科学教育加法的学校“四化”实践

谢昱圣 邱菁

“做好科学教育加法”的目标不是学习更多的具体知识，而应是培养科学精神。在教育“双减”中做好科学教育加法，就要将科学教育通向科学素养，激发青少年的好奇心、想象力、探求欲，培养具有科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年群体。本文从科学教育的内容、过程、评价、保障等方面作了一些有益的探索，以期对做好科学教育加法的真正落地有所启示。

内容多元化

国家课程中的教材作为教学的载体，对中小学生科学核心素养的培养起到了重要的作用。中小学科学教材凸显综合性、探究性、实践性，很好地激发了学生的兴趣，培养了学生的创新精神。但是由于教材的篇幅有限，学生往往无法全面深刻地了解感兴趣的问题和知识。为了让核心素养落地，让知识运用赋能，在原有教材的基础上可以对科学内容进行拓展和补充，让学生全景式地了解科学问题的来龙去脉，也可以让他们把科学与自然、科学与生活、科技与创新紧密联系起来。通过科学教学内容的多元化渗透，在学生心中埋下一颗科学的种子，使他们从小树立为国家科技事业贡献力量的远大梦想。

科学与自然

科学教育不仅是为了掌握知识，更重要的是培养学生的科学思维与解决问题的能力。因此，学校专门设置了阅读影视类课程，指导学生阅读科学史、科普读物；观看影视资料，如纪录片、太空授课等，通过多种形式为学生提供更丰富的学习资源，扩充学生的知识面。

科技与生活

将国家课程学习同步的相关知识向生活方面延伸，保证课堂所学的知识能够与日常生活相结合。例如在学习杠杆平衡的原理后，寻找生活中的杠杆，帮助学生更好地理解省力、费力、等臂杠杆在生活中的应用；通过制作“蓝色晶体”玫瑰了解自然界晶体结晶的方法；通过制作小型发电机了解发电机的装配过程；学习发酵的知识时，让学生自己动手制作甜酒酿等。

科技與创新

科技创新是人类进步的基础，也是现代教育的重要内容。在日常教学中可引导学生通过影视欣赏了解前沿科技；通过“一家之言”活动让从事科技工作的学生家长分享生物、化学、地理、军事、医学中最新科研和技术；带领学生走进科技类企业或高校，了解创新专利、最新研究，拓宽学生视野，培养好奇心，激发学生对科学的热爱，提升核心素养。

过程项目化

随着全球化进程的加快和数字化时代的迅猛发展，在教育政策领域，核心素养、21 世纪技能等对教育目标和课程标准战略定位产生了影响，引发对项目、情景、跨学科、高阶学习等的要求[1]。核心素养是应试教育难以发展的，在“双减”背景下，学校更注重学生核心素养的提升。在学校课程中有机融合项目化学习是提升学生科学素养的有效途径之一。

项目化学习是一种基于项目的学习，实质是一种自主合作的学习模式，对学科内或者多个学科的学习内容进行整合，一般有明确的项目或者主题，能充分发挥学生的学习自主性和创新性，培养学生的逻辑思维能力、沟通表达能力、团队合作能力和创新质疑精神。项目化教学能摆脱教学环境、教学时长等限制，横跨人文、社会、科技、工业、自然等多个领域，以项目为载体，实现育人的多重目标。项目化学习基于学科的核心知识和关键概念，以项目的方式开展学习，完成实践任务，促进学生对核心知识和概念的理解、迁移和运用，同时在解决问题的过程中合作与探究，发展动手和思辨能力，提高核心素养。

如何用项目化钥匙破解“双减”难点，在原有教学方式上做好加法，可以尝试如下的5个步骤：问题情景，激发好奇；具体任务，明确方向；开启项目，明确标准；分组活动，教师指导；展示成果，交流完善。

项目化学习在生活实践中的应用——寻找生活中的杠杆

杆秤作为我国度量衡的重要构成部分，在我国古代的使用价值很高。杆秤不仅蕴含了科学知识，更富含悠久的科技发展史。这样一个趣味生活化的背景很快激发了学生的兴趣，教师继而给出任务：寻找生活中的杠杆，并自制刻度准、量程大、操作易的杆秤。

教师为小组提供一次性纸杯、一次性筷子、螺母、铁丝、棉线、胶水、马克笔等材料，让学生用文字或图形在白纸上记录结构示意图、杠杆五要素及杠杆类型、自制杆秤的原理等。

活动过程中教师巡视并指导。学生通过小组讨论交流生活中的杠杆和杆秤的示意图，并在制作中发现问题，比如如何让杆秤更稳、如何让误差更小等。活动结束时，教师引导学生完成自我评价和组内评价，总结反思项目学习过程的收获。小组在总结反思后，继续改进完成杆秤作品，实现让学生运用所学知识解决现实生活问题的目的，提高核心素养。

项目化学习在课堂教学中的应用——制作美丽蓝色晶体玫瑰

浙教版《科学》八年级上册“物质的分离”一节，教师从书本上硫酸铜晶体结晶实验出发，提出：自然界有很多晶体是从水溶液中结晶出来的，如果让某种晶体附着在一朵白色纸玫瑰上，会形成一朵晶莹剔透的“蓝色妖姬”。然后给出任务：制作一朵晶体多、亮晶晶、色彩匀的“蓝色妖姬”。

学生对任务很感兴趣，小组内进行分工，从原理到实践，从框架到细节，很快就能完成小组作品。活动过程中教师要注意巡视并指导。

学生通过小组汇报交流和组内互相评价，总结出蒸发结晶（用酒精灯、吹风机加热，加速蒸发）和降温结晶（碎冰降温）2 种方法，细节上碰撞出不同的火花，比如如何让液体变成晶体、如何让晶体均匀地分布在纸玫瑰花上等。项目化学习引导学生设计与实施，鼓励学生思考与创新，提高了学生动手操作和自我管理等综合能力。

评价发展化

评价是对某种现象的价值（如优点、缺点）进行调查的结果[2]。陈玉琨认为评价是通过调查、分析进行的价值判断活动，是判断主体对客观需要程度的过程[3]。因此评价是依据标准判断人或事物价值的活动。在教学中，评价是基于一定的教学目标，运用某些标准或手段评判学生学习过程和学习结果价值的一种活动，是对学生学习的测量、分析和评估。

构建素养导向的综合评价体系，能够发挥评价的导向功能、诊断功能、调节功能、激励功能、管理功能、发展功能、选拔功能及鉴定功能等。

澳大利亚教育心理学家约翰· 比格斯（John Biggs） 与凯文· 科利斯（KevinCollis）在长期理论和实践探索的基础上提出了SOLO（Structure of the Observed LearningOutcome，可观察的学习结果结构——编者注）分类评价体系，不是简单地评判学生是对或是错，而是根据学生在解决学习任务时的不同表现，将学习划分为5 种复杂水平：前结构、单点结构、多点结构、关联结构和抽象拓展结构。这种评价能够判断学生思维结构的复杂程度，也能判断学生的思维能力等级。依据SOLO 分类评价体系，学校对作业与考试的评价，以及创新与实践活动的评价进行了有针对性的改革。

作业与考试评价改革

作为诊断性评价的主要方式，作业与考试有其操作方便、效率高、成本低的优点，但是某些客观题型的设置与反馈无法暴露学生的思维过程，仅仅局限于记住课本中的科学概念和科学规律，使学生在习得知识的过程中变得机械，缺乏深度思考。例如有这样一道题，要求学生从鸡、鸭、鱼、鹅中划分出不同的类别，大部分同学选择了鱼，因为从书本概念的角度，鱼区别于其他3 种鸟类，但是从分类的角度，依据是否会游泳，也可以选择与鸭、鱼、鹅不同的鸡。从评价角度讲，2 种答案都没有错，但是我们往往会陷入思维定势，反而忽略了分类的多样性。

改革作业与考试评价，应根据学生在解决学习任务时的不同表现，将学习划分为不同复杂水平，赋予不同的得分，注重过程的评价。例如一个项目化学习作业，让学生用条形磁铁、大号缝衣针、硬卡纸、橡皮泥、大头针等制作简易指南针，可设计“自制指南针”评价量表（如表1）。

创新与实践活动评价改革

2022 年出臺的《义务教育科学课程标准》中提出要重视学生评价中的过程性评价，要倡导跨学科融合、校内外结合，体现评价的综合性、增值性及过程性，使评价从主要测量回忆陈述性知识与程序性知识，向评价高级思维技能与发现问题及解决问题的能力转变，从而促进学生核心素养的发展。

除了传统的纸笔测试外，还可以通过科技创新实践活动、航模竞赛活动、科学拓展课等项目化课题研究，以及瓜果蔬菜种植劳动实践项目等真实情境学习对学生的科学素养进行评价。但此类活动的评价重结果、轻反馈，重全面、轻多维，因此无法促进学生的深层次发展。为了更好地发挥评价促进学生发展的功能，在创新实践活动中要以激励性评价作为改革评价的原则，随时随地激发学生的科学热情，发展科学思维。例如在投石机制作竞赛中，创设“多维两段式”评价量表（如表2），学生完成投石机制作后，从合作精神、选材精简、搭建时间、投射精准度等维度对作品进行评价。分单项设置“合作达人”“选材达人”“速度达人”“精准达人”等，让每个学生都有成功的体验，培养他们对科学探究的广泛兴趣，同时点评的设置能够促进学生在创新实践活动中不断反思。第一阶段结束后，学生根据反馈对作品进行改良。第二阶段举行改进展示会，小组总结汇报交流改进后的作品，再进行二次打分。多维两段式评价就是让学生发现自己的闪光点和兴趣点，树立继续学习和终身学习的目标。

保障立体化

做好科学教育加法对学校来说是新的工作，需要对原有的教学内容和方式作出一定的补充。学校将围绕团队建设、专业支持、基地联动、机制保障4 个维度，更新保障机制成分，实现保障机制立体化。

团队建设

学校要做好科学教育加法，首先要建立一支专业的教师团队。建议由一位校长担任组长统筹工作，领导整个项目的开展。全体科学教师、跨学科教师则主要负责科学教育项目的设计和实施。团队建立后，学校要聘请专家定期为教师进行系统性培训，组织教师参加校外研修活动，同时构建教师成长阶梯体系，以提升教师的专业素养和创新能力。

专业支持

做好科学教育加法还需要专业力量的支持，学校可聘请高校专家教授、教研员、从事科技类工作的家长组成专家组。专家组可为教师开展专业化培训，也可以为学生开设知识讲座，为项目式教学提供指导，在成果展示时担任评委。此外，学校还可邀请专家组指导教师设计并实施促进学生高阶思维提升的实践活动。

基地联动

学习的教育资源有限，且知识多以书面化形式呈现，可通过与当地科技类企业、博物馆、科技馆、航天馆、农产品基地、生态产业园、非遗文化传承人等机构和个人建立联动机制，满足学生创新素养提升的需求。主要可通过以下两种途径实现校内外联动。

● 邀请科技企业、机构进校园开设展览活动，例如开展科技馆进校园活动，让学生近距离体验天文望远镜、与智能机器人对话等。

● 组织学生到科技场馆、科普教育基地等现场观摩学习，例如组织学生参观智能农业园，体验环境数据传感器、植保无人机、自动收割机、物联网技术等前沿科技在农业中的应用等。

机制保障

创新教学方式，提高学习效率 学校应鼓励教师团队积极创新教学方式，通过开展项目式、大单元整合、跨学科融合等教学方式，促使课堂从蜻蜓点水式的讲述转向以学生为主体的探究，从解决枯燥的书面问题转向解决真实情境中的亲历问题，从而提高国家课程的学习效率，同时持续推进作业改革，切实减轻学生的作业负担。

改进教研机制，提供课时保障 结合教材，组织跨年级、跨学科教师在学期前一起研讨，共同制订课程规划，撰写项目式学习方案。在实施过程中，通过教师相互评价和改进，逐渐补充、完善教学方案。通过教学研讨，可以不断优化课程结构、明确课程内容，最终将项目式、大单元、跨学科的教学方式有机融入常规课程当中。

参考文献

[1] 夏雪梅．素养时代的项目化学习如何设计[J]．江苏教育，2019（22）：7-11．

[2] 瞿葆奎．教育学文集·教育评价[M]．北京：人民教育出版社，1989：344-346．

[3] 陈玉琨．教育评价学[M]．北京：人民教育出版社，1986：6-8．