做好科学教育加法的校本实践

做好科学教育加法是形成大科学教育格局、推进新时代科学教育转型升级，加快建设教育强国、科技强国、人才强国的关键。为探索做好科学教育加法的校本实施的有效路径，东莞松山湖中心小学从高素质的科学教育队伍建设、科学教育课程体系建构、素养导向的课堂教学变革、“社会大课堂”的协同育人行动四个方面进行实践研究，从知识导向转向素养导向，从科学实验走向探究实践，从单一学科改向跨学科主题学习，从科学课堂迈向“社会大课堂”，形成多主体共同参与的“大科学教育”格局。

一、建设高素质的科学教育队伍

1.全面提升教师专业素养

为提升教师专业素养，学校实施了“磨课俱乐部”“学术自驾游”“项目领头雁”三大策略。

“磨课俱乐部”策略是指学校组建由特聘导师和教师组成的磨课俱乐部，自主参加俱乐部活动。磨课俱乐部前期会组织会员有针对性地根据本期磨课的主题进行理论研修，然后通过网络教研的方式形成初稿并反复修改，再经过导师的面授指导进行个人试教，最后面向全校或全市进行课例展示。磨课俱乐部采用“1+2+N”模式，即1个特聘导师、2个磨课教师、N个旁听自修教师，成立以磨课教师为中心的“涟漪状”学习共同体，在研讨过程中，大家互相听课、评课、研讨，实现了互助互惠，共同成长和进步。

“学术自驾游”策略是指部分教师外出学习时，针对学习对象、学习时间、学习内容，可以有自己的个性化选择，线路自主。例如，2012年10月，部分教师赴黄山参加全国小学科学特级教师论坛；2013年4月，一些教师赴重庆参加全国小学科学优质课展示活动；2014年10月，多名教师赴福建厦门参加第二届全国小学科学年会及特级教师论坛。

“项目领头雁”策略是指实行项目主持人制。科学教师发展有不同的研修项目，如实验技能研修、场室文化研修等。这些研修项目的实施，是由教师自主申报项目主持人，组建项目组，成为该项目的“领头雁”，并充分发挥同伴互助、团队帮扶和学校引领的作用，推进教师的专业发展。例如，实验技能研修项目中，为帮助教师掌握扎实的实验知识与技能，学校要求在项目主持人的带领下，项目组对小学科学教材内容进行梳理，结合教材对实验安全知识、实验方法论知识以及创新实验教学设计展开专项研修，帮助教师了解基本实验仪器的名称、构造、规格、用途、操作原理，熟练掌握实验方法及其在科学实验教学中的应用，并进行实验教学模式创新、实验教具改进创新和实验手段与技术应用创新等方面的探索。

2.借助校外专家团队力量

为了培养更多具备科学精神和实践能力的学生，学校聘请了东莞理工学院夏能礼院长担任科学副校长，其深厚的学术背景和丰富的管理经验，为学校科学教育的管理和运行提供了有力的保障。在他的团队的引领下，学校开展了一系列丰富多彩的科学教育活动，如问渠讲坛、实验体验、实地参观等，为学生提供了更多的学习和实践机会。

学校遴选并邀请了众多来自科技领域的专家担任校外科技辅导员。这些专家不仅仅在各自的研究领域有深厚的造诣，更对科学教育充满热情。他们定期来校举办科技讲座，用生动有趣的方式向学生介绍最新的科技成果和应用途径，激发了学生对科学的浓厚兴趣。同时，他们会亲自指导学生进行科学实验，让其在实践中感受科学的魅力，提升动手能力。

二、建构“三位一体”的科学教育课程体系

科学教育加法绝不是简单地做加法，增加一些校本化特色科技类活动课程，而是“加”的着眼点应在主体课程的高效实施和个性课程的优化设置及实施上。[1]学校以培养科学素养为导向，将科学课程分为学科基础课程、学科拓展课程和主题活动课程三大类。

1.学科基础课程：深化科学教育，夯实科学基础

学校在构建科学教育课程体系时，对学科基础课程给予了高度重视。通过扎实开展科学课堂教学，开足开齐实验教学，让学生不仅能够掌握基本的实验技能，而且能在实验过程中提升观察问题、分析问题和解决问题的能力。除了严格按照国家规定开足科学课外，学校还增设了科大讯飞人工智能课程，这不仅是科学教育改革与时俱进的体现，也是为了让学生提前接触并了解现代科技的发展趋势而作出的明智之举。

2.学科拓展课程：拓宽科学视野，培养兴趣爱好

学科拓展课程包括“一种探究习惯”课程、“科普430”课程、“人工智能”课程和“科教融合”课程。

“一种探究习惯”课程，由科学、数学和综合实践学科拓展而来，每周五下午全体三年级学生参与。学校联合北京大学光电研究院共同开发实施该课程，以项目式学习方式开展，重点解决生活中的问题，如制作番茄护手霜和芦荟洗手液、提取橘皮精油、制作荔枝香等。课程教学内容、教学评价明确具体，操作性强，既解决了综合实践活动在实施上的困难，使之常态且有效，又促进了学科融合。

“科普430”课程则更加关注学生的兴趣爱好和特长发展。学校通过开设航模社团、小小科学家、4C探究社团等28个科技社团，让学生根据自己的兴趣和特长选择适合的课程和活动。这些课程和活动不仅让学生在轻松愉快的氛围中学习科学知识，还培养了他们的自信心和成就感。

“人工智能”课程依托教育部“中小学人工智能教育服务平台”和科大讯飞“国家新一代人工智能开放创新平台”，在小学课堂开展人工智能通识教育，培养学生在人工智能方面的鉴赏力、理解力、应用力。课程面向4～6年级学生开设，涵盖语音识别、图像识别、智能交互、机器学习与模型训练等多个领域，课程注重理论与实践相结合，通过这些课程，学生可以系统地学习、体验人工智能领域的前沿知识，并且掌握相关技能，为未来从事人工智能领域的工作做好准备。

“科教融合”课程由学校联系园区高新科技企业，实现校企深度合作，共同开发了一系列科教融合课程（见表1）。如一年级的课程“百变的纸”，首先，学校邀请玖龙纸业的工程师作《一张纸的故事》科普讲座，让学生对纸有了初步的认识；接着，融合语文、数学等学科特点，开发了一系列课例，让学生识纸、探纸、惜纸，感受百变的纸；然后，组织学生到玖龙纸业实地参观考察，围绕纸的吸水性、承重力、回收利用以及文创作品等主题展开深入探究；最后，通过实物模型、探究展板、互动体验向师生展示研究成果。

3.主题活动课程：营造科学氛围，激发创新热情

主题活动课程，以其丰富性、趣味性和互动性，成为学校科学教育体系中不可或缺的一部分，它包括科技节和“假期生活超市”。

经过十多年的探索与实践，学校已经形成主题性科技实践活动贯穿科技节的活动模式。历届科技节的主题有童心看世界巧手玩科学、雏鹰展翅放飞理想、让绿色成为生命的主旋律、让科技走进生活、让生活散发科学的味道等。科技节的实施过程分为体验、竞赛、展示三个阶段，从三月初开始启动，到六月一日结束，时间跨度三个月；不同的年级有不同的必做实践主题，学校层面有六大选做项目，包括科学挑战、自然笔记、校园吉尼斯、科普场馆打卡、科学秀、项目式研究路演等，师生参与率达100%。这些活动不仅为学生提供了一个展示自我、交流学习的平台，而且营造了一种浓厚的科学氛围，激发了他们对科学的热爱。

“假期生活超市”的“自选商品”为项目式学习，每个年级有不同的主题，每个假期“自选商品”的主题也会有所变动。“自选商品”项目可以跨班、跨年级合作，也可亲子合作共同完成，团队人数3～6人。例如，2023年暑期，二年级学生的“自选商品”主题是“水培植物”。

项目导入：“同学们，在这个炎炎夏季里，让我们一起在暑期里开展水培种植，动手试一试，一起做一个小小水培园，实现蔬菜自由吧！”

项目内容：水培种植与传统种植有哪些优点？如何进行水培种植？哪些植物适合进行水培种植？用什么材料设计并制作简易的水培装置？

项目成果：用3分钟以内的微视频记录水培植物生长的全过程；用手机或相机拍摄并利用剪映等App剪辑成短视频；水培植物实物。展示方式有静态展示（水培实物、水培日记、自然笔记等）和动态展演（视频，班级、年级、学段宣讲）。

三、开展素养导向的课堂教学变革

深化学校科学教学改革提升科学教学质量，坚持优化教学方式是关键。[2]学校一直致力于国家课程校本化实施校本行动研究，在课程体系构建层面形成了基于生命意蕴的全人课程体系，形成了核心素养导向的“问题+”教学范式，其中，科学学科开展了基于素养导向的课堂教学变革，创立了以素养为导向、问题为主线、思维为核心的“现象教学”模式。

1.以问题主线重构教

结合教材内容与生活实际，以学生感兴趣的现象或问题作为切入点，努力在科学教学与学生生活之间建立联系，让科学教学跨越知识界限，回归生活，让学生在生活中发现科学现象（问题），应用科学知识（工程技术）解释生活现象（解决生活问题），重构和优化课堂教学。

重构教学过程。由现象引入、问题探究、问题解决、问题拓展四个环节重构教学过程，以问题为主线，逐步培养学生提出问题的能力、收集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析问题和解决问题的能力、交流与合作的能力等，发展他们的创造性、批判性思维，丰富其想象力，指向培育其科学观念、科学思维等核心素养。

优化常态教学。为优化常态教学，课题组提炼出现象教学的探究规律课等五种课型以及对应的教学环节（见表2），便于普通教师特别是新教师、非专职科学教师在备课时根据教学内容，选择对应课型，快速对号入座，确定教学环节，提高教学效率。

2.以思维本位重构学

在现象教学中，教师的角色不仅仅是知识的传授者，也是活动的设计者、情境的创设者；学生不仅是知识的接受者，还是知识的主动建构者、团队的积极合作者，学生自主学习、合作探究的积极性和主动性得到了极大提升。立足思维本位重构学，由“知识本位”转变为“思维本位”，具体表现为一条主线、一个支架、一种策略。

一条主线：思维发展。为了解决课堂教学碎片化的问题，课题组将项目式学习理论应用于小学科学课堂教学中，让学生的学习围绕一个科学问题开展。现象引入环节聚焦思维激发，基于问题引导学生主动发现问题；探究活动环节培养结构化思维，引导学生自主分析并解决问题；问题解决环节关注高阶思维，以问题解决为目标，通过分析、综合等建构科学概念；问题拓展环节实现思维迁移，激发学生课后对生活中科学现象的好奇心并主动探究。

一个支架：学习单。问题贯穿的现象教学创设了特别载体——学习单，其基本构成与教学四环节相关，包括现象引入、问题探究、问题解决、问题拓展四个部分。学生的学习围绕学习单进行，有导向、支架、测评、记录的功能。学习单的核心价值在于变“知识呈现”为“问题驱动”，变“知识本位”为“思维本位”。

一种策略：协同学习。在传统的教学中，有的教师忙于按照教学环节引导学生完成探究任务，忽略了分析问题、解决问题的过程，往往是临近下课才匆匆忙忙让学生汇报、总结提炼。现象教学提倡教师引导学生对问题首先展开独立思考，然后协同探究，通过同伴合作探究、互动分享、交流批判、反思改进等结构化学习，形成闭环思维，培养学生的协同意识与团队合作能力，真正建立以学生为中心、以思维为本位的科学课堂。

3.以生态系统重构场

借鉴布朗芬布伦纳的生态系统理论中“生物因素和环境因素交互影响着人的发展”的观点，重构小学科学的教学场域，主要包括物理场和关系场。改造物理空间、优化关系空间，撬动课堂教学空间从单一的知识场演进至与生活场、生命场融合，打造赋能的生态场域。

“走下来”催生等距离的爱。科学教室的座位摆放呈“U”形，讲台消失了，教师从讲台上“走下来”，走到“U”形教室中央，走到学生的中间去，这种物理距离的改变，拉近了师生的心理距离，催生教师与学生之间等距离的爱。

“静下来”促进有深度的思。当课堂静下来之时，恰恰是学生在进行深度思考之机。小组交流时用一级音量协同学习，公开发言时用三级音量表达观点。“声控王”有效规范了倾听与对话，有利于对知识、方法的深刻领会。

“慢下来”营造安全感的场。教师通过追问、候答、聆听等教学行为，让课堂慢下来，给予学生更多时间去发现、探究、分析问题，从而营造一个安全的学习场域。