走向整合：一所中学的科技教育变形记

张萍

如何解决课程内容零散化、课程实施随意化、受教群体小众化等问题，这是当前很多学校科技教育面临的挑战。江苏省常州市花园中学是一所位于城乡接合部的初中校，约70%在校学生来自新市民家庭或流动人口家庭，学生的科学素养整体较低，主要表现为科普知识贫乏、动手实践能力低、创新意识弱等。如何让这些孩子和城市的孩子一样，享受优质的教育资源、感受科学技术的神奇、学会科学实验的方法，是一项很有价值的研究。

近年来，学校开展了汇智工坊项目研究。基于现代信息技术，致力于课程开发、空间建设、教学创新，在维护孩子好奇心、激发探究兴趣的同时，培养学生学会学习（问题解决）、实践创新、科学精神等素养。目前，学校的汇智工坊已经形成了金艺坊、木艺坊、绿艺坊、科艺坊、陶艺坊等五个系列，通过“新模块”“学习场”“类结构”等行动路径，实现了科技教育的课程变型、环境变身、课堂变脸，提升了学校办学品质。

1. 构建“新模块”，在零距离中实现课程变型

“新模块”让课程从孤立走向融通，从学术走向生活，从固化走向灵活。

首先，“新模块”着力于打破传统的课程分界，实现跨学科融通。从整体上看，汇智工坊课程是一个以“互联网+”为技术基础的综合课程体系，实现了现有学科的融合；从局部上看，汇智工坊课程包含了五大融合性课程模块，比如：金艺坊是物理、数学、劳技、美术、线切割和数控编程技术的融合，木艺坊是物理、数学、劳技、美术和计算机制图技术的融合，绿艺坊是生物、化学和物联网技术的融合，科艺坊是物理、化学、数学、艺术、3D打印建模与互联网技术的融合，陶艺坊是美术、历史与计算机建模技术的融合。用“新模块”的方式构建科技教育课程体系，提高了课程的贯通性、综合性。

其次，“新模块”着力于解决课程内容与学生生活贴近度的问题，实现学习与生活的零距离。教育应该关注学生的生活世界，站在学生的角度，依据学生的生活需要来组织课程，使学生过上有意义的学习生活。汇智工坊各模块课程内容都以学生生活中的客观世界为主要研究对象。例如：科艺坊一方面以生活中的科学为主题，开发了密码学初探、酸奶制作、葡萄酒发酵的科学、DNA项链、迷你污水处理系统、果醋演义、魔法水果等系列微课程；另一方面以学生的兴趣为出发点，开发了基于信息技术应用的科学系列微课程，如3D打印、仿生机器人等。

再次，“新模块”创新课程实施方式，让每一个学生都有机会触摸到全部课程。新模块课程尝试“专题必修”与“学段选修”相结合的模式。五大模块课程都包含必修与选修内容。模块课程的必修内容以专题形式呈现，每学年初各专题明确所需学时后，学校将各年级专题学时进行排列组合，各专题授课教师固定，授课班级轮动。对于模块课程的选修内容，学校尝试了“学程周”课程实施方案。在每年5月、11月的“学程周”，学生每天的课程都是自主选择的，每个课程的上课教室都是不同的，每位学生的课表都是不一样的，学生穿梭在校园里、沉浸于课堂中，浓厚的学习兴趣、愉悦的学习体验、满满的学习获得感是这一周的真实写照。

2. 打造“学习场”，在新生态中实现环境变身

“学习场”是指充满学习氛围的情境，包括物理环境和心理环境。真实、和谐的学习生态有助于提高学生学习力。

汇智工坊中的探究学习是在真实的环境中进行的，因此“学习场”行动首先基于现代文化视域，建设真实的学习物理空间。汇智工坊五个系列活动空间的建设，让实践创新在现代技术支持下呈现更多可能，为学生科学素养的发展提供了良好条件。学校现已建成一个陶艺教室、两个STEM教室、一个木工教室、一个金工教室、一个屋顶阳光花园、一个机器人活动室、一个车模室、一个数字化实验室、一个3D打印专用室等，为课程落实提供了良好的硬件基础。为更好地发挥汇智工坊的育人功能，学校整体设计工坊文化环境布置，不仅重视科学知识、人物故事、技术操作要求等内容的呈现，而且关注探究方法、问题解决流程、课题研究步骤、学习成果展示等内容的设计布置，让每一个工坊都独具魅力，成为学生合作探究、体验操作的学习场。

“学习场”行动还从学生学习心理角度理解课堂，营造和谐创造的课堂生态。和谐灵动的师生关系、开放创造的情境设计、体验探究的学习方式、动态生成的学习过程、欣赏激励的学习评价，构成了汇智工坊课堂生态的标准。课堂中，教师遵循“开放真实、民主激励”原则，创建和谐共生的师生关系，为学习者的知识建构营造愉悦宽松的心理环境；学生参与“体验操作、合作探究”的学习过程，在发现问题、解决问题的同时了解课题研究的思路，习得实践操作的技能，学会解决问题的方法，生成创造性的动态资源。

3. 探索课堂教学的“类结构”，在高品质中实现课堂变脸

“类结构”研究，是指发现课堂教学中具有相同或相似性质的对象，并探寻这些对象所蕴含的普遍规律和结构关系。它既是从具体到一般的归纳概括过程，也是经验提炼、理论创生的过程。汇智工坊教师团队通过课程目标分解、课型对照、模型建构等途径，创造性地将汇智工坊的课堂教学依据培养目标分成三种类型，并对每一种类型的教学流程进行了模型设计，努力实现课堂教学的高品质变革。

首先，厘清课程目标与科学素养之间的关系，实现教学目标高品质。例如：绿艺坊的教学目标是通过植物栽培、实验观察等，让学生学会基本的观察、记录、反思等研究方式；通过滴灌种植、无土栽培等，让学生形成问题解决、尊重证据的科学意识。又如：陶艺坊的教学目标是通过学生设计制作陶艺作品，培养创新意识和创新能力，提升艺术审美情趣；通过学生画图谱总结自己制作过程的方式，培养学生表达自我、记录成长轨迹的能力。

其次，尝试目标导向下的课堂分类，实现课例开发高品质。依据教学目标的定位，汇智工坊课堂分为手工操作、问题探究、实验观察等三种类型。这三种课型同时存在于五大课程模块中，具有研究的普遍意义。

手工操作类型课堂以培养学生手工操作能力为目标，在课程中多為基础性内容，如金艺坊中金属加工的常见工艺“车”“钻”“镗”“铣”“磨”等。

问题探究类型课堂以培养学生发现问题、解决问题的能力为目标，探究发现贯穿课堂始终，它以小组合作为组织形式，以方案设计为重要前提，以实践研究为主要方法，以成果展示为评价载体，如科艺坊中的“生活中的密码”等问题探究。

实验观察类型课堂以培养学生尊重科学实验、注重证据、养成批判性思维能力为目标，它以观察、记录、收集资料为主要学习方法，以学习过程表现为评价标准，以实验报告和结论为学习成果的呈现形式，如绿艺坊中的“植物生长记录”。

再次，建构三类课堂模型，实现经验提炼高品质。汇智工坊教师团队对五大系列课程进行了课例研究，归纳出各种课型的基本教学流程，建立课堂模型。例如：手工操作类型课堂包括“创设情境，展示主题”“呈现作品，审美分析”“技能分析，示范演示”“引导互助，个别辅导”“评价”等基本教学流程，学生则相应完成“欣赏了解，思考观察”“欣赏品鉴，设计作品”“操作技能，实践体验”“提出困惑，个性解决”“完成作品，展示成果”等任务。在三种类型的课堂模型中，设计先行、注重评价的教学策略是三者的共性，同时手工操作类型课堂更加注重教师示范操作，问题探究类型课堂更注重指导学生设计探究方案，实验观察类型课堂更侧重于引导学生设计和选择实验方法。

“类结构”行动从理论层面确保了汇智工坊课程实施的科学性。在此行动中，课堂目标始终指向学生科学素养提升，课堂类型必须符合课程以“实践体验、问题探究”为主的基本特征，教学流程遵循“设计先行、注重评价”的总原则。“类结构”行动在提升课程实施品质的同时，促进了教师的专业成长，延展了学校科技教育的内涵。

（编辑 崔若峰）