變中取“真經(jīng)”，探索科學教育新路徑

夏日炎炎的午后，廣州市增城區(qū)鳳凰城中英文學校的教室里正在進行一場同樣氣氛火熱的實驗課。物理教師陳輝利用自制教具，引導學生在分組動手實驗的基礎上自主探究光的反射定律。

陳老師的教學設計、學生們的課堂討論、實驗的操作細節(jié)……這一切都被坐在教室后方的專家及聽課教師仔細記錄著。

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

2022年9月，教育部課程教材研究所啟動義務教育課程標準實驗研究項目，其中義務教育科學課程標準實驗研究在碧桂園教育實驗基地（以下簡稱“實驗基地”）開展。課標修訂組專家團隊多次南下廣東，深入實驗基地8所實驗校的科學課堂，與一線教師交流探討。這10個多月的研究與實驗，給實驗基地的科學課堂帶來了革新之風。

課堂之變：注重探究實踐

在佛山市順德區(qū)碧桂園實驗學校的科學課上，教師梁吉婭正在教六年級學生“機械好幫手”這一單元。為了讓學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，引導學生通過動手操作了解杠桿、滑輪、輪軸等簡單機械原理及其應用。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：“科學教育要聯(lián)系生活實際，科學教師要善于發(fā)現(xiàn)、利用身邊的科學元素，引導學生在真實的情境中發(fā)現(xiàn)知識、探究科學。”

梁吉婭的科學課強調(diào)探究實踐，這并非個例。隨著實驗項目的推進，各實驗校的科學課教學方式正在發(fā)生轉(zhuǎn)變。此前的科學課多以知識講授為主，現(xiàn)在教師已開始有意識地設計探究實踐活動?！敖處煵恢眰魇谥R，而是讓學生在探究實踐的過程中發(fā)現(xiàn)知識?！币晃辉诂F(xiàn)場聽完科學公開課的教師有感而發(fā)。

“種菜能否不使用化學肥料？”“養(yǎng)魚如何不換水而保持水質(zhì)干凈？”廣東碧桂園學校的幾名五年級學生通過日常觀察提出了這些疑問。在科學教師彭韋力、康禮兵、黃惠琴的指導下，學生們決定設計一套環(huán)保有機的魚菜共生系統(tǒng)。

面對實驗進展過程中遇到的接二連三的問題，學生們迎難而上。一次，學生們在記錄實驗數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，經(jīng)過觀察與分析，他們自己找出了原因——原來當天投放魚食過量，導致排泄物過多污染了水質(zhì)，造成系統(tǒng)數(shù)據(jù)異常。“學生已經(jīng)學會通過實驗數(shù)據(jù)分析問題、解決問題，探究實踐能力明顯提升?！迸眄f力說道。

“起初我不太懂如何設計實驗，但在大膽嘗試后，發(fā)現(xiàn)沒有想象中那么難。魚菜共生系統(tǒng)實驗的成功，激發(fā)我想要動手嘗試更多實驗?！币幻麉⑴c實驗的學生表示，這次探究實踐的經(jīng)歷讓他對接下來的科學實驗充滿期待。

“在《義務教育科學課程標準（2022年版）》中，‘探究’一詞出現(xiàn)了352次，‘實踐’一詞出現(xiàn)了146次，‘探究實踐’一詞出現(xiàn)了35次，不難看出，科學課標對探究實踐特別重視。”義務教育科學課標修訂組核心成員、清華大學教授高云峰表示。

在高云峰看來，科學不僅是一個知識體系，更是一個探究過程。“科學教師不要把現(xiàn)成的科學知識結(jié)論告訴學生，而應有針對性地指導學生，通過學習、實踐、體驗等過程自主發(fā)現(xiàn)問題、探究問題、獲得結(jié)論，引導學生像科學家與工程師一樣思考和實踐?！备咴品逭f道。

場室之變：充滿科學氣息

強調(diào)探究實踐的科學課，對學校的科學場室條件提出了更高要求。

2022年10月，實驗項目對實驗校的科學場室條件進行了一場摸底調(diào)研。結(jié)果顯示，各校條件參差不齊：個別學校在實驗室建設和器材更新上保障較好，且開設了人工智能、機器人、創(chuàng)客等校本課程；有一些學校的實驗室通風條件差，實驗器材較為老舊；還有部分學校的實驗室數(shù)量偏少，無法滿足教學需要。

隨著實驗項目的推進，各學校紛紛加強科學場室建設，在增加實驗室數(shù)量的同時，對原有實驗室也進行了升級改造，補充了新的實驗器材和用品。此外，部分學校新建了科學長廊，為學生學習科學提供更多的體驗機會。“學?？茖W走廊展示的蜥蜴培養(yǎng)箱，讓我近距離了解了生物，感覺生物學很有趣。”廣東碧桂園學校的學生說道。

“學校目前不僅有物理、化學、生物等學科實驗室，也有木工教室、星月田園等科學學習基地。在專家的指導下，我們還進一步優(yōu)化了機器人、創(chuàng)客等實驗室設計?！睆V東碧桂園學校副校長張龍表示，實驗室建設不僅要達到國家標準，還要增設創(chuàng)新探究教室，盡可能讓每間教室都充滿科學的氣息。

實驗器材豐富了，實驗室多了，學生們也從中感受到了新變化?！艾F(xiàn)在很多科學課太好玩了，動手做實驗的時間多了，課堂也給了我們更多觀察、討論的時間。”鳳凰城中英文學校的四年級學生在實驗室剛剛上完“電路”這節(jié)課。在這堂課上，學生利用燈泡、紅黃綠三色玻璃紙、導線、電池盒等實驗材料制作了簡易紅綠燈。

教研之變：聚焦科學育人

在教育教學改革中，教師無疑是最重要的因素之一。

實驗項目啟動前，實驗基地的8所實驗校的小學生總?cè)藬?shù)近萬人，但小學專職科學教師僅有14人，且絕大部分為兼職教師，缺乏相應的學科背景。鶴山碧桂園學校校長代天良回憶起當時的情況說道：“那時學校大部分科學教師對實驗的理解僅限于書本演示，缺乏科學觀察意識和創(chuàng)新實驗能力?！?/P>

如今，科學教師隊伍已展現(xiàn)新貌。項目啟動后的10個多月里，各個實驗學校按照“理科背景、專業(yè)對口、專職專任”的原則，對科學教師隊伍結(jié)構(gòu)進行改善。其中，碧桂園實驗學校小學部的科學專職教師從2人增至4人，且均為理工科背景；鳳凰城中英文學校新增小學科學專職教師3人、專職實驗員2人，初中專職實驗員2人。同時，實驗基地增選小學科學帶頭人3人、初中科學帶頭人2人，現(xiàn)共有10位科學類學科帶頭人，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，實驗基地設立了“半天無課日”制度?！拔覀儗⒚恐芪逑挛绱_定為‘半天無課日’，用于開展科學課程的大教研活動，鼓勵教師們研究和解決教學中的現(xiàn)實問題。”碧桂園教育集團教科院院長強光峰說道，“每周五下午，前半段為實驗基地統(tǒng)一教研時間，后半段為學校教研時間，我們按照‘定時間、定內(nèi)容、定發(fā)言人’的辦法，實施跨校教研?！?/P>

如今，跨學科教研也成為各所實驗校的新常態(tài)。碧桂園十里銀灘學校將物理、化學、生物學、地理乃至信息技術(shù)學科納入一個教研組；在華南碧桂園學校，小學科學和初中各科學領域?qū)W科成立了共同教研組；鳳凰城中英文學校采用跨學科教學設計、跨學科聽課研討、跨學科主題研修、跨學科學術(shù)研討4種方式，深入開展跨學科教研。

“目前，各實驗校初中部的物理、化學、生物學、地理學科教研組，每周都會進行一次跨學科教研。”強光峰表示。

好的教學設計，是靠一堂一堂課打磨出來的。教育部課程教材研究所多次帶課標修訂組專家進學校、進課堂，聽課評課。今年上半年，義務教育科學課標修訂組組長、陜西師范大學胡衛(wèi)平教授3次深入各實驗校，與授課教師面對面交流，指導教師進一步加深對科學課標的認知與理解。

在一次評課過程中，胡衛(wèi)平提出，科學教師在教學過程中要加強“三個理解”，即理解學生、理解學習、理解學科。這讓在場的教師們深受啟發(fā)，其中一位教師感嘆道：“此前上課，我總想通過精彩的實驗給學生一些‘驚喜’，活躍課堂氛圍?，F(xiàn)在，我要把思路擴展為讓學生思考、提問、創(chuàng)新、迭代，發(fā)展學生的科學思維，讓學生愛上科學?！苯處煂茖W課程與教學的認識日益提升，并將其融入每一節(jié)常態(tài)課之中。

目前，科學教育改革在實驗基地已初見成效，這給科學課標實驗研究項目開了個好頭?！跋乱徊剑芯宽椖繉⒗^續(xù)推廣至更多區(qū)域，形成更多‘助力核心素養(yǎng)發(fā)展，做好科學教育加法’的成功經(jīng)驗?！苯逃空n程教材研究所副所長陳云龍表示。

《中國教育報》2023年07月14日第6版