学校做好“科学教育加法”的积极实践

林乐珍

【摘 要】在“双减”中做好科学教育加法，是中小学校面临的时代命题。盲目、低效的加法，或者局部因素上的加法都不能够带来科学教育质量根本性的改变。本文基于提升学生科学素养的“原点思维”，从指向创新的科学教育课程建构、指向实践的科学教育课程实施、科学教育赋能学校内涵发展的实践逻辑层面阐述了学校做好“科学教育加法”的积极实践。

【关键词】科学教育加法 课程建构 课程实施 内涵发展

基础教育阶段的科学教育关乎科技强国建设。在“双减”中做好科学教育加法，是中小学校面临的时代命题。这关系到课程统整、教学变革、家校社协同、资源建设、师资培训等。盲目、低效的加法，或者局部的加法都不能够带来科学教育质量根本性的改变。

我们在思考，不妨将问题解决暂时搁置，回到“原点”，那个唯一的、大写的“人”—

怎样开发课程，以满足学生的个性化要求，提升科学素养，为拔尖创新人才在源头上打下坚实基础？

怎样实施课程，才能真正发展学生可以带得走的科学素养、创新精神和实践能力，为未来做准备？

怎样将科学教育深度融入学校内涵发展的行动中，赋能学生全面发展核心素养？

可见，发展每一个学生的科学素养是“科学教育加法”的核心目标，构建指向创新、实践的科学教育课程是“科学教育加法”的关键抓手，最终赋能学生全面发展核心素养是“科学教育加法”的价值归宿，这是学校做好“科学教育加法”的积极实践逻辑。

一、指向创新的科学教育课程建构

科学教育是一个复杂的系统，学校需要在理解的基础上进行整体规划，建构指向创新的科学教育课程，并在动态发展中进行更新与完善。

1. 全局性的科学教育图景

全局性的科学教育图景是学校层面科学教育课程的整体设计和系统思考。

横向上，《义务教育科学课程标准（2022年版）》 提出，科学教育内容有四个领域，每个领域有若干核心概念，分布如下：物質科学领域有4个核心概念，生命科学领域有4个核心概念，地球与宇宙科学领域有3个核心概念，技术与工程领域有2个核心概念，加上4个跨学科概念，这些内容展现了当代科学课程内容图景，是科学教育课程内容结构的主干部分。

纵向上，学校科学教育课程呈金字塔型，同样指向创新人才的培养，但不同层级的课程目标、课程内容各不相同（见图1）。金字塔的底层是面向全体学生的“科创课程教育”，包括国家课程科学课、信息科技课以及科创综合实践活动，旨在通过科学课程培育学生创新思维能力。无论学生将来是否能成为拔尖创新人才，都可以从重视创新思维的科学课程中获益。金字塔的中间是“科创拓展教育”，包括科技兴趣拓展课程、社团以及家庭实验室，为满足学生个性发展而开设，由学校组织教师自行设计，或选用他人设计的现成课程，自由度比较高，模式多样，在满足学生兴趣选择的同时，让学生全方位地了解各科技领域的概貌，为未来的专业和职业选择做好铺垫。金字塔的塔尖是“科学创新教育”，整合资源，创造条件，为少数对某一领域具有极大兴趣的、具有科学家潜质的学生提供较为系统的创新课程。

全局性学校科学教育课程，将科学教育内容组合成一个具有内在联系的、结构的、立体的框架体系，体现了系统化、分层化和差异性。

2. 综合化的科学课程新样态

如果说全局性的科学教育图景是向上的顶层设计，那综合化的科学课程新样态就是向下的课程综合，围绕大概念统整课程，通过节点性、中枢性的学习任务或问题，统整课程内容，优化课程结构，为“科学教育加法”腾挪空间。主要呈现为以下几种样态。

（1）科学学科内的课程整合

当下的科学教材围绕大概念呈现大单元，较好地体现了水平统整，但学生的科学素养发展具有长期性，如何让课程内容在水平统整的思路基础上，做到循序渐进和螺旋上升，是科学课程整合的重要课题。

以一次小学、初中、高中联合科学研讨会为例，会议利用“变化观念”进行统摄，以大概念为统领，围绕“金属腐蚀”主题，从化学观念、探究能力、真实问题解决三个维度展示不同学段学生的课堂表现与发展变化。这样的研讨有利于各教育阶段在探索整合时考虑如何向下扎根和向上衔接，以实现学科内各学段课程的纵横联合，让学生全面把握学科知识结构、能力结构和逻辑结构，增添对科学的掌控感。

（2）跨学科科学课程整合

跨学科科学课程整合是以科学学科核心知识为基础，运用两种及以上学科知识与方法去考察、探究一个中心主题、任务或问题，这是科学课程整合的新局面。浙江省温州市第二实验小学（以下简称“温州实验二小”）科创教研组尝试了以下几种做法。

做法一：学科内的跨学科主题学习。比如，六年级下册科学教材中有“动物和植物的种类繁多，我们知道校园里有多少种植物、多少种动物吗”的学习内容，教师就以植物为切入点，以“校园植物繁多，你有什么办法可以集中介绍这些植物，让师生或校园客人快速认识它们”为问题情境，设计了“制作一本校园植物手册”的跨学科主题学习。

做法二：综合实践活动中的跨学科研究性学习。比如，学校地下停车库车位只有48个，不能满足教师的停车需求，教师提出“如何增加停车库车位”的问题，于是学生开启了一场整合综合实践、数学、语文、信息科技的跨学科研究性学习。学生充当“城市规划师”进行探究，制订项目研究计划，利用比例尺、空间几何等数学概念解读停车库设计图纸，制作中小规模车辆模型，并摆放出小组车位设计方案，对照班级共同制订的设计规范，利用3D模型等进行方案验证，最终形成班级停车库车位设计方案。

做法三：跨学科主题教学。比如，教师整合了科学教材中“植物”“植物的生长变化”“生物的多样性”单元和劳动教材中“水培植物我养护”“班级植物角共创建”“小神农种植园”“打造阳台小菜园”单元以及学生的家庭实验室，开辟了学校种植园课程，打通课内课外，学生开展家庭种植、观察、记录，然后共建班级植物角，优秀作品入驻学校种植园，学校提供养护工具，学生利用课间浇水、整理，共同养护。

（3）学习取向的科学课程整合

学习取向的科学课程整合其实质是在理解课程文本和材料时嵌入对儿童经验的认识，使整合课程的事实与学生的经验、兴趣、能力相关联，这是一种在学科、跨学科课程整合基础上的创生性课程。

比如，学校新开了一个小餐厅，怎么进行餐厅文化布置？围绕这个问题，学习沿着两条线索推进。一条线索指向环境美化，涉及静态布置和动态展示，如餐厅命名（语文），餐厅环境美化（美术），餐饮礼仪、规则约定（道德与法治）。另一条线索指向营养健康，涉及这个领域非常重要的一些议题，动静结合，如中国美食的烹饪方式（语文《中国美食》），饮食量、食品选购、食品成分、膳食指南（地方课程、信息科技），一天的食物、食物中的营养、营养要均衡、营养早餐（科学、信息科技）。就这样，语文、科学、美术、信息科技、道德与法治、地方课程等教师自发组合，议题不同，互为主辅，紧密配合，一个跨学科、跨领域的营养健康课程就生成了。

二、指向实践的科学教育课程实施

《教育部等十八部门关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》（以下简称《意见》）中提出“注重将知识学习与实践相结合，强化做中学、用中学、创中学”，通俗地说，就是“加实践”“加项目”“加工程”，这也是科学教育课程实施三个层级的探究实践。

1. “加实践”：指向探究实践的学习方式

只有把概念和身边的现象联系起来，才能更有效地学习科学、深层理解科学。

课堂上，教师和学生一起探索，把生活场景中的问题用科学实验揭示出来，建构科学知识结构，使科学学习更有效。当学生开始玩科学，他们会把自己当成小科学家，学习像科学家一样思考。教师和家长达成共识：当学生问家长问题时，重要的不是立即回答，而是要问学生，你怎么想？让学生玩转各种想法、创设各种可能性，因为每一项发明，无论大小，在实现之前，都是凭借着想象力将想法结合在一起。

总之，让科学教育成为一段旅程，学生观察、测试、实验、预测、解释、得出结论、交流和沟通，这些基本技能是科学教育的目标。

2. “加项目”：问题解决驱动的探究实践

《意见》提出“深化学校教学改革，提升科学教育质量……探索项目式、跨学科学习，提升学生解决问题能力”。温州实验二小从实践的丰富性系统思考项目化学习的迭代发展，提出：①适应性迭代，课堂学教方式的变革。这是简化版的项目化学习，是一种微项目，指向多样化学习方式的变革。②延展性迭代，课内外项目融合设计。这是深度运用学科思维实践，其价值在于将课堂学习延展开来，从生活中来，到生活中去。③综合性迭代，项目化学习综合设计。跨学科单项目的设计、项目群的综合设计充分体现了综合学习的思想。

多样态迭代发展的项目学习，在学习方式、学科学习以及跨学科学习上都做了有益的突破，从更长远的教育发展目标引领教师开展项目化学习设计。

3. “加工程”：开放性解决复杂问题的探究实践

《意见》提出“统筹规划科学教育与工程教育”“加强中小学科学及相关学科（物理、化学、生物、地理、信息科技/信息技术、通用技术等）……教材修订完善工作”，充分体现了全面加强中小学科学教育的系统观。

温州实验二小将工程启蒙教育融入科学、信息科技、劳动等国家课程的实施中，培养学生综合科技素养和创新能力。比如，在学校的一号楼，有一层的“未来学校我来想”，学生通过切割，按一定比例设计校园模型，然后围绕“绿色校园”设计靠太阳照明的教室，将智能系统中的连续量转换为开关量设计智能新风系统；围绕“智控校园”设计无人值守图书馆、智能扫地机器人、情绪“抱抱墙”等系列模型。

从系统分析到制订计划再到实施的一系列过程，涵盖了数学建模、科学探究、创新设计和算法实现等方面内容，学生将理论知识应用于实际问题的解决，他们的创造给校园文化建设带来很多灵感。

三、科学教育赋能学校内涵发展

科学教育是学校系统工作中的核心关切点之一，要深度融入学校办学创新，促进学校内涵发展，赋能学生全面发展核心素养。

1. 聚合：诸多要素创造性地组合

当我们站在系统的视角去观照，就会将科学教育体系中的大问题分解成小事情，指向并围绕全局性学校科学教育图景创造性地组合。以温州实验二小“科创＠未来”科创嘉年华活动为例（见表1），学生在整个过程中学科学、玩科学、创科学，课程内容、课程实施、教师培训、资源整合、家校社联动等融会贯通于日常的课程活动与教学改革之中，避免了人力、物力和精力的低效能投入。

當然，学校作为科学教育实施的主体，在考虑整体聚合的同时，还要进一步关注各视点中各类事情的前联后引，连成线，组成块。

2. 生发：全学科打开科学教育的“入口关”

立体型的学校科学教育课程架构维度更多，关联的对象更丰富，内在结构的节点增多，可以生发的自由度和空间也就更大了。每一位教师都可以透过大概念厘清全学科融入科学教育的思维脉络，在学科教学中为科学教育内容要素打开“入口关”，做好科学教育加法的“增长极”。

比如，温州实验二小的“世界青年科学家大会”研学就源于语文二年级下册“学习提问”单元，语文教师将其转化为“当世界青年科学家峰会与青少年成长相遇”的任务。任务一：向好奇心致敬。课内通过问题卡、解答卡的方式引导学生学会提问、学会解答，体验“原来科学发明源于问题，创新出自好奇”。然后联系生活，海选问题，在语文、信息科技教师的共同指导下，创作“向好奇心致敬”的微课视频，递呈“世界青年科学家大会”播放。任务二：“世界青年科学家大会”研学。学生利用周末走进“世界青年科学家大会”，深刻感受创新就在身边。任务三：向青年科学家发问。把青年科学家请进校园，学生近距离接触科学家，将自己带着问题研究、查资料、做实验的成果分成几个区域展示，向科学家提问、与科学家交流。一问一答中，科学的种子已经悄然种下。

3. 赋能：促进学校内涵发展

聚合，生发，再聚合，再生发，最终是为了赋能学生的成长和学校的发展。因此，科学教育的积极推进需要管理者在工作中处理好科学教育与其他领域的平衡关系，通过分析问题的“思想透镜”，厘清优化科学教育的实践脉络，提升决策工作和改革实践的专业性。

总之，科学教育要深度融入学校内涵发展行动，从科创教育出发，可以看到科学教育的推进路径“加实践”“加项目”“加工程”。

（作者单位：浙江省温州市第二实验小学）

责任编辑：赵继莹