2017年3月23日 每周二、四、五出版
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2017年第27期(总第3044期) 导报三版
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从“知识”走向“素养”
不可“缺席”的科学教育
■本报记者 殷樱
《教育导报》2017年第27期(总第3044期) 导报三版
近日,《义务教育小学科学课程标准》(以下简称“新课标”)出台,要求从今年9月开始,小学一年级要开设科学课,重视实验教学,增强学生问题意识。同时,新课标指出了小学科学教育是以科学课为核心课程的跨学科学习,强调与其他学科的融合。

纵观以往的中小学课程标准和教学方式,科学课在小学常常被边缘化,进入中学后,科学就被等同于“数理化”,重视知识的传授,而忽略了真正的“素养”培养。然而,在这个信息技术高度发达的社会,比知识更为重要的是思考问题的方式,人才培养更注重思维能力的训练。为了适应这一趋势,当下科学教育必须要从“知识”走向“素养”,让隐性的科学能力超越显性的科学知识,成为教学过程的重要指向。

在新课标出台之前,成都已有不少学校“吃螃蟹”,重视科学教育的启蒙。它们或在低年级开设科学课,或进行学科整合渗透科学素养,或结合当地资源开发实践课程等,引导学生将科学思维运用到生活中解决实际问题,探索科学素养的培养。这些探索或许可为学校和老师们在新课标出台后如何进行科学教育提供一些参考。

让科学离孩子近一点

儿童早期接触科学学习,科学素养更容易提高。老师要将科学知识、科学技能等渗透于学科教学和课外活动中,让科学素养和人文素养在孩子身上生根发芽。

科学启蒙要有“玩味儿”

“幼儿园的时候,我就爱做实验。”我期待上科学课,但我怕做实验炸到自己。”……这是不少准一年级学生的心声。在幼儿园就有科学活动课程,为什么要在一二年级中断呢?带着探索精神,四川师范大学附属实验学校以下简称“川师附小”)从2013年开始,就在一二年级开设了科学课。学校将原有的三到六年级的教学内容稀释”,再引进国外科学课的教学理念,梳理出小学一至六年级科学课程教学体系。调整后的科学课以培养学生科学素质和创新能力为主线,使学生能经历完整的探究过程和基于项目的学习。

如何选取低年级科学课的内容,科学教研组组长王文婷告诉记者,内容尽量简单,贴近学生的生活,主题少一点,明确一点,探究的时间可再长一点。她认为,科学课应该要有“玩味儿”,比如“让我们一起来玩”代替“今天我们来学习……”低年级孩子身心都处于稚嫩的状态,使用中高段科学课堂上那种正规的语言在某种程度上会对学生产生约束,束缚了他们的好奇心和创新意识。

教学语言要有“玩味儿”,教学内容也要“玩起来”。科学小游戏、趣味小实验、观察小活动、科学绘本故事等,从“玩”出发,用“玩”来代替学习,对低年级学生更具诱惑力。鉴于低年级学生识字不多的特点,学校还采取乐考嘉年华的形式,让孩子们说一说、画一画、做一做,让他们尽情体验,抛开紧张和焦虑,把各类闯关“玩”个遍。

“科学素养是后天逐步积累的结果,低年级学生对客观世界的认识也是由浅入深的,其实在各种交往活动和学习中,他们已经在开始积累自己的科学素养。”该校校长邱华表示,儿童早期接触科学学习,科学素养更容易得到提高。在低年级开设科学课,目的在于激发兴趣,进行科学启蒙,让学生养成良好的科学行为习惯。

科学课不仅仅是一门学科

课程是学校科学教育最核心的载体和资源。科学教育不仅体现在科学课中,内容还延伸到语文、数学、美术等其他学科中。老师们要自然地将科学知识、科学技能、科学史、科学精神渗透于各自学科的教学和课外活动中,将自然科学和人文科学相结合。

在成都市锦江区驸马小学的“学科渗透课程”中,老师们充分挖掘科学与数学、语文之间相互渗透的“点”,形成课程,开设了“数学与科学”“习作与科学”课程,纳入课表执行。在“数学与科学”中,目前,挖掘出的渗透点有长度测量、面积计算、处理数据等,并形成了课程实施方案。在“习作与科学”上,语文老师巧妙地把学生观察和实验得到的现象,与科学小论文的写作结合起来。

为了更好地进行全学科整合,成都市双林小学开始了科创体验与人文教育一体化实施的项目式课程建设,即“科创+”课程。学校汲取和融合项目式学习、主题学习、 steam教育、创客教育等理念和方式,辐射全部学科教师,在统一的时间内,引导学生围绕一个物体,开展学习和研究活动。全学科的参与,让学生形成一个完整的知识链。

在班级“科创+”体验课程中,双林小学2016届8班全体学生在阅读完科幻小说《三体》之后,玩起了每周一次的科幻小说接力创作活动,最后,写出了17万字的科幻小说《破茧》,涉及了“虫洞”“突触”“引力波”等科学知识点。”该校课程研发中心主任王维令说,学生们从过程中学习各种学科及跨学科知识,从而让科学素养和人文素养在他们身上生根发芽、同生共长。

让科学从书中走出来

科学课除了课堂渗透,学科整合,课外实践也必不可少。学习科学的目的是为了解决生活中真实的问题。

把课堂搬进校园、社区、大自然

科学课除了课堂渗透,学科整合,课外实践也必不可少。学校要立足科学课堂,以教材为载体,把科学课的眼光放到校园、社区,放进大自然中,才能更好地培养学生的实证、质疑、创新等科学态度。

“在综合馆,我最感兴趣的是声波能把扑克牌的房子震倒。”“两面镜子照在一起时,镜子里会出现无数图案。”……在双林小学的科技馆外面,张贴着学生的科创体验记录卡。2010年,成都市成华区政府决定以双林小学为区域科普教育体验基地,为其兴建了全省首个小学科技馆。为了启发孩子们充分思考,一个个“问号箱”被放置于各类体验设备周围。每次小专题研究活动中,迅速变满的“问号箱”令老师们惊讶。

没有高大上的科学实验室设备,是不是就搞不好科学教育?地处三圣花乡的驸马小学给出了答案。校长张万明表示,创客、科技馆等都是载体,不同载体可以达到同样的目标。比如,在有限的资源里,学校设置“过道中的科学”,让学生体验开放仪器,“科学文化长廊”为学生营造科学学习氛围,同时,挖掘学校周边科学教育资源,与三圣乡的农场合作形成主题性的花香四季课程。

根据花乡四季地点的不同、学生年龄的特色,学校在课程设置上也略有区别。科学老师王波介绍,如五年级的荷塘月色课程,在科学课上了解莲的结构和功能后,语文课上学生诵读《爱莲说》更加有感情,数学课表现出计算不规则荷叶面积的欲望更加强烈,美术课的莲画得形神兼备。生态农场课程中的养殖则是利用食堂的剩余饭菜和农场里的杂草喂鸡,鸡的粪便又反过来浇灌植物,让学生体会一个生态系统的小循环。

以问题为导向进行自主探究

在未来社会,知识的应用能力以及由知识学习和应用所衍生出的能力提升更为重要。教育所追求的是带给学生终生受用的东西,终生受用的绝不会是单纯的科学知识,而是科学的方法、态度和解决问题的能力。学习科学的目的是为了解决生活中真实的问题。

小发明、小制作、3D打印……在成都高新新科学校的多功能展示厅里,摆满了学生的科学作品,这些作品在近期的科技月活动中展示。一位学生的爷爷喜欢晚上钓鱼,由于灯光太暗,该学生便发明了一种带夜灯的多功能伸缩凳。夏天的蚊香盘易被踢倒,有学生便设计了一种加大储存量的驱蚊警示桶。

作为中国少年科学院科普教育示范基地,该校大部分学生都有自己的生活小发明。科学老师孙德胜说,每一个小发明都是学生知识运用能力全面的考核,培养学生独立分析问题和解决问题的能力。

学生都爱小发明,离不开老师课堂的引导。每一次上科学课,孙德胜都会先让学生收集生活中的麻烦问题,引导学生利用科学知识去解决。课堂加强了学生的问题意识、实验操作、调查能力和动手能力,同时发挥了学生的想象力。要让学生觉得科学不仅是一件有趣的事,科学还能改变生活。

以问题为导向的教学模式正在成为趋势,探究式科学教育则是新一轮课程改革积极倡导的理念。新课标中明确提出科学学习要以探究为核心。科学课如何开展自主的探究项目呢?川师附小发展研究室副主任、科学老师童培杰表示,自主的探究项目主要针对中高段学生,这个阶段的学生已有一些基本的科学知识和探究能力,教师在教学中引导他们提出感兴趣的探究项目,每一个项目都着眼于解决实际问题。

“自主探索项目强调以能力培养为导向。”童培杰认为,倡导跨学科知识运用、启发式教学、团队协作共同完成挑战,学生在完成项目的过程中将会提升独自思考的能力。自主研究项目的开展打破了现有教育中各学科之间的人为割裂,最核心的特点就是融会贯通各学科知识,培养学生跨学科知识应用能力,从而将科学知识转化为科学素养。

让科学“活”起来

建立大科学观,在生活中学科学,在学科中学科学。学校要以科技活动为载体,调动学生积极性。

科学氛围浓一点

校长是实施小学科学课程的第一责任人,校长首先要提高对科学课重要性的认识。在新科学校校长朱祥勇看来,学校的功能是营造科学土壤,课堂是主阵地。科学教育不是一门单独的学科,要建立大科学观,在生活中学科学,在学科中学科学。

朱祥勇认为,在如今信息爆炸的时代,辨别能力尤为重要。学校的科学教育是抵御“科学谣言”的基础,批判性思维不可“缺席”。

小学教育是科学素养的根基,学校要营造科学氛围,让学生走进科学。朱祥勇表示,学校要以科技活动为载体,多给学生展示的机会,调动其积极性。活动只是一部分,最后都要回归课堂,把死板的文字变成话题和情景,转化为可视化的知识,从探究过程中得到结论,才能让学生产生兴趣。课堂要引入时代活水,渗透最前沿的知识。

“科学不等于数理化,科学教育要了解生活,解决实际问题,给学生播下科学思想的种子。”朱祥勇认为,科学素养需要时间浸润,然后内化为能力,形成素养的一部分。学校教育要让“爱科学,用科学”成为一种常态,培养学生具有科学思维,敢于质疑和批判,而不是迷信权威。

科学资源多一点

科学教育涉及多门学科,校本课程和课外实践的有效实施也需要大量资源,如何因地制宜地开发和挖掘,也考验着每个学校。川师附小是大学的附属小学,又处于大学校园中,学校利用自身资源开发整合方阵:整合四川师范大学、成都理工大学、四川省农科院等大学和研究机构的人力资源、物力资源、教育资源以及科研资源,构建科学教育特色资源库。同时加强与大学物理系、化学系、农科院等单位的科技教育项目合作,从而满足不同年段、不同层次学生的不同需求。

从四川师范大学毕业的童培杰此前向川师大化学学院新开的“科学教育系”提出,培养优质小学科学教师,必须与小学科学实地教育接轨,随后,川师大“科学教育系”邀请他担任该系的外聘兼职教师。他表示,大学生来上小学科学课,不仅要会科学常识,更要有“会带孩子玩”的基本能力。2010年开始,他为“科学教育系”的大学生开设了“模型制作”“电子制作”两门课程,化学学院也将川师附小作为学生实习基地。此外,童培杰还时常带领小学生进入大学实验室做实验。

针对学校地处城乡结合部,孩子的科学视野不开阔的现状,驸马小学利用高校、社区的丰富资源,开设了“社区科学拓展课程”,这些课程不定期地送教到校,以讲座或互动的形式展开。学校毗邻东篱菊园、荷塘月色、幸福梅林和白鹭湾湿地,这给学校科学教育提供了丰富的校外资源。学校也利用家长资源给学生上课,比如请蘑菇厂的技术人员给学生讲蘑菇的生长过程,起到家校共育的作用。

科学老师自信一点

落实新课标也对小学科学老师的专业素养提出了挑战。过去,小学科学课常常被边缘化。提到科学老师,在业内有一个称号,叫“大肚剩闲”:大着肚子不方便上其他的课了,其他学科挑完剩下的、闲着的就来当科学老师。

双林小学的曾真老师从某种意义上说,也是一位“剩闲”老师,“身体不好,学校照顾她,让她教自然课。”王维令说,那时候双林小学的科学教育,还处于搞搞模型比赛,拿点奖就算成绩的阶段。

柔弱的曾真来教自然了,怎么做呢,引进了机器人项目,学校的态度是,你愿意做,我们就先给试试。于是曾真就自己抱来书啃,反复用零件组装,请教专家,找几个感兴趣的学生开始试着做,陆续开始拿市上、省上的奖项,越来越多的孩子闹着要进机器人队。随后,曾真带领孩子们奔赴台湾拿到了亚洲VEX五项金奖,世界VEX两项最佳。

“新课标提出来以后,我们的科学老师在教育领域会显得更有价值。”邱华表示,在不少学校,特别是县城和乡镇学校,小学科学教师队伍在数量和质量上都远远不能适应科学课教学的需要,科学老师也不被重视。重视科学教育,就是增强了科学老师的存在感和价值感。新课标出台后,对学科的认识,也需要更多科学老师去探索,科学老师要更加自信才是。