(jù)積累和分析、表達(dá)與表現(xiàn)、良好習(xí)慣和團(tuán)隊(duì)合作等能力，豐富學(xué)生自主、合作探究與實(shí)踐的時(shí)空，形成更多以問(wèn)題解決為特征的課堂教學(xué)，以落實(shí)育人方式的變革。

二、操作要點(diǎn)

（一）教學(xué)內(nèi)容

本次比賽的參評(píng)教師要依據(jù)《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》的課程理念和核心素養(yǎng)，基于《上海市小學(xué)自然學(xué)科教學(xué)基本要求（試驗(yàn)本）》或《上海市小學(xué)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教學(xué)基本要求（試驗(yàn)本）》，結(jié)合上海小學(xué)自然或小學(xué)科學(xué)與技術(shù)教材選擇教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)程度、授課進(jìn)度進(jìn)行備課和課堂教學(xué)。

（二）教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)設(shè)計(jì)是教師重要的基本功之一，本次比賽的教學(xué)設(shè)計(jì)（含相關(guān)的單元教學(xué)設(shè)計(jì)）將以文本形式呈現(xiàn)，占總評(píng)的10%。在新課程改革和數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下，參評(píng)教師需要從單元教學(xué)視角開展教學(xué)設(shè)計(jì)，清晰地呈現(xiàn)課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)與單元教學(xué)設(shè)計(jì)兩個(gè)設(shè)計(jì)文本之間的關(guān)聯(lián)，要有亮點(diǎn)與突破。課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)要包括多項(xiàng)內(nèi)容，如教學(xué)任務(wù)分析、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)、教學(xué)資源、教學(xué)設(shè)計(jì)思路、教學(xué)流程、教學(xué)過(guò)程、板書設(shè)計(jì)和活動(dòng)任務(wù)單（含活動(dòng)評(píng)價(jià)表）等；單元教學(xué)設(shè)計(jì)要圍繞著單元教材教法分析、單元教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)、單元學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)、單元評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)、單元資源設(shè)計(jì)等要素展開描述。

（三）教學(xué)實(shí)施

“教學(xué)實(shí)施”（課堂教學(xué)）是本次比賽的重點(diǎn)，占總評(píng)的80%。評(píng)委會(huì)通過(guò)課堂教學(xué)，觀測(cè)教學(xué)目標(biāo)的細(xì)化和落實(shí)以及教師有效教學(xué)的理念和行為，特別是教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中教學(xué)觀念、要素、環(huán)節(jié)和方法等方面的變化。課堂教學(xué)的時(shí)間為35 分鐘。

根據(jù)本次比賽主題，參評(píng)教師在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，要重點(diǎn)注意以下三個(gè)方面：①以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為根本目標(biāo)，在體現(xiàn)課改新理念和學(xué)科性質(zhì)的前提下，充分發(fā)揮新技術(shù)在促進(jìn)教與學(xué)方式變革和提升課堂教學(xué)效益的作用；②重視科學(xué)概念的形成過(guò)程，保證學(xué)生在課堂上有探究實(shí)踐的豐富時(shí)空；③關(guān)注活動(dòng)評(píng)價(jià)的設(shè)計(jì)與實(shí)施，充分發(fā)揮評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)習(xí)的功能。

（四）專業(yè)素養(yǎng)考核

課堂教學(xué)后，參評(píng)教師需進(jìn)行答辯，答辯時(shí)間在25 分鐘左右，答辯占總評(píng)的10%。答辯的內(nèi)容主要有兩點(diǎn)：①教學(xué)反思。參評(píng)教師對(duì)課堂教學(xué)做出自我評(píng)價(jià)（可以對(duì)體現(xiàn)比賽主題的部分教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)意圖、策略和方法做適當(dāng)解釋），以體現(xiàn)教師實(shí)踐反思的能力，時(shí)長(zhǎng)5 分鐘左右。②問(wèn)題探討。由評(píng)委提出與核心素養(yǎng)培育、各類課程文本解讀、本次比賽主題理解以及當(dāng)日課堂教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施等相關(guān)的問(wèn)題，參評(píng)教師依據(jù)問(wèn)題做出相應(yīng)的回答，體現(xiàn)對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)、比賽主題和學(xué)科教育教學(xué)的認(rèn)識(shí)與理解，時(shí)長(zhǎng)在20 分鐘左右。

三、其他說(shuō)明

（1） 參評(píng)教師在上課當(dāng)日需將教材內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計(jì)（含相關(guān)的單元教學(xué)設(shè)計(jì)）、教學(xué)進(jìn)度表等資料復(fù)印5 份交評(píng)委小組；將教學(xué)設(shè)計(jì)（含相關(guān)的單元教學(xué)設(shè)計(jì)）、數(shù)字互動(dòng)課件、教學(xué)進(jìn)度表等電子版資料上交評(píng)委小組備查。

（2）各區(qū)自2014 學(xué)年起在市級(jí)及以上教學(xué)評(píng)優(yōu)和市級(jí)主題教研活動(dòng)中使用過(guò)的教學(xué)內(nèi)容，原則上不能作為本區(qū)參評(píng)教師本次教學(xué)比賽的教學(xué)內(nèi)容。