江蘇星河實?。喝笆酵七M學?？茖W教育創新實施

左文飛 莊惠芬

摘要江蘇省常州市武進區星河實驗小學針對中小學科學教育實踐中存在的邊緣化、碎片化、淺表化等現象，不斷深化科學課程改革，在資源統籌、內容建設、教學變革等方面系統發力。一是統籌家校社資源，構建全域立體的科學探究場景；二是建設包含普適課程群、專適課程群、自適課程群在內的全景式分層次科學課程群，滿足不同學生群體的學習需要；三是堅持做學玩合一的理念，不斷推進教與學方式的變革；四是在師資建設、課時設置、學生評價等方面改進優化，為推進科學教育提供堅實保障。

關鍵詞 科學教育；科學素養；拔尖創新人才早期培養；家庭科學實驗室；跨學科學習；協作式學習

中圖分類號G62

文獻標識碼B

文章編號1002-2384（2023）06-0026-04

注釋：① 本文系2021年度江蘇省中小學課程基地與學校文化建設項目“好奇工場：指向兒童科學素養的學習創新實踐”、2022年度江蘇省中小學課程基地與學校文化建設項目“指向‘兒童創想家培養的學校課程基地建設”的階段性研究成果。

科學教育不僅對促進學生全面發展有著重要價值和意義，而且對于拔尖創新人才早期培養起著重要的啟蒙與奠基作用。然而在當前的中小學科學教育實踐中，仍存在邊緣化、碎片化、淺表化等現象，主要表現為科學教育不被重視、科學課程缺乏系統建設、科學教育資源相對匱乏、科學教學重講授輕探究體驗，等等。對此，江蘇省常州市武進區星河實驗小學堅持“開展科學啟蒙、激發科學探究、促進科學創造”的工作目標，十年來不斷深化科學課程改革，在資源統籌、內容建設、教學實施等方面系統發力，取得了突出的教育成效。

一、家校社協同，構建全域立體的科學探究場景

在傳統的學校教育中，科學實驗室往往是固定的、標準化的，不易激發兒童的探究興趣，也難以為學生提供個性化的學習支持。對此，我校從“四A”理念出發，整體構建涵蓋家庭、學校、社區的科學創想場景，為學生的科學探究提供全域性的環境支持?！八腁”包括以下內容：Anywhere，任何地方都可以進行科學發現；Anytime，任何時刻都能夠進行科學思維；Anyone，任何師生、家長都爭做科學探究者；Anyway，不論以何種方式、從何種角度都可以進行科學創造。

1. 構建時時可做的校內科學實踐場所

在科學教學中，我們提供給孩子的不應僅是簡單的實驗經歷，而應是融學習內容、方式與裝備支持于一體的學習環境，使學生能夠真正沉浸其中，參與體驗互動。針對不同學生群體及其發展需求，我們在校內構建了三類科學實踐場所，提供涉及不同科學主題的研究支持。

其一，打造一組開放的主題科學實驗室。我校摒棄了標準化、單一性的科學實驗室傳統布局，以發展的視角建構起包括自然觀察港、物質交互港、探究發現港、創新實踐港在內的四個主題科學實驗室，并配置相關裝備器材，方便學生在其中開展觀察、測量、生化實驗、工程技術實踐等活動，形成讓兒童積極卷入的科學探究空間。除滿足日常授課需求外，主題科學實驗室還隨時歡迎學生延續課上未完成的實驗，破解心中疑惑，讓國家課程的執行更加深、透、實。

其二，打造一個綜合性的科學創想中心。我校專門設計建造了800平方米的科學創想中心，內設人體科學、力與機械、地球家園、創智工坊、宇宙奇觀、光影世界等12個主題小館。在這里，孩子們可以見到生活中罕見的科學現象，在與設備互動中獲得真實體驗，提出有意思的科學問題。每個主題小館都開設有20多門探究課程，并由孩子們擔任“課程寶貝”，在教師指導下承擔微課程的展示講解工作，最后課程被存儲在學校的創想科學研究院云平臺上，供所有學生根據自身興趣自主點播學習。

其三，打造一個進階性的“好奇工場”。本著推進國家課程高質量實施、為拔尖創新人才早期培養提供支持的出發點，我校還建設了占地1000平方米的“好奇工場”，形成以“小蝌蚪造物間”“火星實驗室”“創意智豆鏈”“萬物夢工場”為場景的科學實踐場所。我們將科學教育的4大主題（生命世界、地球與宇宙、物質世界、應用科學）延伸至8大領域，設計了300多種主題課程以及數百項科學實驗，以更好地配合學?？茖W課程群的構建與實施。

2. 開設人人可研的家庭科學實驗室

為打破學習邊界，我校發起了主題為“100+創意實驗、100+科學小導師”的家庭科學實驗室創設行動，旨在突破以往實驗教學中只能由教師“講”、學生“看”的局限，培養愛科學、善鉆研、會分享的科學小達人及研究發燒友。學校號召學生把家中的廚房、雜物間等空間充分利用起來，通過在教材中尋找線索或根據生活中的問題生成實驗課題，然后利用生活中的材料或自制實驗器材開展各類科學小實驗。在這種日常的、開放的、自由的家庭場景中，孩子們圍繞科學創想類和藝術創想類兩個方向，在一個學期內自主開展了100多個科學實驗，創編藝術實驗作品數千件。同時，學生們還將自己的研究經歷與作品創作過程整理成文稿，錄制成視頻，并借助校內公告欄、學生大型集會、學校微信公眾號等平臺進行展示發布，以鼓勵同伴模仿實踐并開展延伸研究。

3. 設立處處可探的社區科學實踐基地

本著“優勢互補、資源共享、互惠雙贏、共同發展”的原則，我校與所在區域內的33個科創基地建立長期合作關系，學生們每月都可以到基地進行具身體驗，開展科學實踐。學校還在其中遴選了20家創新型基地成立了“娃娃科學創想實驗室”。比如：“星星充電”是一家新能源創新型企業，學生到基地學習、體驗、交流后，學校會針對其中一些對新能源開發有興趣的學生，每月安排半天時間讓他們到基地跟隨專業人員開展深度學習探究。此舉既達到了對全體學生進行科學啟蒙的目的，又能支持部分對科學探究特別有興趣的學生開展進一步的探索與發現。此外，學校還與省科協聯手，建立少年兒童科技素養實踐研究基地；與武進區青少年活動中心聯手，創建兒童創意設計與制作中心；申請成為常州市知識產權專利實驗校，為兒童取得創新成果提供資源、智力、平臺的支持，等等。

二、思創行一體，構建全景式分層次科學課程群

創新人才的培養需要科學課程內容體系的不斷創新與完善。為提升學生的科學素養，我校系統構建了包含普適課程群、專適課程群、自適課程群在內的全景式分層次科學課程群。

1. 普適課程群：用大概念統領國家課程的高質量實施

我們圍繞科學大概念，從三個方面著手，達成對國家課程的高質量實施，在此過程中形成面向全體學生、包括176個主題的普適課程群。一是圍繞科學課程標準中的13個核心概念，整合教材單元內容形成132個認知主題。二是將各種科學概念進行橫縱向組織聯結，形成以分析理解實際問題為主的12個思辨主題。如整合“能量”“能量轉換”“能源”等概念，形成“能源危機后果推演與對策建議”主題，引導學生不僅能從一兩個具體事實入手分析判斷事物的發展變化，而且還能在高位觀念的指引下提出應對建議。三是豐富科學概念的外延，形成以應用實踐為重心的32個創意主題。創意主題的學習以科學概念的建構為基礎，以解決實際問題為目標，而且必須拿出可見的成果，以促使學生的知識學習從固定存儲走向實踐應用。

2. 專適課程群：用大項目推動班本課程的跨學科開展

培養具有科學家精神的兒童，需要從培養學生的問題意識開始。對于真實問題的發現與解決，需要考慮到現實中人與人、人與物、人與時空的連接。我校的專適課程群就是面向有意愿參與復雜性、綜合性問題研究的兒童，通過班本課程的設計，鼓勵學生開展以班級為單位的跨學科學習。

班本課程分為兩類。一類是所有班級都需要開展、面向所有學生的科學項目學習課程，具體內容由班級師生自選。課程學習不過于追求深度，但注重對科學事實、原理的正確理解和創意表達，目前包括“超級變變變”“科學故事小劇場”“微研究秀場”等項目，融合科學、文學、數學、藝術等多個領域的知識技能。如“超級變變變”作為我校的一個傳統科學項目，要求學生用與眾不同的方式表現科學發現和歷程。

另一類班本課程是以班級中的部分學生為核心團隊，完成一個較有深度的主題項目研究。問題從學生中來，從生活中來，研究方案由師生共同商定，學生需要學習應用相關知識解決生活中的實際問題。如有的班級學生在觀察到校園公廁內臟而臭這一生活現象后，就產生了“WC變形計”主題探究項目，并通過對與衛生間相關的設備、使用者等要素的分析研判，產生了一系列創想設計，解決了這一現實問題。諸如此類，教師們以日常問題為抓手，引導學生像科學家一樣經歷“設問-觀察-探究-反思”的過程，由此產生對外部世界更深入的認識以及積極改造世界的熱情與創想，這樣讓學生成為小小科學家、小小發明家就有了更多可能。

3. 自適課程群：用大場景推動生本課程的個性化實踐

自適課程群是指服務于學生與同伴、家人之間合作進行主題學習的生本課程，主要依托學?？茖W創想中心、好奇工場、家庭科學實驗室實施，旨在讓每個兒童的個性化學習意趣都能得到尊重，能自主地選擇自己感興趣的學習方向。自適課程群的學習資源來源于學生、家長、教師等多個群體，他們將自己設計好的課程通過分享鏈接、公眾號發布、制作場館學習單等方式投放給全體學生，再由每位同學自主選擇感興趣的資源開展獨立學習，或邀請同學、家長一起探索。

目前自適課程群包括四大板塊：一是科普館，主要分享生活小常識和科普閱讀內容；二是拾趣園，側重分享有意思的科學新發現；三是探究場，由學生、教師或家長提供相關探究項目的設計流程，鼓勵學生自行完成，并展示探究過程和結果；四是造物間，鼓勵學生參照一定方法仿制科技產品，并公布具體步驟。如有學生在看到其他同學分享的家庭實驗“土耳其熱氣球”后產生濃厚興趣，在跟隨視頻完成實驗后，又開始了進一步的研究探索。

三、做學玩合一，打開全息化的科學學習路徑

我校在開展科學教育過程中，不斷探索優化教與學的方式和路徑，使之更貼近學生的身心特點和學習規律，有效提升了教育實效。

1. 課內知識學習和課外具身體驗相結合

科學學習的內容、空間、場景應該是開放的，我們努力打破教室內外、校園內外的邊界，讓學生把天地萬物作為學習的對象。學生在課堂上研習最基礎的科學規律和方法，在家庭中關注身邊事物及生活現象中蘊含的科學常識與原理，在社會生活中發現科學的實際應用以及改進空間，在此過程中逐漸形成對世界的整體認知，并產生改造和建設美好家園的樸素情感。

如在蘇教版四年級下冊第二單元“地球、月球與太陽”的學習中，教師在“宇宙中的地球”這一核心概念的統領下，將單元內容劃分為“在地球上觀察地球”“跳出地球觀察地球”“太陽照射下的地球”“被護衛的地球”四個主題，同時配合校內科學場館中的日、地、月實物模型體驗和數學模型計算，以及家庭科學實驗室中的月相觀測、歷法研究，既增強了學生的體驗感，又使其在將各學科知識與經驗串聯的過程中形成“事物之間是相互聯系的”這一科學觀念。

2. 個體化學習和協作式學習相結合

堅持獨立思考有助于避免不同學生學習成果的同質化，科學學習尤其需要獨特性理解、突破性思路，這樣才能使創新創造成為可能。因此在科學學習中，我們首先將學生的個體化學習放在重要地位，引導學生從被牽引走向自驅動，從模仿、從眾走向自主、創見。

與此同時，學校還注重組織學生與朋輩、家長之間的協作式學習。朋輩之間的協作式學習多以項目小組或學習小組的方式進行，在此過程中，教師重點指導學生把握組建異質小組、物化小組標識、開展有效分工協作、創建溝通及成果共享機制等關鍵要點，以保障小組合作的順利推進。與家人開展合作學習也有著獨特優勢。很多學生家長都有自己專精的領域、豐富的實踐，可以在孩子開展課外學習遇到障礙時提供智力支持。同時，家長與孩子長時間相處，相似的生活環境更容易讓他們對共同問題產生關注，并引發探究行為。如一位家長與孩子在開車過路口時遇到被前面大車遮擋紅燈的狀況，于是合作設計出利用鏡面反射觀察交通信號燈的裝置，以更好地判斷路況，避免闖紅燈問題的出現。

3. 提供挑戰性任務與方法指引相結合

在科學教學中，我們注重設計各類挑戰性任務，并將其轉化為操作簡易、趣味性強的實踐活動菜單，鼓勵學生圍繞任務開展創新行動，由此促進學生創新思維的發育，也借此識別出具有創新特質的兒童。為保證科學探究活動的順利進行，教師注重引導學生利用各種學習資源與方法，并盡量為學生提供可行的工具支架。

一是繪制研究路線圖。如針對小區中寵物糞便污染的情況，孩子們成立“關于寵物糞便管理問題現狀研究與對策設計”項目組。教師先是引導學生針對這一問題，從現狀、原因、解決方案等角度進行整體規劃，將一個大項目拆解成若干個子項目，包括“小區中的寵物糞便污染普遍嗎，擾民嗎？”“為什么某些小區會出現這么多寵物糞便？”“可以用什么辦法讓寵物糞便變成資源？”等等。在此基礎上，學生再針對各個子項目逐一攻克。

二是掌握探索技術鏈。在研究中學習方法，以方法支撐行為，是學生開展科學探究的重要手段。如通過文獻研究獲取豐富資訊，擴充資源庫；通過現場調查收集第一手資料，拿到更接近真相的觀察結果；通過問卷調查獲取大樣本數據，再通過列表比較或繪制統計圖的方式直觀呈現數據中隱藏的規律；通過個性化的案例收集了解某一人物的感受和認知，等等。

三是選擇實用性工具。在開展科學探究時，一些解決方案需要用具體工具來呈現，學生可能要利用切削、拉鋸、打結、折疊、鉆孔、拼貼等日常操作技能完成心目中的創意設計。在此過程中，教師要指導學生認識工具，學習工具使用方法，熟悉常用材料的特性，保障工具使用的安全，以幫助他們在實踐中正確選擇應用并完成制作。

四、前中后貫通，提供全時空的科學育人保障

學校還注重在師資建設、課時設置、學生評價等方面為科學教育的推進提供堅實保障。

1. 注重教師的全員全程培養

學?？茖W規劃科學教師隊伍的結構和數量，除積極招募專職科學教師外，還選擇具有理科學習背景、責任心強的其他學科教師長期兼職科學教學工作，目前學校共有6名專職科學教師和12名兼職科學教師。為賦能科學教師成長，學校建立了完整的專兼職科學教師崗前培訓內容體系，包括組織科學教師研習科學學科核心概念及教材教法、熟悉安全實驗規范、掌握合作學習指導方略等，以促進全員觀念更新和技能提升。學校還從市、區中學理科教師、小學科學教研員、科學特級教師中選聘10位科學導師，采取組團方式對校內科學教師進行精準培養，包括通過聽課評教進行一對一指導、指導教師科學基礎知識與實驗技能的提升、引領學校學科建設等，逐步形成“導師全程指導、導師指導全員”的培養模式。

2. 注重課時的科學規劃安排

為服務課程實施的需要，學校對科學課程的課時安排進行整體優化。其中微課時10～20分鐘，側重于知識分享、操作體驗、微型探究；中課時35分鐘，側重于概念建構、思想交流；長課時80分鐘，側重于問題解決、物化產品的制作。學校將彈性課時作為長期制度固定下來，并不斷探索完善實操策略，指導教師在學期初就針對不同的課時進行整體規劃，將學期學習目標分解到具體課時，切實發揮彈性課時對于靈活落實課程培養目標的獨特價值。

3. 注重評價的全方位精準化

學?；诳茖W學科核心素養指標，兼顧學生的年齡特征、智能差異和學習風格，科學設計學生評價量規。圍繞科學學習，從自主自覺地學習、自由自在地想象、有根有據地研究、有滋有味地分享、一分為二地批判、不拘一格地創造等維度，對學生的學習表現進行評價，并通過獎勵OK章、大拇指章、創意章等徽章評價方式，激發學生學習的積極性和創造性。同時，學校還借助數字化平臺為每個孩子建立了探究歷程存儲中心，在征得學生及其監護人同意的前提下，記錄兒童的前置學習、合作學習、延展學習過程及結果，形成科學學習檔案袋，這既可以作為學生的學習成果留念，也能協助學生分析自己參與科學觀察、實驗、探究、創造方面的具體情況，同時有助于教師據此對學習內容與方式進行篩選、更迭和優化。

（編輯 王淑清）