北京市海淀區教師進修學校
作為全國科技創新示范區,海淀一直非常重視科學教育,早在2000年國家第八輪基礎教育課程改革啟動之前,就著手研發小學綜合性科學教育課程,明確規定小學全學段每周不少于2節科學課。為了提高科學教學質量,鼓勵學校把每周的2節科學課聯排,以解決探究實踐時間不充分的問題。在海淀區委、區教委的正確領導下,20幾年來,海淀的科學教育得到長足發展,科學課程成為小學階段重要的基礎課程,科學教師的專業化程度不斷提高,學生科學學習興趣濃厚,科學學習態度表現積極。我們從文化建設、制度建設、課程建設、資源建設和教學方式變革五個方面,總結海淀區全方位建設科學育人環境,培育科學態度與習慣的做法和經驗。
一、文化建設:讓學生浸潤在充滿科學味的育人環境
?。ㄒ唬┙ㄔO校園物質文化,營造科學氛圍
海淀區各個學校都非常重視校園文化建設,特別用心打造極具學科特色的專業教室。專任科學教師一般都有自己的專用教室,學校鼓勵科學教師創建個性化的科學教育空間,發揮環境育人的作用。例如中國人民大學附屬小學(簡稱“人大附小”)的科學教師用自己的雙手創建了10余間科學實驗室,每間教室主題風格都不同,如“七彩豆莢”(植物)、“達爾文島”(動物)、“牛頓小屋”(物質科學)、“地質空間”(地球與宇宙科學)等等,對于不同領域的內容,學生可以到相應的教室去學習,增強了學生研究的氛圍感,使學生能夠在環境的熏陶和浸潤中進行科學學習。
除了實驗室,各個學校還充分利用戶外、樓道、天臺等各種空間,建設小菜園等種植基地、校園動物園、校園氣象站、天文臺等各具特色的科學教育基地,滿足學生參與科學實踐的需要。
?。ǘ┙ㄔO校園精神文化,培植科學態度
實驗室和科學教育基地是可以看見、可以觸摸的校園硬環境,能通過感官刺激激發學生做科學的熱情。更難能可貴的是,一些學校能夠從精神文化層面培植學生的科學態度。例如人大附小的“課堂四聲”文化,致力于對學生思維能力、科學精神的培養?!百|疑聲”重在發展求異思維,鼓勵學生表達獨立的見解?!稗q論聲”側重激發學生的科學精神,辯論使學生思維更縝密,能多角度、辯證地分析問題,培養了學生崇尚真知的實證意識、尊重事實的批判性思維以及嚴謹的求知態度?!罢坡暋迸囵B學生對他人的欣賞與鼓勵?!靶β暋笔菤g快輕松的課堂氣氛的呈現?!八穆曃幕睘閷W生的思維發展創造了安全、平等、友善的良好氛圍,促進學生養成嚴謹、實證、質疑、創新等科學態度。
二、機制建設:讓學生保持對科學學習的持久興趣
小學生活潑好動,學習的專注力和持久力較差。而科學態度與習慣的養成需要長期努力,不斷鞏固和強化。為了激發并保持學生學習科學的積極性,各個學校和老師創造出很多有效的激勵機制,讓學生保持對科學學習的持久興趣。
?。ㄒ唬┰u價機制
海淀區上地實驗小學研制了“科學課堂行為評價”月評表,以小組為單位詳細記錄每節科學課每位學生的實驗材料準備、回答問題、科學筆記、合作、實驗操作、紀律、衛生等各方面情況,敦促學生養成良好的學習習慣。
學校還要求三至六年級學生準備長期科學探究記錄本,將四年的所有科學實驗、工程設計、觀察記錄單進行匯總,作為日常評價指標之一。
海淀區民族小學也有類似做法,科學學科教師利用登記冊,由科學課代表上課負責,隨時根據學生課堂表現登統積分,計入每個月的積分榜。同時對于一些長期觀察實踐作業,例如:植物栽培、月相觀察、日影觀察、天氣日歷等完成好的同學還可以在科學教室的展板上隨時進行展示,以方便學生向小榜樣學習好方法好習慣。同時小榜樣在獲得積分累加和作品展示時獲得更多的成就感和學習自信心??茖W組教師每學期還會組織期中和期末兩次科學筆記本展示交流活動,分年級展示,在全校范圍交流。各班級優秀科學筆記的展示為全體學生更好地掌握科學學習方法、形成紙筆記錄習慣搭建了展示和分享的平臺。
?。ǘ┆剟顧C制
海淀區民族小學科學教研組為學生設置了三個獎項(校級),每個月分別對班級和學生個人進行積分評價。評價的內容主要有課堂專注力、小組合作、積極回答問題、科學筆記等方面。由各班的科學課代表負責登統,填寫前15名學生的小獎狀。每學期期末結業式上,積累4個月4張小獎狀的學生會獲得校級的“最佳表現獎”“紀律標兵獎”“最佳筆記獎”,另外還特別設置有“最佳進步獎”的校級獎項。以小榜樣的形式來鼓勵更多的學生在科學課堂上能夠有更好的學習習慣和態度。
民族小學有三間科學教室,科學社團學生、每月科學學科積分最高的前15名學生,以及榮獲學校榮譽小公民的學生,都有機會到科學教室進行閱讀科普書、開展小研究、做小實驗等特殊獎勵活動,以此激發、滿足學生對科學學習的興趣。
三、課程建設:為學生提供豐富的可選擇的科學類實踐課程
海淀區高校云集,科研院所和高新技術產業眾多,科學教育資源非常豐富。生活在這個環境中的學生耳濡目染,科學見識廣博,國家課程已經不能滿足部分學生科學學習的需要?;诖?,海淀區大部分小學都研發了科學類校本課程,為學生提供豐富的可選擇的科學實踐課程。
海淀區中關村第二小學嘗試針對不同的年齡段,不同的知識需求,開設了三門科學素養提升課程——《博識課》《科學公園》《科學盒子》。三門課程與國家課程形成互補,融合了開放性、探究性、實踐性等特點?!恫┳R課》帶著孩子們走進博物館,拓展了眼界,創造了無限思考的可能?!犊茖W盒子》將實驗室帶到教室,將學生們的思考創意物化?!犊茖W公園》課程帶領學生走出教室,又將實驗室帶到自然。課程圍繞“科學問題的提出和解決”來組織學生進行學習活動,學習的內容是綜合開放的,不是特定的知識體系,而是來源于真實的自然和社會生活。課程將學生的教室、實驗室搬到了戶外公園中,讓學生在開放、自由的環境下,選擇自己感興趣的實驗對象進行課題探究,激發了學生的興趣,幫助學生將書本上學到的知識應用到生活實踐中,促進了理論與實踐相結合,實現了“基于情境化、去情境化、再情境化”的探究過程。
此外,很多學校還開設了科學探索、創意工坊、未來工程、科學實驗、天文、氣象、航空航天模型、航海模型、建筑模型、無線電測向、電子制作、趣味編程、趣味觀鳥、科學影像等豐富的科學類選修課,激發學生探究世界的無限興趣。孩子們可以在校園里觀測太陽黑子;在校園氣象站觀測溫濕度、降雨量,分享氣象科普知識;遙控飛機和帆船可以讓很多男孩子有很強的掌控感,會對各個系統產生濃厚的興趣,在制作、維修、調試中提高孩子們的專注力……海淀區小學初步形成了國家科學必修課、科學實踐活動必修課、科學興趣選修課、高水平學生科技社團、學生創新論壇等多維多層級模式科學課程體系。
四、資源建設:為學生打造更廣闊的科學學習空間
科學教育具有很強的實踐性和綜合性特點,我們不應該將學生的科學學習局限在教室和課堂,課外、校外才是學習科學更廣闊的空間。隨著北京市中小學生社會大課堂資源單位越來越多,越來越健全,學校逐步將校外科學教育資源納入整盤教育計劃之中,充分發揮資源單位的場地、設備、專業技術人員等各項優勢,為學生打造更廣闊的科學學習空間。
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科技館、天文館、動物園、海洋館、植物園、自然博物館、地質博物館、奧林匹克森林公園……都被我們列入了科學教育資源清單??茖W教師利用學校主題教育及社會實踐活動時間,帶領學生走進科技場館,布置科學實踐和調查體驗任務,真刀實槍地做科學。就是在參觀游覽圓明園、國子監等非典型科學教育基地時,我們的科學老師也不放過科學教育的機會,引導學生關注景區植物,遵循科學觀察法,按步驟完成對古樹的觀察記錄表,做植物標本、收集葉片、拓印樹皮等。
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在海淀學生的家長中,從事科學研究、技術研發以及科技教育的工作者占有較大比例。他們大都熱衷于支持自己孩子所在學校的科學教育工作,愿意參與科普講座、小課題指導等科學教育活動。
嫦娥四號探測器項目總監張熇女士是中關村二小的家長志愿者,一直默默支持著學校天文社團——星云社的工作。她的《嫦娥探月之路》演講令星云社的小社員們燃起了航天熱情。國躍滕爸爸也是隨著孩子加入星云社,和兒子一起成為天文發燒友。在2021年學校拓展了新的天文教育模式,開設遠程天文直播課,調用云南遠程天文臺設備,為了達到良好的效果,國爸爸用自己的專業技能,成為二小遠程天文直播課的現場操控師,與學校老師和學生小講師們一起舉辦了三場網絡直播課《天相之王——日全食》《超級血月》《梅西耶馬拉松》。
家長參與學校的科學教育工作,可以增強學生的自豪感,提高學習科學的積極性和自信心。很多家長在自己的孩子小學畢業之后選擇繼續支持學校的科學教育,長期留在學??萍冀逃齼滟Y源庫。家長是學??萍紕撔氯瞬排囵B的重要資源,是學校教育資源的有效補充,也是家校攜手成就學生成長的有效途徑。
?。ㄈ┛茖W家進校園
2007年海淀區教師進修學校與中國科協青少年科技中心合作,啟動“科學家進校園”項目,從科學專業知識和科學研究方法兩個角度展開對小學科學教師的系列培訓。之后,很多學校與科學家建立長久合作機制,為校園注入新的科學教育力量。例如,海淀區民族小學每學期邀請科學家走進校園為孩子們開展科普講座,內容涉及各個科學領域?;顒忧敖處熞髮W生了解講座內容,借機培養學生自主學習能力、信息檢索能力、閱讀能力等。講座中,要求學生做好筆記,培養學生的專注力,同時培養學生的記錄能力和良好學習習慣。講座后,鼓勵孩子們積極與科學家互動,提出自己感興趣的問題,留影留念,為科學家敬送鮮花等。結束時請科學家留下對學生的一句寄語……這樣,既讓每一次講座的成效扎實地落在孩子身上,又滲透了德育,培養了孩子們尊敬他人、懂禮儀、講文明的優良品行。孩子們在和科學家的親密接觸中,破除了科學的神秘感,在收獲科學知識的同時,熏染了嚴謹治學的態度,掌握了基本的科學研究方法,以及正確的價值觀、理性的思維和崇高的科學精神,從小樹立科技報國的遠大志向。
五、變革教學方式:讓學生愛上科學
國家課程是根本,課堂是科學學習的主陣地。為了提高科學教學質量,激發課內科學學習興趣,海淀區不斷探索新的科學教學方式。
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STEM是科學(Science)、技術(Technology)、工程(Engineering)、數學(Mathematics)四門學科英文首字母的縮寫,其中科學在于認識世界、解釋自然界的客觀規律;技術和工程則是在尊重自然規律的基礎上改造世界、實現與自然界的和諧共處、解決社會發展過程中遇到的難題;數學則作為技術與工程學科的基礎工具。STEM教育作為跨學科綜合教育的有效形態,其重要性已被世界各國廣泛認知。海淀區教師進修學校與中國教科院共同建設中國STEM教育研究中心,開展了一系列種子教師培訓,以眾籌的方式建設課程,取得初步成效。例如,海淀區翠微小學為三至六年級學生開發了STEM校本課程,每個學期每個年級實踐2個主題,結合學生年齡特點,四個年級共開發了12個系列主題科學活動。
STEM是以解決真實世界的問題為導向,突破單一學科界限,更容易激發學生的學習興趣,使學生不知不覺卷入學習活動。
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項目式學習(project based learning,簡稱“PBL”)是一種動態的學習方法,通過PBL學生們主動地探索現實世界的問題和挑戰,在這個過程中領會到更深刻的知識和技能。這是一種以學生為中心的教學方法,它提供一些關鍵素材構建一個環境,學生組建團隊通過在此環境里解決一個開放式問題的經歷來學習。項目式學習強調學生在試圖解決問題的過程中發展技巧和能力,包括如何獲取知識,如何計劃項目以及控制項目的實施,如何加強小組溝通和合作。項目式學習為學生更好地賦予了應對未來挑戰的能力。
?。ㄈ┬≌n題研究
海淀區很多學校面向全體學生組織開展小課題研究,鼓勵學生從身邊的事物和現象中發現和提出科學問題,在教師個性化指導下開展研究。例如人大附小自2010年起取消了寒暑假作業,每個假期前,科學老師都會進行小課題研究的系統指導,學生根據自己的興趣選擇研究方向,在假期進行探究,開學匯報展示。這種方法大大提高了學生自主研究科學的熱情。
五一小學嘗試在寒暑假為學生布置多學科融合性作業,一年級《新春的一抹綠》,二年級《跨年小美衣》,三年級《七彩小冰燈》,四年級《G2022次冬奧列車》,五年級《新春倒計時》,六年級《冬奧裝備黑科技》。開學后,對上交的學生作品進行評價,設置展板進行展示,對學生的作業進行及時反饋以鼓勵學生科學學習的熱情。
小學生對周圍世界具有強烈的好奇心和求知欲,這種好奇心和求知欲是推動學生科學學習的內在動力,對其終身發展具有重要的作用。海淀區努力從文化、制度、課程、資源和教學方式等各個方面,營造良好的育人環境,創設愉快的教學氛圍,保護學生的好奇心和求知欲,激發學生學習科學的興趣,引導學生主動探究,掌握觀察、調查、比較、分類、分析、綜合、抽象、概括、推理、論證等基本方法,養成良好的學習習慣,樹立科學的自然觀和正確的價值觀,形成社會責任感,這些都為學生今后的學習、生活以及終身發展奠定了良好的基礎。
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