科學(xué)教育加法的學(xué)?！八幕睂?shí)踐

謝昱圣 邱菁

“做好科學(xué)教育加法”的目標(biāo)不是學(xué)習(xí)更多的具體知識，而應(yīng)是培養(yǎng)科學(xué)精神。在教育“雙減”中做好科學(xué)教育加法，就要將科學(xué)教育通向科學(xué)素養(yǎng)，激發(fā)青少年的好奇心、想象力、探求欲，培養(yǎng)具有科學(xué)家潛質(zhì)、愿意獻(xiàn)身科學(xué)研究事業(yè)的青少年群體。本文從科學(xué)教育的內(nèi)容、過程、評價(jià)、保障等方面作了一些有益的探索，以期對做好科學(xué)教育加法的真正落地有所啟示。

內(nèi)容多元化

國家課程中的教材作為教學(xué)的載體，對中小學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)起到了重要的作用。中小學(xué)科學(xué)教材凸顯綜合性、探究性、實(shí)踐性，很好地激發(fā)了學(xué)生的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神。但是由于教材的篇幅有限，學(xué)生往往無法全面深刻地了解感興趣的問題和知識。為了讓核心素養(yǎng)落地，讓知識運(yùn)用賦能，在原有教材的基礎(chǔ)上可以對科學(xué)內(nèi)容進(jìn)行拓展和補(bǔ)充，讓學(xué)生全景式地了解科學(xué)問題的來龍去脈，也可以讓他們把科學(xué)與自然、科學(xué)與生活、科技與創(chuàng)新緊密聯(lián)系起來。通過科學(xué)教學(xué)內(nèi)容的多元化滲透，在學(xué)生心中埋下一顆科學(xué)的種子，使他們從小樹立為國家科技事業(yè)貢獻(xiàn)力量的遠(yuǎn)大夢想。

科學(xué)與自然

科學(xué)教育不僅是為了掌握知識，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維與解決問題的能力。因此，學(xué)校專門設(shè)置了閱讀影視類課程，指導(dǎo)學(xué)生閱讀科學(xué)史、科普讀物；觀看影視資料，如紀(jì)錄片、太空授課等，通過多種形式為學(xué)生提供更豐富的學(xué)習(xí)資源，擴(kuò)充學(xué)生的知識面。

科技與生活

將國家課程學(xué)習(xí)同步的相關(guān)知識向生活方面延伸，保證課堂所學(xué)的知識能夠與日常生活相結(jié)合。例如在學(xué)習(xí)杠桿平衡的原理后，尋找生活中的杠桿，幫助學(xué)生更好地理解省力、費(fèi)力、等臂杠桿在生活中的應(yīng)用；通過制作“藍(lán)色晶體”玫瑰了解自然界晶體結(jié)晶的方法；通過制作小型發(fā)電機(jī)了解發(fā)電機(jī)的裝配過程；學(xué)習(xí)發(fā)酵的知識時(shí)，讓學(xué)生自己動手制作甜酒釀等。

科技與創(chuàng)新

科技創(chuàng)新是人類進(jìn)步的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代教育的重要內(nèi)容。在日常教學(xué)中可引導(dǎo)學(xué)生通過影視欣賞了解前沿科技；通過“一家之言”活動讓從事科技工作的學(xué)生家長分享生物、化學(xué)、地理、軍事、醫(yī)學(xué)中最新科研和技術(shù)；帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)科技類企業(yè)或高校，了解創(chuàng)新專利、最新研究，拓寬學(xué)生視野，培養(yǎng)好奇心，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的熱愛，提升核心素養(yǎng)。

過程項(xiàng)目化

隨著全球化進(jìn)程的加快和數(shù)字化時(shí)代的迅猛發(fā)展，在教育政策領(lǐng)域，核心素養(yǎng)、21 世紀(jì)技能等對教育目標(biāo)和課程標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略定位產(chǎn)生了影響，引發(fā)對項(xiàng)目、情景、跨學(xué)科、高階學(xué)習(xí)等的要求[1]。核心素養(yǎng)是應(yīng)試教育難以發(fā)展的，在“雙減”背景下，學(xué)校更注重學(xué)生核心素養(yǎng)的提升。在學(xué)校課程中有機(jī)融合項(xiàng)目化學(xué)習(xí)是提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效途徑之一。

項(xiàng)目化學(xué)習(xí)是一種基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，實(shí)質(zhì)是一種自主合作的學(xué)習(xí)模式，對學(xué)科內(nèi)或者多個(gè)學(xué)科的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行整合，一般有明確的項(xiàng)目或者主題，能充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和創(chuàng)新性，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、溝通表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和創(chuàng)新質(zhì)疑精神。項(xiàng)目化教學(xué)能擺脫教學(xué)環(huán)境、教學(xué)時(shí)長等限制，橫跨人文、社會、科技、工業(yè)、自然等多個(gè)領(lǐng)域，以項(xiàng)目為載體，實(shí)現(xiàn)育人的多重目標(biāo)。項(xiàng)目化學(xué)習(xí)基于學(xué)科的核心知識和關(guān)鍵概念，以項(xiàng)目的方式開展學(xué)習(xí)，完成實(shí)踐任務(wù)，促進(jìn)學(xué)生對核心知識和概念的理解、遷移和運(yùn)用，同時(shí)在解決問題的過程中合作與探究，發(fā)展動手和思辨能力，提高核心素養(yǎng)。

如何用項(xiàng)目化鑰匙破解“雙減”難點(diǎn)，在原有教學(xué)方式上做好加法，可以嘗試如下的5個(gè)步驟：問題情景，激發(fā)好奇；具體任務(wù)，明確方向；開啟項(xiàng)目，明確標(biāo)準(zhǔn)；分組活動，教師指導(dǎo)；展示成果，交流完善。

項(xiàng)目化學(xué)習(xí)在生活實(shí)踐中的應(yīng)用——尋找生活中的杠桿

桿秤作為我國度量衡的重要構(gòu)成部分，在我國古代的使用價(jià)值很高。桿秤不僅蘊(yùn)含了科學(xué)知識，更富含悠久的科技發(fā)展史。這樣一個(gè)趣味生活化的背景很快激發(fā)了學(xué)生的興趣，教師繼而給出任務(wù)：尋找生活中的杠桿，并自制刻度準(zhǔn)、量程大、操作易的桿秤。

教師為小組提供一次性紙杯、一次性筷子、螺母、鐵絲、棉線、膠水、馬克筆等材料，讓學(xué)生用文字或圖形在白紙上記錄結(jié)構(gòu)示意圖、杠桿五要素及杠桿類型、自制桿秤的原理等。

活動過程中教師巡視并指導(dǎo)。學(xué)生通過小組討論交流生活中的杠桿和桿秤的示意圖，并在制作中發(fā)現(xiàn)問題，比如如何讓桿秤更穩(wěn)、如何讓誤差更小等?；顒咏Y(jié)束時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生完成自我評價(jià)和組內(nèi)評價(jià)，總結(jié)反思項(xiàng)目學(xué)習(xí)過程的收獲。小組在總結(jié)反思后，繼續(xù)改進(jìn)完成桿秤作品，實(shí)現(xiàn)讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決現(xiàn)實(shí)生活問題的目的，提高核心素養(yǎng)。

項(xiàng)目化學(xué)習(xí)在課堂教學(xué)中的應(yīng)用——制作美麗藍(lán)色晶體玫瑰

浙教版《科學(xué)》八年級上冊“物質(zhì)的分離”一節(jié)，教師從書本上硫酸銅晶體結(jié)晶實(shí)驗(yàn)出發(fā)，提出：自然界有很多晶體是從水溶液中結(jié)晶出來的，如果讓某種晶體附著在一朵白色紙玫瑰上，會形成一朵晶瑩剔透的“藍(lán)色妖姬”。然后給出任務(wù)：制作一朵晶體多、亮晶晶、色彩勻的“藍(lán)色妖姬”。

學(xué)生對任務(wù)很感興趣，小組內(nèi)進(jìn)行分工，從原理到實(shí)踐，從框架到細(xì)節(jié)，很快就能完成小組作品。活動過程中教師要注意巡視并指導(dǎo)。

學(xué)生通過小組匯報(bào)交流和組內(nèi)互相評價(jià)，總結(jié)出蒸發(fā)結(jié)晶（用酒精燈、吹風(fēng)機(jī)加熱，加速蒸發(fā)）和降溫結(jié)晶（碎冰降溫）2 種方法，細(xì)節(jié)上碰撞出不同的火花，比如如何讓液體變成晶體、如何讓晶體均勻地分布在紙玫瑰花上等。項(xiàng)目化學(xué)習(xí)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)與實(shí)施，鼓勵(lì)學(xué)生思考與創(chuàng)新，提高了學(xué)生動手操作和自我管理等綜合能力。

評價(jià)發(fā)展化

評價(jià)是對某種現(xiàn)象的價(jià)值（如優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)）進(jìn)行調(diào)查的結(jié)果[2]。陳玉琨認(rèn)為評價(jià)是通過調(diào)查、分析進(jìn)行的價(jià)值判斷活動，是判斷主體對客觀需要程度的過程[3]。因此評價(jià)是依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)判斷人或事物價(jià)值的活動。在教學(xué)中，評價(jià)是基于一定的教學(xué)目標(biāo)，運(yùn)用某些標(biāo)準(zhǔn)或手段評判學(xué)生學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)結(jié)果價(jià)值的一種活動，是對學(xué)生學(xué)習(xí)的測量、分析和評估。

構(gòu)建素養(yǎng)導(dǎo)向的綜合評價(jià)體系，能夠發(fā)揮評價(jià)的導(dǎo)向功能、診斷功能、調(diào)節(jié)功能、激勵(lì)功能、管理功能、發(fā)展功能、選拔功能及鑒定功能等。

澳大利亞教育心理學(xué)家約翰· 比格斯（John Biggs） 與凱文· 科利斯（KevinCollis）在長期理論和實(shí)踐探索的基礎(chǔ)上提出了SOLO（Structure of the Observed LearningOutcome，可觀察的學(xué)習(xí)結(jié)果結(jié)構(gòu)——編者注）分類評價(jià)體系，不是簡單地評判學(xué)生是對或是錯(cuò)，而是根據(jù)學(xué)生在解決學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)的不同表現(xiàn)，將學(xué)習(xí)劃分為5 種復(fù)雜水平：前結(jié)構(gòu)、單點(diǎn)結(jié)構(gòu)、多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)和抽象拓展結(jié)構(gòu)。這種評價(jià)能夠判斷學(xué)生思維結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，也能判斷學(xué)生的思維能力等級。依據(jù)SOLO 分類評價(jià)體系，學(xué)校對作業(yè)與考試的評價(jià)，以及創(chuàng)新與實(shí)踐活動的評價(jià)進(jìn)行了有針對性的改革。

作業(yè)與考試評價(jià)改革

作為診斷性評價(jià)的主要方式，作業(yè)與考試有其操作方便、效率高、成本低的優(yōu)點(diǎn)，但是某些客觀題型的設(shè)置與反饋無法暴露學(xué)生的思維過程，僅僅局限于記住課本中的科學(xué)概念和科學(xué)規(guī)律，使學(xué)生在習(xí)得知識的過程中變得機(jī)械，缺乏深度思考。例如有這樣一道題，要求學(xué)生從雞、鴨、魚、鵝中劃分出不同的類別，大部分同學(xué)選擇了魚，因?yàn)閺臅靖拍畹慕嵌龋~區(qū)別于其他3 種鳥類，但是從分類的角度，依據(jù)是否會游泳，也可以選擇與鴨、魚、鵝不同的雞。從評價(jià)角度講，2 種答案都沒有錯(cuò)，但是我們往往會陷入思維定勢，反而忽略了分類的多樣性。

改革作業(yè)與考試評價(jià)，應(yīng)根據(jù)學(xué)生在解決學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)的不同表現(xiàn)，將學(xué)習(xí)劃分為不同復(fù)雜水平，賦予不同的得分，注重過程的評價(jià)。例如一個(gè)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)作業(yè)，讓學(xué)生用條形磁鐵、大號縫衣針、硬卡紙、橡皮泥、大頭針等制作簡易指南針，可設(shè)計(jì)“自制指南針”評價(jià)量表（如表1）。

創(chuàng)新與實(shí)踐活動評價(jià)改革

2022 年出臺的《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中提出要重視學(xué)生評價(jià)中的過程性評價(jià)，要倡導(dǎo)跨學(xué)科融合、校內(nèi)外結(jié)合，體現(xiàn)評價(jià)的綜合性、增值性及過程性，使評價(jià)從主要測量回憶陳述性知識與程序性知識，向評價(jià)高級思維技能與發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的能力轉(zhuǎn)變，從而促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

除了傳統(tǒng)的紙筆測試外，還可以通過科技創(chuàng)新實(shí)踐活動、航模競賽活動、科學(xué)拓展課等項(xiàng)目化課題研究，以及瓜果蔬菜種植勞動實(shí)踐項(xiàng)目等真實(shí)情境學(xué)習(xí)對學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)進(jìn)行評價(jià)。但此類活動的評價(jià)重結(jié)果、輕反饋，重全面、輕多維，因此無法促進(jìn)學(xué)生的深層次發(fā)展。為了更好地發(fā)揮評價(jià)促進(jìn)學(xué)生發(fā)展的功能，在創(chuàng)新實(shí)踐活動中要以激勵(lì)性評價(jià)作為改革評價(jià)的原則，隨時(shí)隨地激發(fā)學(xué)生的科學(xué)熱情，發(fā)展科學(xué)思維。例如在投石機(jī)制作競賽中，創(chuàng)設(shè)“多維兩段式”評價(jià)量表（如表2），學(xué)生完成投石機(jī)制作后，從合作精神、選材精簡、搭建時(shí)間、投射精準(zhǔn)度等維度對作品進(jìn)行評價(jià)。分單項(xiàng)設(shè)置“合作達(dá)人”“選材達(dá)人”“速度達(dá)人”“精準(zhǔn)達(dá)人”等，讓每個(gè)學(xué)生都有成功的體驗(yàn)，培養(yǎng)他們對科學(xué)探究的廣泛興趣，同時(shí)點(diǎn)評的設(shè)置能夠促進(jìn)學(xué)生在創(chuàng)新實(shí)踐活動中不斷反思。第一階段結(jié)束后，學(xué)生根據(jù)反饋對作品進(jìn)行改良。第二階段舉行改進(jìn)展示會，小組總結(jié)匯報(bào)交流改進(jìn)后的作品，再進(jìn)行二次打分。多維兩段式評價(jià)就是讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的閃光點(diǎn)和興趣點(diǎn)，樹立繼續(xù)學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的目標(biāo)。

保障立體化

做好科學(xué)教育加法對學(xué)校來說是新的工作，需要對原有的教學(xué)內(nèi)容和方式作出一定的補(bǔ)充。學(xué)校將圍繞團(tuán)隊(duì)建設(shè)、專業(yè)支持、基地聯(lián)動、機(jī)制保障4 個(gè)維度，更新保障機(jī)制成分，實(shí)現(xiàn)保障機(jī)制立體化。

團(tuán)隊(duì)建設(shè)

學(xué)校要做好科學(xué)教育加法，首先要建立一支專業(yè)的教師團(tuán)隊(duì)。建議由一位校長擔(dān)任組長統(tǒng)籌工作，領(lǐng)導(dǎo)整個(gè)項(xiàng)目的開展。全體科學(xué)教師、跨學(xué)科教師則主要負(fù)責(zé)科學(xué)教育項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和實(shí)施。團(tuán)隊(duì)建立后，學(xué)校要聘請專家定期為教師進(jìn)行系統(tǒng)性培訓(xùn)，組織教師參加校外研修活動，同時(shí)構(gòu)建教師成長階梯體系，以提升教師的專業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

專業(yè)支持

做好科學(xué)教育加法還需要專業(yè)力量的支持，學(xué)?？善刚埜咝＜医淌?、教研員、從事科技類工作的家長組成專家組。專家組可為教師開展專業(yè)化培訓(xùn)，也可以為學(xué)生開設(shè)知識講座，為項(xiàng)目式教學(xué)提供指導(dǎo)，在成果展示時(shí)擔(dān)任評委。此外，學(xué)校還可邀請專家組指導(dǎo)教師設(shè)計(jì)并實(shí)施促進(jìn)學(xué)生高階思維提升的實(shí)踐活動。

基地聯(lián)動

學(xué)習(xí)的教育資源有限，且知識多以書面化形式呈現(xiàn)，可通過與當(dāng)?shù)乜萍碱惼髽I(yè)、博物館、科技館、航天館、農(nóng)產(chǎn)品基地、生態(tài)產(chǎn)業(yè)園、非遺文化傳承人等機(jī)構(gòu)和個(gè)人建立聯(lián)動機(jī)制，滿足學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)提升的需求。主要可通過以下兩種途徑實(shí)現(xiàn)校內(nèi)外聯(lián)動。

● 邀請科技企業(yè)、機(jī)構(gòu)進(jìn)校園開設(shè)展覽活動，例如開展科技館進(jìn)校園活動，讓學(xué)生近距離體驗(yàn)天文望遠(yuǎn)鏡、與智能機(jī)器人對話等。

● 組織學(xué)生到科技場館、科普教育基地等現(xiàn)場觀摩學(xué)習(xí)，例如組織學(xué)生參觀智能農(nóng)業(yè)園，體驗(yàn)環(huán)境數(shù)據(jù)傳感器、植保無人機(jī)、自動收割機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等前沿科技在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用等。

機(jī)制保障

創(chuàng)新教學(xué)方式，提高學(xué)習(xí)效率 學(xué)校應(yīng)鼓勵(lì)教師團(tuán)隊(duì)積極創(chuàng)新教學(xué)方式，通過開展項(xiàng)目式、大單元整合、跨學(xué)科融合等教學(xué)方式，促使課堂從蜻蜓點(diǎn)水式的講述轉(zhuǎn)向以學(xué)生為主體的探究，從解決枯燥的書面問題轉(zhuǎn)向解決真實(shí)情境中的親歷問題，從而提高國家課程的學(xué)習(xí)效率，同時(shí)持續(xù)推進(jìn)作業(yè)改革，切實(shí)減輕學(xué)生的作業(yè)負(fù)擔(dān)。

改進(jìn)教研機(jī)制，提供課時(shí)保障 結(jié)合教材，組織跨年級、跨學(xué)科教師在學(xué)期前一起研討，共同制訂課程規(guī)劃，撰寫項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方案。在實(shí)施過程中，通過教師相互評價(jià)和改進(jìn)，逐漸補(bǔ)充、完善教學(xué)方案。通過教學(xué)研討，可以不斷優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)、明確課程內(nèi)容，最終將項(xiàng)目式、大單元、跨學(xué)科的教學(xué)方式有機(jī)融入常規(guī)課程當(dāng)中。

參考文獻(xiàn)

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