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)行一場同樣氣氛火熱的實驗課。物理教師陳輝利用自制教具，引導(dǎo)學(xué)生在分組動手實驗的基礎(chǔ)上自主探究光的反射定律。

陳老師的教學(xué)設(shè)計、學(xué)生們的課堂討論、實驗的操作細(xì)節(jié)……這一切都被坐在教室后方的專家及聽課教師仔細(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驗基地展示的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義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗研究項目，其中義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)修訂組專家團(tuán)隊多次南下廣東，深入實驗基地8所實驗校的科學(xué)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(xué)課堂帶來了革新之風(fēng)。

課堂之變：注重探究實踐

在佛山市順德區(qū)碧桂園實驗學(xué)校的科學(xué)課上，教師梁吉婭正在教六年級學(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)生通過動手操作了解杠桿、滑輪、輪軸等簡單機(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)生在真實的情境中發(fā)現(xiàn)知識、探究科學(xué)?！?/P>

梁吉婭的科學(xué)課強(qiáng)調(diào)探究實踐，這并非個例。隨著實驗項目的推進(jìn)，各實驗校的科學(xué)課教學(xué)方式正在發(fā)生轉(zhuǎn)變。此前的科學(xué)課多以知識講授為主，現(xiàn)在教師已開始有意識地設(shè)計探究實踐活動?！敖處煵恢眰魇谥R，而是讓學(xué)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(xué)公開課的教師有感而發(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)校的幾名五年級學(xué)生通過日常觀察提出了這些疑問。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)計一套環(huán)保有機(jī)的魚菜共生系統(tǒng)。

面對實驗進(jìn)展過程中遇到的接二連三的問題，學(xué)生們迎難而上。一次，學(xué)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(dāng)天投放魚食過量，導(dǎo)致排泄物過多污染了水質(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。”彭韋力說道。

“起初我不太懂如何設(shè)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(xué)生表示，這次探究實踐的經(jīng)歷讓他對接下來的科學(xué)實驗充滿期待。

“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(xué)課標(biāo)對探究實踐特別重視。”義務(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，科學(xué)不僅是一個知識體系，更是一個探究過程?！翱茖W(xué)教師不要把現(xiàn)成的科學(xué)知識結(jié)論告訴學(xué)生，而應(yīng)有針對性地指導(dǎo)學(xué)生，通過學(xué)習(xí)、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(dǎo)學(xué)生像科學(xué)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(xué)氣息

強(qiáng)調(diào)探究實踐的科學(xué)課，對學(xué)校的科學(xué)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(xué)場室條件進(jìn)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(xué)校在實驗室建設(shè)和器材更新上保障較好，且開設(shè)了人工智能、機(jī)器人、創(chuàng)客等校本課程；有一些學(xué)校的實驗室通風(fēng)條件差，實驗器材較為老舊；還有部分學(xué)校的實驗室數(shù)量偏少，無法滿足教學(xué)需要。

隨著實驗項目的推進(jìn)，各學(xué)校紛紛加強(qiáng)科學(xué)場室建設(shè)，在增加實驗室數(shù)量的同時，對原有實驗室也進(jìn)行了升級改造，補(bǔ)充了新的實驗器材和用品。此外，部分學(xué)校新建了科學(xué)長廊，為學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)提供更多的體驗機(jī)會?！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，感覺生物學(xué)很有趣。”廣東碧桂園學(xué)校的學(xué)生說道。

“學(xué)校目前不僅有物理、化學(xué)、生物等學(xué)科實驗室，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)客等實驗室設(shè)計?！睆V東碧桂園學(xué)校副校長張龍表示，實驗室建設(shè)不僅要達(dá)到國家標(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。

實驗器材豐富了，實驗室多了，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?！兵P凰城中英文學(xué)校的四年級學(xué)生在實驗室剛剛上完“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、電池盒等實驗材料制作了簡易紅綠燈。

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(xué)生總?cè)藬?shù)近萬人，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)校校長代天良回憶起當(dāng)時的情況說道：“那時學(xué)校大部分科學(xué)教師對實驗的理解僅限于書本演示，缺乏科學(xué)觀察意識和創(chuàng)新實驗?zāi)芰?。?/P>

如今，科學(xué)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(xué)校按照“理科背景、專業(yè)對口、專職專任”的原則，對科學(xué)教師隊伍結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善。其中，碧桂園實驗學(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、專職實驗員2人，初中專職實驗員2人。同時，實驗基地增選小學(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，實驗基地設(shè)立了“半天無課日”制度。“我們將每周五下午確定為‘半天無課日’，用于開展科學(xué)課程的大教研活動，鼓勵教師們研究和解決教學(xué)中的現(xiàn)實問題?！北坦饒@教育集團(tuán)教科院院長強(qiáng)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(xué)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(xué)科教研也成為各所實驗校的新常態(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、跨學(xué)科聽課研討、跨學(xué)科主題研修、跨學(xué)科學(xué)術(shù)研討4種方式，深入開展跨學(xué)科教研。

“目前，各實驗校初中部的物理、化學(xué)、生物學(xué)、地理學(xué)科教研組，每周都會進(jìn)行一次跨學(xué)科教研?！睆?qiáng)光峰表示。

好的教學(xué)設(shè)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(biāo)修訂組專家進(jìn)學(xué)校、進(jìn)課堂，聽課評課。今年上半年，義務(wù)教育科學(xué)課標(biāo)修訂組組長、陜西師范大學(xué)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(dǎo)教師進(jìn)一步加深對科學(xué)課標(biāo)的認(rèn)知與理解。

在一次評課過程中，胡衛(wèi)平提出，科學(xué)教師在教學(xué)過程中要加強(qiáng)“三個理解”，即理解學(xué)生、理解學(xué)習(xí)、理解學(xué)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(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、創(chuàng)新、迭代，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，讓學(xué)生愛上科學(xué)?！苯處煂茖W(xué)課程與教學(xué)的認(rèn)識日益提升，并將其融入每一節(jié)常態(tài)課之中。

目前，科學(xué)教育改革在實驗基地已初見成效，這給科學(xué)課標(biāo)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(xué)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