林樂珍

【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)教育課程實施、科學(xué)教育賦能學(xué)校內(nèi)涵發(fā)展的實踐邏輯層面闡述了學(xué)校做好“科學(xué)教育加法”的積極實踐。

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

基礎(chǔ)教育階段的科學(xué)教育關(guān)乎科技強國建設(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科學(xué)教育質(zhì)量根本性的改變。

我們在思考，不妨將問題解決暫時擱置，回到“原點”，那個唯一的、大寫的“人”—

怎樣開發(fā)課程，以滿足學(xué)生的個性化要求，提升科學(xué)素養(yǎng)，為拔尖創(chuàng)新人才在源頭上打下堅實基礎(chǔ)？

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

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

可見，發(fā)展每一個學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是“科學(xué)教育加法”的核心目標，構(gòu)建指向創(chuàng)新、實踐的科學(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”的價值歸宿，這是學(xué)校做好“科學(xué)教育加法”的積極實踐邏輯。

一、指向創(chuàng)新的科學(xué)教育課程建構(gòu)

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

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)計和系統(tǒng)思考。

橫向上，《義務(wù)教育科學(xué)課程標準（2022年版）》 提出，科學(xué)教育內(nèi)容有四個領(lǐng)域，每個領(lǐng)域有若干核心概念，分布如下：物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域有4個核心概念，生命科學(xué)領(lǐng)域有4個核心概念，地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域有3個核心概念，技術(shù)與工程領(lǐng)域有2個核心概念，加上4個跨學(xué)科概念，這些內(nèi)容展現(xiàn)了當代科學(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)?？茖W(xué)教育課程呈金字塔型，同樣指向創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，但不同層級的課程目標、課程內(nèi)容各不相同（見圖1）。金字塔的底層是面向全體學(xué)生的“科創(chuàng)課程教育”，包括國家課程科學(xué)課、信息科技課以及科創(chuàng)綜合實踐活動，旨在通過科學(xué)課程培育學(xué)生創(chuàng)新思維能力。無論學(xué)生將來是否能成為拔尖創(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、社團以及家庭實驗室，為滿足學(xué)生個性發(fā)展而開設(shè)，由學(xué)校組織教師自行設(shè)計，或選用他人設(shè)計的現(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，讓學(xué)生全方位地了解各科技領(lǐng)域的概貌，為未來的專業(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)

如果說全局性的科學(xué)教育圖景是向上的頂層設(shè)計，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，通過節(jié)點性、中樞性的學(xué)習(xí)任務(wù)或問題，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)研討會為例，會議利用“變化觀念”進行統(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、真實問題解決三個維度展示不同學(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考慮如何向下扎根和向上銜接，以實現(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)科知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)和邏輯結(jié)構(gòu)，增添對科學(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)科核心知識為基礎(chǔ)，運用兩種及以上學(xué)科知識與方法去考察、探究一個中心主題、任務(wù)或問題，這是科學(xué)課程整合的新局面。浙江省溫州市第二實驗小學(xué)（以下簡稱“溫州實驗二小”）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，六年級下冊科學(xué)教材中有“動物和植物的種類繁多，我們知道校園里有多少種植物、多少種動物嗎”的學(xué)習(xí)內(nèi)容，教師就以植物為切入點，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識它們”為問題情境，設(shè)計了“制作一本校園植物手冊”的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。

做法二：綜合實踐活動中的跨學(xué)科研究性學(xué)習(xí)。比如，學(xué)校地下停車庫車位只有48個，不能滿足教師的停車需求，教師提出“如何增加停車庫車位”的問題，于是學(xué)生開啟了一場整合綜合實踐、數(shù)學(xué)、語文、信息科技的跨學(xué)科研究性學(xué)習(xí)。學(xué)生充當“城市規(guī)劃師”進行探究，制訂項目研究計劃，利用比例尺、空間幾何等數(shù)學(xué)概念解讀停車庫設(shè)計圖紙，制作中小規(guī)模車輛模型，并擺放出小組車位設(shè)計方案，對照班級共同制訂的設(shè)計規(guī)范，利用3D模型等進行方案驗證，最終形成班級停車庫車位設(shè)計方案。

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”“植物的生長變化”“生物的多樣性”單元和勞動教材中“水培植物我養(yǎng)護”“班級植物角共創(chuàng)建”“小神農(nóng)種植園”“打造陽臺小菜園”單元以及學(xué)生的家庭實驗室，開辟了學(xué)校種植園課程，打通課內(nèi)課外，學(xué)生開展家庭種植、觀察、記錄，然后共建班級植物角，優(yōu)秀作品入駐學(xué)校種植園，學(xué)校提供養(yǎng)護工具，學(xué)生利用課間澆水、整理，共同養(yǎng)護。

（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)課程整合其實質(zhì)是在理解課程文本和材料時嵌入對兒童經(jīng)驗的認識，使整合課程的事實與學(xué)生的經(jīng)驗、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)校新開了一個小餐廳，怎么進行餐廳文化布置？圍繞這個問題，學(xué)習(xí)沿著兩條線索推進。一條線索指向環(huán)境美化，涉及靜態(tài)布置和動態(tài)展示，如餐廳命名（語文），餐廳環(huán)境美化（美術(shù)），餐飲禮儀、規(guī)則約定（道德與法治）。另一條線索指向營養(yǎng)健康，涉及這個領(lǐng)域非常重要的一些議題，動靜結(jié)合，如中國美食的烹飪方式（語文《中國美食》），飲食量、食品選購、食品成分、膳食指南（地方課程、信息科技），一天的食物、食物中的營養(yǎng)、營養(yǎng)要均衡、營養(yǎng)早餐（科學(xué)、信息科技）。就這樣，語文、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，一個跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的營養(yǎng)健康課程就生成了。

二、指向?qū)嵺`的科學(xué)教育課程實施

《教育部等十八部門關(guān)于加強新時代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見》（以下簡稱《意見》）中提出“注重將知識學(xué)習(xí)與實踐相結(jié)合，強化做中學(xué)、用中學(xué)、創(chuàng)中學(xué)”，通俗地說，就是“加實踐”“加項目”“加工程”，這也是科學(xué)教育課程實施三個層級的探究實踐。

1. “加實踐”：指向探究實踐的學(xué)習(xí)方式

只有把概念和身邊的現(xiàn)象聯(lián)系起來，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，把生活場景中的問題用科學(xué)實驗揭示出來，建構(gòu)科學(xué)知識結(jié)構(gòu)，使科學(xué)學(xué)習(xí)更有效。當學(xué)生開始玩科學(xué)，他們會把自己當成小科學(xué)家，學(xué)習(xí)像科學(xué)家一樣思考。教師和家長達成共識：當學(xué)生問家長問題時，重要的不是立即回答，而是要問學(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，因為每一項發(fā)明，無論大小，在實現(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、測試、實驗、預(yù)測、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。

2. “加項目”：問題解決驅(qū)動的探究實踐

《意見》提出“深化學(xué)校教學(xué)改革，提升科學(xué)教育質(zhì)量……探索項目式、跨學(xué)科學(xué)習(xí)，提升學(xué)生解決問題能力”。溫州實驗二小從實踐的豐富性系統(tǒng)思考項目化學(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。這是簡化版的項目化學(xué)習(xí)，是一種微項目，指向多樣化學(xué)習(xí)方式的變革。②延展性迭代，課內(nèi)外項目融合設(shè)計。這是深度運用學(xué)科思維實踐，其價值在于將課堂學(xué)習(xí)延展開來，從生活中來，到生活中去。③綜合性迭代，項目化學(xué)習(xí)綜合設(shè)計?？鐚W(xué)科單項目的設(shè)計、項目群的綜合設(shè)計充分體現(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，從更長遠的教育發(fā)展目標引領(lǐng)教師開展項目化學(xué)習(xí)設(shè)計。

3. “加工程”：開放性解決復(fù)雜問題的探究實踐

《意見》提出“統(tǒng)籌規(guī)劃科學(xué)教育與工程教育”“加強中小學(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)了全面加強中小學(xué)科學(xué)教育的系統(tǒng)觀。

溫州實驗二小將工程啟蒙教育融入科學(xué)、信息科技、勞動等國家課程的實施中，培養(yǎng)學(xué)生綜合科技素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。比如，在學(xué)校的一號樓，有一層的“未來學(xué)校我來想”，學(xué)生通過切割，按一定比例設(shè)計校園模型，然后圍繞“綠色校園”設(shè)計靠太陽照明的教室，將智能系統(tǒng)中的連續(xù)量轉(zhuǎn)換為開關(guān)量設(shè)計智能新風(fēng)系統(tǒng)；圍繞“智控校園”設(shè)計無人值守圖書館、智能掃地機器人、情緒“抱抱墻”等系列模型。

從系統(tǒng)分析到制訂計劃再到實施的一系列過程，涵蓋了數(shù)學(xué)建模、科學(xué)探究、創(chuàng)新設(shè)計和算法實現(xiàn)等方面內(nèi)容，學(xué)生將理論知識應(yīng)用于實際問題的解決，他們的創(chuàng)造給校園文化建設(shè)帶來很多靈感。

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)切點之一，要深度融入學(xué)校辦學(xué)創(chuàng)新，促進學(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

當我們站在系統(tǒng)的視角去觀照，就會將科學(xué)教育體系中的大問題分解成小事情，指向并圍繞全局性學(xué)?？茖W(xué)教育圖景創(chuàng)造性地組合。以溫州實驗二小“科創(chuàng)＠未來”科創(chuàng)嘉年華活動為例（見表1），學(xué)生在整個過程中學(xué)科學(xué)、玩科學(xué)、創(chuàng)科學(xué)，課程內(nèi)容、課程實施、教師培訓(xùn)、資源整合、家校社聯(lián)動等融會貫通于日常的課程活動與教學(xué)改革之中，避免了人力、物力和精力的低效能投入。

當然，學(xué)校作為科學(xué)教育實施的主體，在考慮整體聚合的同時，還要進一步關(guān)注各視點中各類事情的前聯(lián)后引，連成線，組成塊。

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

立體型的學(xué)校科學(xué)教育課程架構(gòu)維度更多，關(guān)聯(lián)的對象更豐富，內(nèi)在結(jié)構(gòu)的節(jié)點增多，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“入口關(guān)”，做好科學(xué)教育加法的“增長極”。

比如，溫州實驗二小的“世界青年科學(xué)家大會”研學(xué)就源于語文二年級下冊“學(xué)習(xí)提問”單元，語文教師將其轉(zhuǎn)化為“當世界青年科學(xué)家峰會與青少年成長相遇”的任務(wù)。任務(wù)一：向好奇心致敬。課內(nèi)通過問題卡、解答卡的方式引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會提問、學(xué)會解答，體驗“原來科學(xué)發(fā)明源于問題，創(chuàng)新出自好奇”。然后聯(lián)系生活，海選問題，在語文、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”播放。任務(wù)二：“世界青年科學(xué)家大會”研學(xué)。學(xué)生利用周末走進“世界青年科學(xué)家大會”，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。把青年科學(xué)家請進校園，學(xué)生近距離接觸科學(xué)家，將自己帶著問題研究、查資料、做實驗的成果分成幾個區(qū)域展示，向科學(xué)家提問、與科學(xué)家交流。一問一答中，科學(xué)的種子已經(jīng)悄然種下。

3. 賦能：促進學(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)生的成長和學(xué)校的發(fā)展。因此，科學(xué)教育的積極推進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，通過分析問題的“思想透鏡”，厘清優(yōu)化科學(xué)教育的實踐脈絡(luò)，提升決策工作和改革實踐的專業(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，從科創(chuàng)教育出發(fā)，可以看到科學(xué)教育的推進路徑“加實踐”“加項目”“加工程”。

（作者單位：浙江省溫州市第二實驗小學(xué)）

責(zé)任編輯：趙繼瑩