學(xué)校做好“科學(xué)教育加法”的積極實(shí)踐

林樂(lè)珍

【摘 要】在“雙減”中做好科學(xué)教育加法，是中小學(xué)校面臨的時(shí)代命題。盲目、低效的加法，或者局部因素上的加法都不能夠帶來(lái)科學(xué)教育質(zhì)量根本性的改變。本文基于提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的“原點(diǎn)思維”，從指向創(chuàng)新的科學(xué)教育課程建構(gòu)、指向?qū)嵺`的科學(xué)教育課程實(shí)施、科學(xué)教育賦能學(xué)校內(nèi)涵發(fā)展的實(shí)踐邏輯層面闡述了學(xué)校做好“科學(xué)教育加法”的積極實(shí)踐。

【關(guān)鍵詞】科學(xué)教育加法 課程建構(gòu) 課程實(shí)施 內(nèi)涵發(fā)展

基礎(chǔ)教育階段的科學(xué)教育關(guān)乎科技強(qiáng)國(guó)建設(shè)。在“雙減”中做好科學(xué)教育加法，是中小學(xué)校面臨的時(shí)代命題。這關(guān)系到課程統(tǒng)整、教學(xué)變革、家校社協(xié)同、資源建設(shè)、師資培訓(xùn)等。盲目、低效的加法，或者局部的加法都不能夠帶來(lái)科學(xué)教育質(zhì)量根本性的改變。

我們?cè)谒伎迹环翆?wèn)題解決暫時(shí)擱置，回到“原點(diǎn)”，那個(gè)唯一的、大寫(xiě)的“人”—

怎樣開(kāi)發(fā)課程，以滿足學(xué)生的個(gè)性化要求，提升科學(xué)素養(yǎng)，為拔尖創(chuàng)新人才在源頭上打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)？

怎樣實(shí)施課程，才能真正發(fā)展學(xué)生可以帶得走的科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，為未來(lái)做準(zhǔn)備？

怎樣將科學(xué)教育深度融入學(xué)校內(nèi)涵發(fā)展的行動(dòng)中，賦能學(xué)生全面發(fā)展核心素養(yǎng)？

可見(jiàn)，發(fā)展每一個(gè)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是“科學(xué)教育加法”的核心目標(biāo)，構(gòu)建指向創(chuàng)新、實(shí)踐的科學(xué)教育課程是“科學(xué)教育加法”的關(guān)鍵抓手，最終賦能學(xué)生全面發(fā)展核心素養(yǎng)是“科學(xué)教育加法”的價(jià)值歸宿，這是學(xué)校做好“科學(xué)教育加法”的積極實(shí)踐邏輯。

一、指向創(chuàng)新的科學(xué)教育課程建構(gòu)

科學(xué)教育是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，學(xué)校需要在理解的基礎(chǔ)上進(jìn)行整體規(guī)劃，建構(gòu)指向創(chuàng)新的科學(xué)教育課程，并在動(dòng)態(tài)發(fā)展中進(jìn)行更新與完善。

1. 全局性的科學(xué)教育圖景

全局性的科學(xué)教育圖景是學(xué)校層面科學(xué)教育課程的整體設(shè)計(jì)和系統(tǒng)思考。

橫向上，《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》 提出，科學(xué)教育內(nèi)容有四個(gè)領(lǐng)域，每個(gè)領(lǐng)域有若干核心概念，分布如下：物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域有4個(gè)核心概念，生命科學(xué)領(lǐng)域有4個(gè)核心概念，地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域有3個(gè)核心概念，技術(shù)與工程領(lǐng)域有2個(gè)核心概念，加上4個(gè)跨學(xué)科概念，這些內(nèi)容展現(xiàn)了當(dāng)代科學(xué)課程內(nèi)容圖景，是科學(xué)教育課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)的主干部分。

縱向上，學(xué)校科學(xué)教育課程呈金字塔型，同樣指向創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，但不同層級(jí)的課程目標(biāo)、課程內(nèi)容各不相同（見(jiàn)圖1）。金字塔的底層是面向全體學(xué)生的“科創(chuàng)課程教育”，包括國(guó)家課程科學(xué)課、信息科技課以及科創(chuàng)綜合實(shí)踐活動(dòng)，旨在通過(guò)科學(xué)課程培育學(xué)生創(chuàng)新思維能力。無(wú)論學(xué)生將來(lái)是否能成為拔尖創(chuàng)新人才，都可以從重視創(chuàng)新思維的科學(xué)課程中獲益。金字塔的中間是“科創(chuàng)拓展教育”，包括科技興趣拓展課程、社團(tuán)以及家庭實(shí)驗(yàn)室，為滿足學(xué)生個(gè)性發(fā)展而開(kāi)設(shè)，由學(xué)校組織教師自行設(shè)計(jì)，或選用他人設(shè)計(jì)的現(xiàn)成課程，自由度比較高，模式多樣，在滿足學(xué)生興趣選擇的同時(shí)，讓學(xué)生全方位地了解各科技領(lǐng)域的概貌，為未來(lái)的專(zhuān)業(yè)和職業(yè)選擇做好鋪墊。金字塔的塔尖是“科學(xué)創(chuàng)新教育”，整合資源，創(chuàng)造條件，為少數(shù)對(duì)某一領(lǐng)域具有極大興趣的、具有科學(xué)家潛質(zhì)的學(xué)生提供較為系統(tǒng)的創(chuàng)新課程。

全局性學(xué)?？茖W(xué)教育課程，將科學(xué)教育內(nèi)容組合成一個(gè)具有內(nèi)在聯(lián)系的、結(jié)構(gòu)的、立體的框架體系，體現(xiàn)了系統(tǒng)化、分層化和差異性。

2. 綜合化的科學(xué)課程新樣態(tài)

如果說(shuō)全局性的科學(xué)教育圖景是向上的頂層設(shè)計(jì)，那綜合化的科學(xué)課程新樣態(tài)就是向下的課程綜合，圍繞大概念統(tǒng)整課程，通過(guò)節(jié)點(diǎn)性、中樞性的學(xué)習(xí)任務(wù)或問(wèn)題，統(tǒng)整課程內(nèi)容，優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，為“科學(xué)教育加法”騰挪空間。主要呈現(xiàn)為以下幾種樣態(tài)。

（1）科學(xué)學(xué)科內(nèi)的課程整合

當(dāng)下的科學(xué)教材圍繞大概念呈現(xiàn)大單元，較好地體現(xiàn)了水平統(tǒng)整，但學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展具有長(zhǎng)期性，如何讓課程內(nèi)容在水平統(tǒng)整的思路基礎(chǔ)上，做到循序漸進(jìn)和螺旋上升，是科學(xué)課程整合的重要課題。

以一次小學(xué)、初中、高中聯(lián)合科學(xué)研討會(huì)為例，會(huì)議利用“變化觀念”進(jìn)行統(tǒng)攝，以大概念為統(tǒng)領(lǐng)，圍繞“金屬腐蝕”主題，從化學(xué)觀念、探究能力、真實(shí)問(wèn)題解決三個(gè)維度展示不同學(xué)段學(xué)生的課堂表現(xiàn)與發(fā)展變化。這樣的研討有利于各教育階段在探索整合時(shí)考慮如何向下扎根和向上銜接，以實(shí)現(xiàn)學(xué)科內(nèi)各學(xué)段課程的縱橫聯(lián)合，讓學(xué)生全面把握學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)和邏輯結(jié)構(gòu)，增添對(duì)科學(xué)的掌控感。

（2）跨學(xué)科科學(xué)課程整合

跨學(xué)科科學(xué)課程整合是以科學(xué)學(xué)科核心知識(shí)為基礎(chǔ)，運(yùn)用兩種及以上學(xué)科知識(shí)與方法去考察、探究一個(gè)中心主題、任務(wù)或問(wèn)題，這是科學(xué)課程整合的新局面。浙江省溫州市第二實(shí)驗(yàn)小學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“溫州實(shí)驗(yàn)二小”）科創(chuàng)教研組嘗試了以下幾種做法。

做法一：學(xué)科內(nèi)的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。比如，六年級(jí)下冊(cè)科學(xué)教材中有“動(dòng)物和植物的種類(lèi)繁多，我們知道校園里有多少種植物、多少種動(dòng)物嗎”的學(xué)習(xí)內(nèi)容，教師就以植物為切入點(diǎn)，以“校園植物繁多，你有什么辦法可以集中介紹這些植物，讓師生或校園客人快速認(rèn)識(shí)它們”為問(wèn)題情境，設(shè)計(jì)了“制作一本校園植物手冊(cè)”的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。

做法二：綜合實(shí)踐活動(dòng)中的跨學(xué)科研究性學(xué)習(xí)。比如，學(xué)校地下停車(chē)庫(kù)車(chē)位只有48個(gè)，不能滿足教師的停車(chē)需求，教師提出“如何增加停車(chē)庫(kù)車(chē)位”的問(wèn)題，于是學(xué)生開(kāi)啟了一場(chǎng)整合綜合實(shí)踐、數(shù)學(xué)、語(yǔ)文、信息科技的跨學(xué)科研究性學(xué)習(xí)。學(xué)生充當(dāng)“城市規(guī)劃師”進(jìn)行探究，制訂項(xiàng)目研究計(jì)劃，利用比例尺、空間幾何等數(shù)學(xué)概念解讀停車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì)圖紙，制作中小規(guī)模車(chē)輛模型，并擺放出小組車(chē)位設(shè)計(jì)方案，對(duì)照班級(jí)共同制訂的設(shè)計(jì)規(guī)范，利用3D模型等進(jìn)行方案驗(yàn)證，最終形成班級(jí)停車(chē)庫(kù)車(chē)位設(shè)計(jì)方案。

做法三：跨學(xué)科主題教學(xué)。比如，教師整合了科學(xué)教材中“植物”“植物的生長(zhǎng)變化”“生物的多樣性”單元和勞動(dòng)教材中“水培植物我養(yǎng)護(hù)”“班級(jí)植物角共創(chuàng)建”“小神農(nóng)種植園”“打造陽(yáng)臺(tái)小菜園”單元以及學(xué)生的家庭實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)辟了學(xué)校種植園課程，打通課內(nèi)課外，學(xué)生開(kāi)展家庭種植、觀察、記錄，然后共建班級(jí)植物角，優(yōu)秀作品入駐學(xué)校種植園，學(xué)校提供養(yǎng)護(hù)工具，學(xué)生利用課間澆水、整理，共同養(yǎng)護(hù)。

（3）學(xué)習(xí)取向的科學(xué)課程整合

學(xué)習(xí)取向的科學(xué)課程整合其實(shí)質(zhì)是在理解課程文本和材料時(shí)嵌入對(duì)兒童經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)，使整合課程的事實(shí)與學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)、興趣、能力相關(guān)聯(lián)，這是一種在學(xué)科、跨學(xué)科課程整合基礎(chǔ)上的創(chuàng)生性課程。

比如，學(xué)校新開(kāi)了一個(gè)小餐廳，怎么進(jìn)行餐廳文化布置？圍繞這個(gè)問(wèn)題，學(xué)習(xí)沿著兩條線索推進(jìn)。一條線索指向環(huán)境美化，涉及靜態(tài)布置和動(dòng)態(tài)展示，如餐廳命名（語(yǔ)文），餐廳環(huán)境美化（美術(shù)），餐飲禮儀、規(guī)則約定（道德與法治）。另一條線索指向營(yíng)養(yǎng)健康，涉及這個(gè)領(lǐng)域非常重要的一些議題，動(dòng)靜結(jié)合，如中國(guó)美食的烹飪方式（語(yǔ)文《中國(guó)美食》），飲食量、食品選購(gòu)、食品成分、膳食指南（地方課程、信息科技），一天的食物、食物中的營(yíng)養(yǎng)、營(yíng)養(yǎng)要均衡、營(yíng)養(yǎng)早餐（科學(xué)、信息科技）。就這樣，語(yǔ)文、科學(xué)、美術(shù)、信息科技、道德與法治、地方課程等教師自發(fā)組合，議題不同，互為主輔，緊密配合，一個(gè)跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的營(yíng)養(yǎng)健康課程就生成了。

二、指向?qū)嵺`的科學(xué)教育課程實(shí)施

《教育部等十八部門(mén)關(guān)于加強(qiáng)新時(shí)代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱《意見(jiàn)》）中提出“注重將知識(shí)學(xué)習(xí)與實(shí)踐相結(jié)合，強(qiáng)化做中學(xué)、用中學(xué)、創(chuàng)中學(xué)”，通俗地說(shuō)，就是“加實(shí)踐”“加項(xiàng)目”“加工程”，這也是科學(xué)教育課程實(shí)施三個(gè)層級(jí)的探究實(shí)踐。

1. “加實(shí)踐”：指向探究實(shí)踐的學(xué)習(xí)方式

只有把概念和身邊的現(xiàn)象聯(lián)系起來(lái)，才能更有效地學(xué)習(xí)科學(xué)、深層理解科學(xué)。

課堂上，教師和學(xué)生一起探索，把生活場(chǎng)景中的問(wèn)題用科學(xué)實(shí)驗(yàn)揭示出來(lái)，建構(gòu)科學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)，使科學(xué)學(xué)習(xí)更有效。當(dāng)學(xué)生開(kāi)始玩科學(xué)，他們會(huì)把自己當(dāng)成小科學(xué)家，學(xué)習(xí)像科學(xué)家一樣思考。教師和家長(zhǎng)達(dá)成共識(shí)：當(dāng)學(xué)生問(wèn)家長(zhǎng)問(wèn)題時(shí)，重要的不是立即回答，而是要問(wèn)學(xué)生，你怎么想？讓學(xué)生玩轉(zhuǎn)各種想法、創(chuàng)設(shè)各種可能性，因?yàn)槊恳豁?xiàng)發(fā)明，無(wú)論大小，在實(shí)現(xiàn)之前，都是憑借著想象力將想法結(jié)合在一起。

總之，讓科學(xué)教育成為一段旅程，學(xué)生觀察、測(cè)試、實(shí)驗(yàn)、預(yù)測(cè)、解釋、得出結(jié)論、交流和溝通，這些基本技能是科學(xué)教育的目標(biāo)。

2. “加項(xiàng)目”：?jiǎn)栴}解決驅(qū)動(dòng)的探究實(shí)踐

《意見(jiàn)》提出“深化學(xué)校教學(xué)改革，提升科學(xué)教育質(zhì)量……探索項(xiàng)目式、跨學(xué)科學(xué)習(xí)，提升學(xué)生解決問(wèn)題能力”。溫州實(shí)驗(yàn)二小從實(shí)踐的豐富性系統(tǒng)思考項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的迭代發(fā)展，提出：①適應(yīng)性迭代，課堂學(xué)教方式的變革。這是簡(jiǎn)化版的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，是一種微項(xiàng)目，指向多樣化學(xué)習(xí)方式的變革。②延展性迭代，課內(nèi)外項(xiàng)目融合設(shè)計(jì)。這是深度運(yùn)用學(xué)科思維實(shí)踐，其價(jià)值在于將課堂學(xué)習(xí)延展開(kāi)來(lái)，從生活中來(lái)，到生活中去。③綜合性迭代，項(xiàng)目化學(xué)習(xí)綜合設(shè)計(jì)。跨學(xué)科單項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、項(xiàng)目群的綜合設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了綜合學(xué)習(xí)的思想。

多樣態(tài)迭代發(fā)展的項(xiàng)目學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)方式、學(xué)科學(xué)習(xí)以及跨學(xué)科學(xué)習(xí)上都做了有益的突破，從更長(zhǎng)遠(yuǎn)的教育發(fā)展目標(biāo)引領(lǐng)教師開(kāi)展項(xiàng)目化學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)。

3. “加工程”：開(kāi)放性解決復(fù)雜問(wèn)題的探究實(shí)踐

《意見(jiàn)》提出“統(tǒng)籌規(guī)劃科學(xué)教育與工程教育”“加強(qiáng)中小學(xué)科學(xué)及相關(guān)學(xué)科（物理、化學(xué)、生物、地理、信息科技/信息技術(shù)、通用技術(shù)等）……教材修訂完善工作”，充分體現(xiàn)了全面加強(qiáng)中小學(xué)科學(xué)教育的系統(tǒng)觀。

溫州實(shí)驗(yàn)二小將工程啟蒙教育融入科學(xué)、信息科技、勞動(dòng)等國(guó)家課程的實(shí)施中，培養(yǎng)學(xué)生綜合科技素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。比如，在學(xué)校的一號(hào)樓，有一層的“未來(lái)學(xué)校我來(lái)想”，學(xué)生通過(guò)切割，按一定比例設(shè)計(jì)校園模型，然后圍繞“綠色校園”設(shè)計(jì)靠太陽(yáng)照明的教室，將智能系統(tǒng)中的連續(xù)量轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)量設(shè)計(jì)智能新風(fēng)系統(tǒng)；圍繞“智控校園”設(shè)計(jì)無(wú)人值守圖書(shū)館、智能掃地機(jī)器人、情緒“抱抱墻”等系列模型。

從系統(tǒng)分析到制訂計(jì)劃再到實(shí)施的一系列過(guò)程，涵蓋了數(shù)學(xué)建模、科學(xué)探究、創(chuàng)新設(shè)計(jì)和算法實(shí)現(xiàn)等方面內(nèi)容，學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題的解決，他們的創(chuàng)造給校園文化建設(shè)帶來(lái)很多靈感。

三、科學(xué)教育賦能學(xué)校內(nèi)涵發(fā)展

科學(xué)教育是學(xué)校系統(tǒng)工作中的核心關(guān)切點(diǎn)之一，要深度融入學(xué)校辦學(xué)創(chuàng)新，促進(jìn)學(xué)校內(nèi)涵發(fā)展，賦能學(xué)生全面發(fā)展核心素養(yǎng)。

1. 聚合：諸多要素創(chuàng)造性地組合

當(dāng)我們站在系統(tǒng)的視角去觀照，就會(huì)將科學(xué)教育體系中的大問(wèn)題分解成小事情，指向并圍繞全局性學(xué)?？茖W(xué)教育圖景創(chuàng)造性地組合。以溫州實(shí)驗(yàn)二小“科創(chuàng)＠未來(lái)”科創(chuàng)嘉年華活動(dòng)為例（見(jiàn)表1），學(xué)生在整個(gè)過(guò)程中學(xué)科學(xué)、玩科學(xué)、創(chuàng)科學(xué)，課程內(nèi)容、課程實(shí)施、教師培訓(xùn)、資源整合、家校社聯(lián)動(dòng)等融會(huì)貫通于日常的課程活動(dòng)與教學(xué)改革之中，避免了人力、物力和精力的低效能投入。

當(dāng)然，學(xué)校作為科學(xué)教育實(shí)施的主體，在考慮整體聚合的同時(shí)，還要進(jìn)一步關(guān)注各視點(diǎn)中各類(lèi)事情的前聯(lián)后引，連成線，組成塊。

2. 生發(fā)：全學(xué)科打開(kāi)科學(xué)教育的“入口關(guān)”

立體型的學(xué)?？茖W(xué)教育課程架構(gòu)維度更多，關(guān)聯(lián)的對(duì)象更豐富，內(nèi)在結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)增多，可以生發(fā)的自由度和空間也就更大了。每一位教師都可以透過(guò)大概念厘清全學(xué)科融入科學(xué)教育的思維脈絡(luò)，在學(xué)科教學(xué)中為科學(xué)教育內(nèi)容要素打開(kāi)“入口關(guān)”，做好科學(xué)教育加法的“增長(zhǎng)極”。

比如，溫州實(shí)驗(yàn)二小的“世界青年科學(xué)家大會(huì)”研學(xué)就源于語(yǔ)文二年級(jí)下冊(cè)“學(xué)習(xí)提問(wèn)”單元，語(yǔ)文教師將其轉(zhuǎn)化為“當(dāng)世界青年科學(xué)家峰會(huì)與青少年成長(zhǎng)相遇”的任務(wù)。任務(wù)一：向好奇心致敬。課內(nèi)通過(guò)問(wèn)題卡、解答卡的方式引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)提問(wèn)、學(xué)會(huì)解答，體驗(yàn)“原來(lái)科學(xué)發(fā)明源于問(wèn)題，創(chuàng)新出自好奇”。然后聯(lián)系生活，海選問(wèn)題，在語(yǔ)文、信息科技教師的共同指導(dǎo)下，創(chuàng)作“向好奇心致敬”的微課視頻，遞呈“世界青年科學(xué)家大會(huì)”播放。任務(wù)二：“世界青年科學(xué)家大會(huì)”研學(xué)。學(xué)生利用周末走進(jìn)“世界青年科學(xué)家大會(huì)”，深刻感受創(chuàng)新就在身邊。任務(wù)三：向青年科學(xué)家發(fā)問(wèn)。把青年科學(xué)家請(qǐng)進(jìn)校園，學(xué)生近距離接觸科學(xué)家，將自己帶著問(wèn)題研究、查資料、做實(shí)驗(yàn)的成果分成幾個(gè)區(qū)域展示，向科學(xué)家提問(wèn)、與科學(xué)家交流。一問(wèn)一答中，科學(xué)的種子已經(jīng)悄然種下。

3. 賦能：促進(jìn)學(xué)校內(nèi)涵發(fā)展

聚合，生發(fā)，再聚合，再生發(fā)，最終是為了賦能學(xué)生的成長(zhǎng)和學(xué)校的發(fā)展。因此，科學(xué)教育的積極推進(jìn)需要管理者在工作中處理好科學(xué)教育與其他領(lǐng)域的平衡關(guān)系，通過(guò)分析問(wèn)題的“思想透鏡”，厘清優(yōu)化科學(xué)教育的實(shí)踐脈絡(luò)，提升決策工作和改革實(shí)踐的專(zhuān)業(yè)性。

總之，科學(xué)教育要深度融入學(xué)校內(nèi)涵發(fā)展行動(dòng)，從科創(chuàng)教育出發(fā)，可以看到科學(xué)教育的推進(jìn)路徑“加實(shí)踐”“加項(xiàng)目”“加工程”。

（作者單位：浙江省溫州市第二實(shí)驗(yàn)小學(xué)）

責(zé)任編輯：趙繼瑩