教育部等十八部门联合印发的《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》提出,要改进实验教学与服务,进行场景式、体验式科学实践活动。小学科学教育不但有利于激发学生的好奇心、想象力和探求欲,而且有利于培养学生的科学精神、厚植家国情怀。在偏远地区,小学科学教学是改革难点和重点,如何有效激发孩子对科学的兴趣,为未来的学习和生活奠定坚实的基础?巴中师范附属实验小学以“实验”为抓手,通过课堂实验、虚拟实验、拓展实验、家庭实验的革新,努力实现“在教育‘双减’中做好科学教育加法”的育人目标。
课堂实验:提升教学效率
高质量是教育教学的重要目标,小学科学实验也不例外。可以说,无质量不教育,无效率不教学。课堂是教育教学的主阵地,需要从课程编排、教学模式和评价进行改革。
在课程编排上,学校强化顶层设计,单独制定实验室课程表,保证每学期每班5节以上分组实验课程,确保科学实验室的使用率和实验的开出率。引导教师精心设计实验内容,教育学生动手操作实验器材、认真观察实验现象、翔实记录实验数据,用探究性学习、小组互助协作等方式,提高学生分组实验的质量和效果。
优化教学模式,以贯穿性实验为支架,采用“思辨+合作+实践”的课堂教学,深化教学变革。通过项目式学习,推进“科学+学科”的深度融合,在 STEAM理念的指引下,分年级开展实践观察类项目化学习《给蚕宝宝建一个家》、跨学科项目化学习《水位自动报警器的设计与制作》、拓展延伸类项目化学习《遇见“船”奇——认识重力与浮力》,让“科学课程标准”落地见效。
改革教学评价,提升素心素养。有什么样的评价导向,就有什么样的教育。学校制定了《巴师附小科学实验评价标准》,从“会探究会实践”“会倾听会合作”“会记录会分享”三个维度对学生实验课堂表现进行评价;建立学生实验档案袋,放入学生实验的设计方案、操作过程记录、实验疑难问题及其解答、有关的实验信息和资料、实验方法和策略的总结、自我评价和他人评价的结果等内容。
虚拟实验:突破时空局限
人工智能正在改变教育的样态,山区学校的科学教学质量提升,需要 AI工具的助力。通过人工智能的虚拟实验,教师可以突破时空限制,让实验教学更有真实的体验感。
在课前预学环节,教师可根据教学内容、学生特征和教学目标制定合适的虚拟实验教学辅助方案,如哪些内容适合使用虚拟实验、是否要与真实实验相结合、使用过程中要体现什么原则等,当新课含有实验探究的学习任务时,学生通过实验预习单登录某科学虚拟实验平台(如 NOBOOK等)进行课前预习。
在课中导学环节,教师可利用科学虚拟实验平台仿真情境,增强实验教学的交互性、动画性、趣味性。如在教学《食物到哪里去了》一课时,利用虚拟实验平台提供的交互式人体消化系统,学生可以感受口腔、胃和肠道在食物消化中的重要作用。平台提供的仿真实验场景,不仅提高了学生实验探究的参与度,还培养了他们的探究能力,弥补了实验仪器缺乏、实验条件不足等问题。
在课后拓展环节,学生通过虚拟实验进行反复操作练习,不仅可以加深对科学原理的理解,还可以自主选择感兴趣的内容进行实验探究,有潜质的学生还可以迈向更高阶的学习。
拓展实验:创新人才培养
与基础实验相比,拓展实验指向创新人才的培养,将学生的科学兴趣、科学素养和创新精神引向更深处。
首先,课内实验,适当拓展。从现有的科学教材入手,深入挖掘、剖析教材内容,寻找课内实验的拓展点和空白点,与课堂教学进行结合,选择适合内容延伸课堂实验。起点较低、操作性较强的拓展实验,更容易点燃学生的参与欲望,让学生全身心投入其中,顺利达成预期目标。
其次,学科融合,全面拓展。以小学科学核心素养为引领,挖掘其他学科实验因素,与其他学科教师一同设计跨学科项目学习,统一设计,统一布置,减少学生作业负担。如四年级《搭高塔》,以项目为核心立足点,以解决实际问题为根本出发点,融入STEAM教育理念,设计与数学、工程、技术多门学科相融合的项目主题,项目开展的每一个关键步骤都涉及相关学科知识的习得和深化。
再次,竞赛实验,深度拓展。对有潜质的学生,学校与初高中学校联合制定小初贯通培养方案,组织培训参加教育部认可的白名单赛事,为其提供激发潜能、展现才华的竞技天地,推动拔尖人才的早期培养。
家庭实验:拓展教学场域
教育无处不在,处处皆是教育。协同育人是中国特色高质量教育体系的重要组成部分,家庭实验更是小学科学实验的重要场域。
一是精选必做家庭实验。我们筛选了必做的78个探究实践活动中的观察性实验和探究性实验,根据教材编排和教学进度,分年级、分周次设计安排,制定《巴师附小必做家庭实验安排表》,如上“养殖一种小动物,并观察其生长和繁殖”时,提前一学期安排学生在家养蚕并进行观察记录。
二是优化选做家庭实验。分学段、分板块制定家庭实验清单,通过学校公众号发布,学生根据自己的兴趣和实验条件自由选择实验项目,设定每周三为科学探究日,当晚进行家庭实验探究,学生将实验照片或视频上传至家校互动平台,教师给予及时指导和监督。
三是评价家庭实验成果。教师在家校互动平台中选出优秀作品,在课堂中进行讲解、展示和评价,优秀作品在学校公众号进行展播,并纳入学校“巴山小科学家”评选内容。家校协同教育,拓展了科学实验教学的场域,催生了家庭实验成果2000多份,其中优秀成果300多份,评选出“巴山小科学家”120余名,《“巴山小科学”家精神培养的理论与实践探究》一书即将出版,学校申报的《小学科学教育创新案例研究》被省教育厅列为重大课题。
(陈然系四川省巴中师范附属实验小学党委书记、正高级教师,赵亚丽系四川省巴中师范附属实验小学党委副书记、校长)
在老师的带领下,孩子们在校园里做实验。(图片由学校提供)