初中科学居家自主探究活动的设计与实施——以“科学宅”活动为例

◎ 陈 琳 成徐菲

一、活动背景与目标

随着教育现代化推进和教育理念的不断更新，学生居家自主学习成为课堂教学必要且有益的补充。尤其对于探究活动，相较于有限的课堂教学环境，学生居家时，在活动材料选择、活动时空安排、资源技术支持等方面具有更大的选择权，其灵活性和自主性能更大程度地激发学生探究的兴趣。

在延伸学习时空的同时，学生开展自主探究活动依然需要得到有效引导。如何通过建立学生、成人、资源等多方协作的学习共同体，一起打造适合学生居家学习的空间环境，促生亲子实践的人文环境，让自主学习成为伴随学习者一生的学习形态，是教育者需要思考和实践的目标之一。

就目前而言，虽然提供给初中学生居家自主探究活动的资源不少，但这些资源往往重结果轻过程，重现象轻内涵，重应用轻原理，在科学研究的严谨与规范引导方面比较欠缺。有鉴于此，上海市杨浦区初中科学学科利用微信公众号推出“科学宅——动手做科学”系列探究活动（以下简称“‘科学宅’活动”），旨在引导广大学生提高动手实践能力，培养科学研究精神，从生活实践中体验科学，持续促进身心健康，展现综合素养。

“科学宅”活动的目标具体为：①开展居家自主探究活动，客观地认知科学，通过科学体验感悟科学原理，形成科学观念；②围绕探究活动开展自主学习，并更好地学会学习和持续学习，让学习成为健康生活的方式之一。

二、活动内容

“科学宅”活动以体验、探究、创新、成长为目标，具备尊重、层次、整合、体验、内涵等特征。其活动目标与特征对应的内容如图1所示。

图 1 “科学宅”活动目标与特征对应内容

新课程改革刚启动时曾有一句流行语：“教师不要教教材，要用教材教。”从设计学习动机的角度看“用教材教”，其意就是让教师在处理教材时，把教材内容变成有趣、有用、有意义的教学内容。所谓“有趣”，就是让学生在感性层面对要学或在学的内容产生愉悦感。所谓“有用”，就是让学生发现要学的内容与自我的“需求或功利”存在联系并建立关联，还需要让学习者明白学习内容有助于解决真实情境中的问题，有助于自己“能行、更强”。所谓“有意义”，就是让学习者明白要学的内容最终需要超越即时的兴趣和一时的功利，转化为对终身学习或发展都有用的知识、能力与观念。

“科学宅”活动的内容以初中科学教材为本，聚焦“三有”，并经过改进、拓展和创新设计而成。“科学宅”活动提供的24个主题，从活动过程和目标等方面，可分为“实验类”“制作类”“观察类”和“验证类”四大类别，如图2所示。

“科学宅”系列中的每一个活动都包含三个板块，如图3所示。

由图3可知，板块一提供某一具体的实验方案，学生根据提供的实验步骤与材料，进行实验与探究；板块二提出一些具有引导性的问题，使学生能够在实验设计上有一定的自由度，通过自行设计与选材，对前一问题进行更深入的学习与探究；板块三提供与实验原理相关的其他资料与实际应用，供学生从中发现自己感兴趣的问题，进行完全自主的实验设计、准备、记录、分析与反思。教师通过层层引导，“授人以渔”，使学生学会学习，真正掌握学习的本质方法，建立起终身学习的意识和能力。

三、活动实施与评价

区域内众多学校利用“科学宅”活动提供的素材，组织学生在2020年寒假期间进行居家自主探究活动。本文以上海外国语大学附属双语学校的活动实施为例进行说明。

（一）活动实施管理

“科学宅”活动通知由学校教导处发布，经班主任下达至六、七、八年级学生。同时科学教师共同备课学习，协助活动实施开展，指导学生高质量完成一次科学探究体验。

（二）活动实施流程

“科学宅”活动的实施流程如图4所示。“科学宅”活动采用过程性评价和总结性评价相结合的形式，在制作与测试、拓展与思考、课外拓展三个板块后设立学生自评和同伴互评。其价值为催生探究方案的设计与实施，引导学生从中学会调整和完善自主学习行为。

图 2 “科学宅”活动的类别和探究主题

图 3 “科学宅”活动方案地图

图 4 “科学宅”活动实施流程

（三）活动评价

教师在评价学生的自主探究过程时，更多关注学生的学习过程，从学生的学习行为入手，分析后续学习方向，为学生的持续学习提供具体的建议。家长参与评价，一方面有助于家长参与并了解学生的自主学习过程，同时增加与学生在学习范畴内的正向互动。

四、活动建议

（一）关于教师与家长的指导

“科学宅”活动设计主张将静态的文本阅读转变为动态的学习活动，将隐性的个人体验转化为显性的情感表达。

“科学宅”活动建议教师和家长在活动过程中要努力指向学生的自主学习，要“行于所当行，止于所不可不止”。让学生真实体会到自主阅读优于被动听讲，自主探究优于被动接收。

（二）关于学生团队活动的实施

“科学宅”活动设计引导学生聚焦在科学意识上不同维度的回应，有助于学生根据这些回应形成科学态度，并将这些自己建构的态度与真实环境建立联系以生成科学观点，形成科学精神。

“科学宅”活动建议学生2—3人组团，以方案阅读与过程实施为载体，以家长为志愿支持，以教师为指导辅助。学生可根据方案的情境创设、资源提供等板块支持理解任务，通过观察分析、研究资料、确立主题、形成创见、表达交流等自主学习行为，激发潜能，提升能力。

（三）关于活动成果的呈现

“科学宅”活动设计鼓励学生的多种表达。各种形式的文本（如笔记、反思，或设计过程的思维导图、概念图等）让学生的探究过程得以显性化的同时，还能激发同伴的学习和反思。音频和视频（编辑照片，制作数字相册、简单的电子书，剪辑创意短片等）则可以将学生对信息技术的好奇与热爱迁移到借助技术实现的学习活动中。

“科学宅”活动建议以课题报告为呈现方式，辅之以图片（展现探究过程的关键细节）、视频（探究过程中重要现象的过程性记录）等多样形式。

五、活动成效

德国心理学家卡尔·邓克尔（Karl Duncker）曾提出“功能固着”这一概念。他提出一个人看到某个制品有一种惯常的用途后，就很难再看出它的其他新用途，如果初次看到的用途越重要，也就越难看出其他用途。因此，选择合适的实验器材进行实验，其本身就是在培养学生的创新思维。学生在探究过程中可以不拘泥于实验室器材和教师提供的器材建议，不局限于材料本来的功能，充分利用易得的生活用品，并将其附加实验的功能，正是学生创造性和成长性得到发展的表现。

“科学宅”活动的学生案例展示板块“大家看我这样做”获得广大师生的关注。如“自立笔”活动案例1中，学生充分利用身边的材料对原装置做出改进和优化。学生尝试用废旧的衣架替代铁丝来制作支架，但鉴于磁铁很容易被支架吸引，因此再次改用活页书环和塑料蛋糕勺进一步优化，如图5所示。

此外，学生还利用“自立笔”的笔架部分作为工具，悬挂磁体判断磁极，体现了对实验材料使用的灵活和充分，如图6所示。

图 5 “自立笔”活动方案实验器材选择比较

“硬币装水”活动案例2中，学生发现硬币两面的不同花纹会影响装水的滴数。通过多方面的比较，最终选择多种植物的叶片，并裁剪成硬币大小进行实验，如图7所示。

图 6 “自立笔”活动方案中确定磁铁的磁极

图7 “硬币装水”活动方案中用植物叶片与硬币的比较

六、活动反思

居家自主探究活动的设计与实施可以推进以下“关键动作”。

（一）把学生放在中心，关注学生的兴趣与学习需求

突出学生在活动全程中的主体地位。从学生的角度出发，以学生喜欢的方式建构模块。从学生的生活出发，设置真实情境下的任务，寻找简易化、生活化的资源，提供与主题相关的视频、图像、文字素材，使居家自主探究更丰富。让学生在愉快的实践中持续学习，同时也真正成为课程的设计者、实施者和评价者。

（二）建构“活动地图”，呈现逻辑结构

探究活动是课程延伸的触角。要让自主探究活动更好地链接学习、生活以及一切可能的要素，应致力于建构独特的“活动地图”。横向上，将探究活动按照一定的逻辑进行合理的分类；纵向上，将活动方案中的任务分解为一个个有价值的问题，设计阶梯性的学习内容，强调有顺序，由简至繁，从已知到未知，从具体到抽象，从实践到理论，保持其整体连贯以形成天然的、严密的“肌理”，为学生提供学习支架，让活动有逻辑地“落地”。

（三）活动实施不能“单枪匹马”，关联与整合应成为常态

学生的“学”从不局限于学校之中、课堂之上，还有更广阔的时空和更多样的方式。关联与整合强调以独立性为前提，对活动进行多维整合、多向组织。学生结合活动主题，依托共同体，通过网络或书籍获得相关信息，再对信息进行梳理、加工，并创造性地进行运用。这意味着要打破传统的固有界限，找出要素之间的内在关联，关注知识应用而不仅仅是知识形式，强调内容的广度而不仅仅是深度。

社会发展要求学生不仅要掌握知识，还要具备自主学习的态度与能力，并形成终身学习的观念。因此，居家自主探究活动不应只是存在于特殊时期的学习样态。让更多的学生经历真实发生，缩小“在学习”和“真学习”之间的差异，减少“不学习、无学习、假学习”等现象，自主探究活动是重要的路径之一。

注释：

1. 本案例选自上海外国语大学附属双语学校石智恒同学的探究报告。

2. 本案例选自上海外国语大学附属双语学校许本睿同学的探究报告。