變中取“真經(jīng)”，探索科學(xué)教育新路徑

夏日炎炎的午后，廣州市增城區(qū)鳳凰城中英文學(xué)校的教室里正在進(jìn)行一場(chǎng)同樣氣氛火熱的實(shí)驗(yàn)課。物理教師陳輝利用自制教具，引導(dǎo)學(xué)生在分組動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上自主探究光的反射定律。

陳老師的教學(xué)設(shè)計(jì)、學(xué)生們的課堂討論、實(shí)驗(yàn)的操作細(xì)節(jié)……這一切都被坐在教室后方的專家及聽(tīng)課教師仔細(xì)記錄著。

這節(jié)課是教育部課程教材研究所碧桂園教育實(shí)驗(yàn)基地展示的6節(jié)科學(xué)課例之一。

2022年9月，教育部課程教材研究所啟動(dòng)義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究項(xiàng)目，其中義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究在碧桂園教育實(shí)驗(yàn)基地（以下簡(jiǎn)稱“實(shí)驗(yàn)基地”）開(kāi)展。課標(biāo)修訂組專家團(tuán)隊(duì)多次南下廣東，深入實(shí)驗(yàn)基地8所實(shí)驗(yàn)校的科學(xué)課堂，與一線教師交流探討。這10個(gè)多月的研究與實(shí)驗(yàn)，給實(shí)驗(yàn)基地的科學(xué)課堂帶來(lái)了革新之風(fēng)。

課堂之變：注重探究實(shí)踐

在佛山市順德區(qū)碧桂園實(shí)驗(yàn)學(xué)校的科學(xué)課上，教師梁吉婭正在教六年級(jí)學(xué)生“機(jī)械好幫手”這一單元。為了讓學(xué)生們更好地理解本單元的核心概念，她以廢舊家具“拆舊”為例，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)動(dòng)手操作了解杠桿、滑輪、輪軸等簡(jiǎn)單機(jī)械原理及其應(yīng)用。順德家具產(chǎn)業(yè)是珠三角的傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)，梁吉婭表示：“科學(xué)教育要聯(lián)系生活實(shí)際，科學(xué)教師要善于發(fā)現(xiàn)、利用身邊的科學(xué)元素，引導(dǎo)學(xué)生在真實(shí)的情境中發(fā)現(xiàn)知識(shí)、探究科學(xué)?！?/P>

梁吉婭的科學(xué)課強(qiáng)調(diào)探究實(shí)踐，這并非個(gè)例。隨著實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的推進(jìn)，各實(shí)驗(yàn)校的科學(xué)課教學(xué)方式正在發(fā)生轉(zhuǎn)變。此前的科學(xué)課多以知識(shí)講授為主，現(xiàn)在教師已開(kāi)始有意識(shí)地設(shè)計(jì)探究實(shí)踐活動(dòng)?！敖處煵恢眰魇谥R(shí)，而是讓學(xué)生在探究實(shí)踐的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)知識(shí)?！币晃辉诂F(xiàn)場(chǎng)聽(tīng)完科學(xué)公開(kāi)課的教師有感而發(fā)。

“種菜能否不使用化學(xué)肥料？”“養(yǎng)魚如何不換水而保持水質(zhì)干凈？”廣東碧桂園學(xué)校的幾名五年級(jí)學(xué)生通過(guò)日常觀察提出了這些疑問(wèn)。在科學(xué)教師彭韋力、康禮兵、黃惠琴的指導(dǎo)下，學(xué)生們決定設(shè)計(jì)一套環(huán)保有機(jī)的魚菜共生系統(tǒng)。

面對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)展過(guò)程中遇到的接二連三的問(wèn)題，學(xué)生們迎難而上。一次，學(xué)生們?cè)谟涗泴?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，經(jīng)過(guò)觀察與分析，他們自己找出了原因——原來(lái)當(dāng)天投放魚食過(guò)量，導(dǎo)致排泄物過(guò)多污染了水質(zhì)，造成系統(tǒng)數(shù)據(jù)異常?！皩W(xué)生已經(jīng)學(xué)會(huì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，探究實(shí)踐能力明顯提升?！迸眄f力說(shuō)道。

“起初我不太懂如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，但在大膽嘗試后，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有想象中那么難。魚菜共生系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的成功，激發(fā)我想要?jiǎng)邮謬L試更多實(shí)驗(yàn)。”一名參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生表示，這次探究實(shí)踐的經(jīng)歷讓他對(duì)接下來(lái)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)充滿期待。

“在《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中，‘探究’一詞出現(xiàn)了352次，‘實(shí)踐’一詞出現(xiàn)了146次，‘探究實(shí)踐’一詞出現(xiàn)了35次，不難看出，科學(xué)課標(biāo)對(duì)探究實(shí)踐特別重視?！绷x務(wù)教育科學(xué)課標(biāo)修訂組核心成員、清華大學(xué)教授高云峰表示。

在高云峰看來(lái)，科學(xué)不僅是一個(gè)知識(shí)體系，更是一個(gè)探究過(guò)程。“科學(xué)教師不要把現(xiàn)成的科學(xué)知識(shí)結(jié)論告訴學(xué)生，而應(yīng)有針對(duì)性地指導(dǎo)學(xué)生，通過(guò)學(xué)習(xí)、實(shí)踐、體驗(yàn)等過(guò)程自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、探究問(wèn)題、獲得結(jié)論，引導(dǎo)學(xué)生像科學(xué)家與工程師一樣思考和實(shí)踐?！备咴品逭f(shuō)道。

場(chǎng)室之變：充滿科學(xué)氣息

強(qiáng)調(diào)探究實(shí)踐的科學(xué)課，對(duì)學(xué)校的科學(xué)場(chǎng)室條件提出了更高要求。

2022年10月，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)實(shí)驗(yàn)校的科學(xué)場(chǎng)室條件進(jìn)行了一場(chǎng)摸底調(diào)研。結(jié)果顯示，各校條件參差不齊：個(gè)別學(xué)校在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和器材更新上保障較好，且開(kāi)設(shè)了人工智能、機(jī)器人、創(chuàng)客等校本課程；有一些學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)條件差，實(shí)驗(yàn)器材較為老舊；還有部分學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室數(shù)量偏少，無(wú)法滿足教學(xué)需要。

隨著實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的推進(jìn)，各學(xué)校紛紛加強(qiáng)科學(xué)場(chǎng)室建設(shè)，在增加實(shí)驗(yàn)室數(shù)量的同時(shí)，對(duì)原有實(shí)驗(yàn)室也進(jìn)行了升級(jí)改造，補(bǔ)充了新的實(shí)驗(yàn)器材和用品。此外，部分學(xué)校新建了科學(xué)長(zhǎng)廊，為學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)提供更多的體驗(yàn)機(jī)會(huì)?！皩W(xué)?？茖W(xué)走廊展示的蜥蜴培養(yǎng)箱，讓我近距離了解了生物，感覺(jué)生物學(xué)很有趣?！睆V東碧桂園學(xué)校的學(xué)生說(shuō)道。

“學(xué)校目前不僅有物理、化學(xué)、生物等學(xué)科實(shí)驗(yàn)室，也有木工教室、星月田園等科學(xué)學(xué)習(xí)基地。在專家的指導(dǎo)下，我們還進(jìn)一步優(yōu)化了機(jī)器人、創(chuàng)客等實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)?！睆V東碧桂園學(xué)校副校長(zhǎng)張龍表示，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)不僅要達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，還要增設(shè)創(chuàng)新探究教室，盡可能讓每間教室都充滿科學(xué)的氣息。

實(shí)驗(yàn)器材豐富了，實(shí)驗(yàn)室多了，學(xué)生們也從中感受到了新變化?！艾F(xiàn)在很多科學(xué)課太好玩了，動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間多了，課堂也給了我們更多觀察、討論的時(shí)間。”鳳凰城中英文學(xué)校的四年級(jí)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室剛剛上完“電路”這節(jié)課。在這堂課上，學(xué)生利用燈泡、紅黃綠三色玻璃紙、導(dǎo)線、電池盒等實(shí)驗(yàn)材料制作了簡(jiǎn)易紅綠燈。

教研之變：聚焦科學(xué)育人

在教育教學(xué)改革中，教師無(wú)疑是最重要的因素之一。

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目啟動(dòng)前，實(shí)驗(yàn)基地的8所實(shí)驗(yàn)校的小學(xué)生總?cè)藬?shù)近萬(wàn)人，但小學(xué)專職科學(xué)教師僅有14人，且絕大部分為兼職教師，缺乏相應(yīng)的學(xué)科背景。鶴山碧桂園學(xué)校校長(zhǎng)代天良回憶起當(dāng)時(shí)的情況說(shuō)道：“那時(shí)學(xué)校大部分科學(xué)教師對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解僅限于書本演示，缺乏科學(xué)觀察意識(shí)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)芰??！?/P>

如今，科學(xué)教師隊(duì)伍已展現(xiàn)新貌。項(xiàng)目啟動(dòng)后的10個(gè)多月里，各個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)校按照“理科背景、專業(yè)對(duì)口、專職專任”的原則，對(duì)科學(xué)教師隊(duì)伍結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善。其中，碧桂園實(shí)驗(yàn)學(xué)校小學(xué)部的科學(xué)專職教師從2人增至4人，且均為理工科背景；鳳凰城中英文學(xué)校新增小學(xué)科學(xué)專職教師3人、專職實(shí)驗(yàn)員2人，初中專職實(shí)驗(yàn)員2人。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)基地增選小學(xué)科學(xué)帶頭人3人、初中科學(xué)帶頭人2人，現(xiàn)共有10位科學(xué)類學(xué)科帶頭人，有力提升了專業(yè)研究力量與“造血”功能。

為保證教研質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)基地設(shè)立了“半天無(wú)課日”制度?！拔覀儗⒚恐芪逑挛绱_定為‘半天無(wú)課日’，用于開(kāi)展科學(xué)課程的大教研活動(dòng)，鼓勵(lì)教師們研究和解決教學(xué)中的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題?！北坦饒@教育集團(tuán)教科院院長(zhǎng)強(qiáng)光峰說(shuō)道，“每周五下午，前半段為實(shí)驗(yàn)基地統(tǒng)一教研時(shí)間，后半段為學(xué)校教研時(shí)間，我們按照‘定時(shí)間、定內(nèi)容、定發(fā)言人’的辦法，實(shí)施跨校教研。”

如今，跨學(xué)科教研也成為各所實(shí)驗(yàn)校的新常態(tài)。碧桂園十里銀灘學(xué)校將物理、化學(xué)、生物學(xué)、地理乃至信息技術(shù)學(xué)科納入一個(gè)教研組；在華南碧桂園學(xué)校，小學(xué)科學(xué)和初中各科學(xué)領(lǐng)域?qū)W科成立了共同教研組；鳳凰城中英文學(xué)校采用跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)、跨學(xué)科聽(tīng)課研討、跨學(xué)科主題研修、跨學(xué)科學(xué)術(shù)研討4種方式，深入開(kāi)展跨學(xué)科教研。

“目前，各實(shí)驗(yàn)校初中部的物理、化學(xué)、生物學(xué)、地理學(xué)科教研組，每周都會(huì)進(jìn)行一次跨學(xué)科教研。”強(qiáng)光峰表示。

好的教學(xué)設(shè)計(jì)，是靠一堂一堂課打磨出來(lái)的。教育部課程教材研究所多次帶課標(biāo)修訂組專家進(jìn)學(xué)校、進(jìn)課堂，聽(tīng)課評(píng)課。今年上半年，義務(wù)教育科學(xué)課標(biāo)修訂組組長(zhǎng)、陜西師范大學(xué)胡衛(wèi)平教授3次深入各實(shí)驗(yàn)校，與授課教師面對(duì)面交流，指導(dǎo)教師進(jìn)一步加深對(duì)科學(xué)課標(biāo)的認(rèn)知與理解。

在一次評(píng)課過(guò)程中，胡衛(wèi)平提出，科學(xué)教師在教學(xué)過(guò)程中要加強(qiáng)“三個(gè)理解”，即理解學(xué)生、理解學(xué)習(xí)、理解學(xué)科。這讓在場(chǎng)的教師們深受啟發(fā)，其中一位教師感嘆道：“此前上課，我總想通過(guò)精彩的實(shí)驗(yàn)給學(xué)生一些‘驚喜’，活躍課堂氛圍?，F(xiàn)在，我要把思路擴(kuò)展為讓學(xué)生思考、提問(wèn)、創(chuàng)新、迭代，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，讓學(xué)生愛(ài)上科學(xué)?！苯處煂?duì)科學(xué)課程與教學(xué)的認(rèn)識(shí)日益提升，并將其融入每一節(jié)常態(tài)課之中。

目前，科學(xué)教育改革在實(shí)驗(yàn)基地已初見(jiàn)成效，這給科學(xué)課標(biāo)實(shí)驗(yàn)研究項(xiàng)目開(kāi)了個(gè)好頭?！跋乱徊剑芯宽?xiàng)目將繼續(xù)推廣至更多區(qū)域，形成更多‘助力核心素養(yǎng)發(fā)展，做好科學(xué)教育加法’的成功經(jīng)驗(yàn)?！苯逃空n程教材研究所副所長(zhǎng)陳云龍表示。

《中國(guó)教育報(bào)》2023年07月14日第6版