科技日報記者 張蓋倫 策劃 劉恕 李坤

浙江省嘉興市省身教育集團(tuán)科學(xué)老師錢嘉彧開著車，把他的寶貝“教具”從浙江嘉興一路拉到了江蘇蘇州，拉到了第二屆科學(xué)教育支持計劃展示活動的現(xiàn)場。

那是一棵帶枝丫的從底部到樹梢所有部分完整保留的樹。錢嘉彧在樹的不同部位進(jìn)行了切片，給每個切片都標(biāo)上了編號，還用砂紙細(xì)細(xì)打磨，讓切片上的每一圈年輪都清晰可見。

圍繞這棵樹，錢嘉彧給孩子們上了一系列主題為“年輪”的科學(xué)課。課程得到小學(xué)特級教師、桂馨科學(xué)課項目首席專家章鼎兒的高度評價。因為，孩子們在課堂上提出了可探究的好問題。

科學(xué)教育支持計劃由北京桂馨慈善基金會和中國教育學(xué)會科學(xué)教育分會共同發(fā)起，在全國范圍內(nèi)征集具有改革、研究和創(chuàng)新價值的小學(xué)科學(xué)教育教學(xué)研究和實踐成果，并舉辦展示活動，以此激勵一線教育工作者投身小學(xué)生科學(xué)啟蒙和科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)工作。

科學(xué)課“年輪”就是此次得到支持的成果之一。

引導(dǎo)學(xué)生自主探究答案

2017年，錢嘉彧所在學(xué)校校外進(jìn)行道路改造，不少樹枝被修剪。他敏銳意識到，這是讓孩子研究年輪的絕佳“教材”，干脆拖了一段樹枝回學(xué)校。

他至今還保留著用那段樹枝做的年輪切片。切片上，環(huán)形紋路一圈套一圈，有的緊密，有的稀疏；有的地方寬，有的地方窄。

教科書上說，年輪的凹凸方向和疏密分布，會受到光照和水分的影響。

但究竟是不是這樣？錢嘉彧發(fā)現(xiàn)，學(xué)生其實無法驗證。就算得出所謂的結(jié)論，也不過是根據(jù)課本知識反推。

孩子無法圍繞它真正展開探究，這個“教具”還不夠理想。

錢嘉彧只能繼續(xù)尋找。

行道樹死掉后，園林部門會將它們統(tǒng)一運(yùn)到特定地方處理。錢嘉彧開車從市區(qū)過去，要花一個多小時。

他找了好幾次，終于撿到了一棵理想的香樟樹。

樹有些長，錢嘉彧先在現(xiàn)場用鋸子把樹切成幾段，做好記號，塞進(jìn)后備箱；拉回學(xué)校儀器室后，再等上一個月，讓它充分干燥；最后在樹的不同部位“下手”，制作年輪切片。

“從切片里能看出很多東西！”錢嘉彧像展示寶貝一樣拿起一塊切片——上面赫然是兩個并排的同心圓，代表著兩根枝杈在此分開、各自成長。“同學(xué)們看到后，非常驚喜。”錢嘉彧說，在各種教科書上，都沒有這樣的示意圖。

樹成了最好的老師。

錢嘉彧已經(jīng)教了9年科學(xué)課，越教越品出其中的味道。一開始，他覺得科學(xué)課是教知識，后來他意識到，科學(xué)課教的是方法，是素養(yǎng)。

章鼎兒認(rèn)為，單純教知識的科學(xué)課，已經(jīng)到了被淘汰的邊緣。讓孩子讀關(guān)于年輪的繪本，看關(guān)于年輪的視頻，獲得的知識量都比聽老師上一堂課更多。“我們要從知識教學(xué)層面的課中走出來。”章鼎兒說，跨出這一步，需要解決的關(guān)鍵問題，是讓學(xué)生學(xué)會提問。

傳統(tǒng)“年輪”課上，孩子一般會問，樹的年輪為什么有一圈圈的紋路，為什么圈紋有深有淺，為什么寬窄不一……

章鼎兒認(rèn)為，這類問題是原生態(tài)、淺層次的，“幼兒園的孩子也會問”。問題是問別人的，問題一提出，思維活動就停止了，進(jìn)入了被動等待答案的狀態(tài)。這樣的課堂看起來非常熱鬧，大家你一言我一語。但接下來呢？接下來只有一條路，老師告訴學(xué)生答案，重回教知識的老路。

“提出一個自己可以回答的問題，是我們孩子欠缺的能力。”章鼎兒強(qiáng)調(diào)。

錢嘉彧的“年輪”課上，學(xué)生會問這樣的問題：樹干的每個部位都有年輪嗎？樹干基部、中部、頂部的年輪圈數(shù)是一樣的嗎？

尋找答案的方法其實非常簡單。學(xué)生只需要觀察比較錢嘉彧帶到課堂的樹，就能得出結(jié)論。他們發(fā)現(xiàn)，要知道一棵樹的年齡，應(yīng)該觀察樹干基部的年輪；如果只觀察一個切面上的年輪，知道的只是這根枝杈的生長年齡。

“這些問題看似簡單，實則意義非凡。課堂上，學(xué)生自主經(jīng)歷了一個科學(xué)探究活動過程，經(jīng)歷了提出問題與解決問題的過程。”章鼎兒說。

走出“年輪”的課堂，孩子還可以研究葉片，研究石頭，研究花朵。因為，他們已經(jīng)知道如何提問，如何觀察，如何探究。

將實踐能力納入測評

科學(xué)課一直倡導(dǎo)探究式教學(xué)，但據(jù)老師觀察，學(xué)生仍然缺乏科學(xué)探究的意識和探究實踐的能力。

原因之一，可能是科學(xué)課上可供學(xué)生探究學(xué)習(xí)的材料有限。

多位一線科學(xué)老師告訴科技日報記者，他們上課的一大難題，是缺少配套實驗器材。

山東省淄博市張店區(qū)凱瑞小學(xué)科學(xué)教師張建曉笑著說，她就像個收破爛的，收瓶子，收氣球，收蠟燭，“手搓”各種實驗教具。

為了演示空氣的熱脹冷縮，張建曉從學(xué)校接待室借暖瓶，帶洗手液和色素配置泡泡液，給學(xué)生變“吹泡泡”的魔法；為了模擬熱氣球的升空，她用瓦楞紙和透明膠做了十來個和酒精燈配套的筒，在筒底剪出幾個小缺口，讓放在酒精燈上的塑料袋能晃晃悠悠飄起來；為了演示太陽和影子的概念，她用一次性紙杯、彩色馬克筆和靜電膜制作旋轉(zhuǎn)投影儀，探索多次后發(fā)現(xiàn)，靜電膜比透明膠和保鮮膜都好用……

“為孩子多做點兒，我不怕麻煩。”張建曉說。

當(dāng)然，在有些地區(qū)，實驗器材不是問題。

浙江省杭州市濱江區(qū)小學(xué)科學(xué)教師兼教研員姜向陽介紹，他們借鑒發(fā)達(dá)國家科學(xué)課程開發(fā)和資源配送機(jī)制，早在2010年就實行了科學(xué)課器材的配送服務(wù)，以“工具箱+耗材包”的形式將所需器材配送到各個學(xué)校。

但即使有器材，科學(xué)課也無法順理成章地變得“可探究”。

有科學(xué)老師問：“我要是帶孩子做實驗、搞探究，他們背概念和做題的時間就少了。但我們期末考試都要做題呀，這搞得我很苦惱。”

記者了解到，一些地區(qū)的科學(xué)課測試為紙筆測試，側(cè)重對知識點的考察。如果要追求高分，教師選擇以閱讀和記憶為主的方式授課反而更出成績，還出現(xiàn)了專職科學(xué)老師教不過兼職老師的“怪現(xiàn)象”。

“改變評價指揮棒，才能改變課堂。”姜向陽分享了濱江區(qū)的做法——改革期末測評內(nèi)容，把探究實踐能力納入科學(xué)課期末測評。

但新問題又來了。這種測評苦了閱卷老師：考完試后，要把實驗裝置一個一個裝箱，整箱整箱運(yùn)到區(qū)里的教研中心；閱卷時要一箱一箱拆開，一份一份拿出，一個一個操作……

評價過程耗時耗力。一次期末考試，全區(qū)科學(xué)老師上陣，完成一個年級的閱卷也要用上足足兩天。

評閱的問題不解決，實踐導(dǎo)向的測評方式就難以為繼。

姜向陽介紹，從2019年開始，區(qū)里利用數(shù)智技術(shù)構(gòu)建了科學(xué)探究實踐能力智評系統(tǒng)，搭建了精準(zhǔn)、高效、便捷的數(shù)據(jù)收集、處理和反饋的智評平臺，用于測評學(xué)生探究實踐能力。

小程序拍攝、上傳學(xué)生實踐作品，數(shù)據(jù)采集終端批量上傳學(xué)生答卷，老師不用一次次裝箱再拆箱了，可以在移動端或者電腦端上閱卷，還能實現(xiàn)多端共聯(lián)、多位老師共同評議。

閱卷變得高效了，閱評完成后，系統(tǒng)還能對學(xué)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整理，幫助老師改進(jìn)教學(xué)。

姜向陽說，這種指向探究實踐能力培養(yǎng)的智評體系，幫區(qū)域的科學(xué)課實現(xiàn)了“四個轉(zhuǎn)變”：培養(yǎng)目標(biāo)從分?jǐn)?shù)導(dǎo)向轉(zhuǎn)向素養(yǎng)導(dǎo)向；教學(xué)內(nèi)容從以科學(xué)知識為主轉(zhuǎn)向科學(xué)知識與實踐能力融合；教學(xué)方式從以教為主轉(zhuǎn)向以學(xué)為主；教學(xué)評價從以結(jié)果評價為主轉(zhuǎn)向過程和增值評價結(jié)合。

切實優(yōu)化課堂設(shè)計

一批科學(xué)老師已經(jīng)行動起來，嘗試讓科學(xué)課變得更好。

那么，什么是好的科學(xué)課？

很多老師和專家給出了幾乎相同的回答：科學(xué)課的好壞，要看學(xué)生的狀態(tài)，看學(xué)生是不是得到充分調(diào)動，能不能積極參與課堂。

江蘇省教育科學(xué)研究院數(shù)字教育研究所評價教研員單道華說，在科學(xué)課上，學(xué)生要有所得。這個“得”不是說獲得了多少科學(xué)知識，而是有沒有了解科學(xué)方法、科學(xué)本質(zhì)，有沒有燃起科學(xué)興趣。她表示，在小學(xué)階段強(qiáng)調(diào)知識考核并無太大意義，更應(yīng)讓孩子有機(jī)會獲得實踐經(jīng)驗，特別是直接的、切身的體驗。

在實踐當(dāng)中，素養(yǎng)才會慢慢形成。科學(xué)老師必須做好課堂設(shè)計，“鉤住”學(xué)生，還要進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生。

不過，能不能把課上好，自主權(quán)未必完全掌握在科學(xué)老師手中。單道華提醒，課堂的教學(xué)方式，會受到學(xué)校和當(dāng)?shù)亟逃鞴懿块T理念的影響和限制。“上好一堂科學(xué)課，也需要一整套配套機(jī)制支持。”她說。

國家級教學(xué)名師、浙江省縉云縣教師進(jìn)修學(xué)校副校長陳志強(qiáng)坦言：“我們的科學(xué)課還沒有達(dá)到一些老科學(xué)教師二三十年前就提出的‘走向探究’的水平。”

參與起草了新中國成立后歷次小學(xué)自然課教學(xué)大綱的著名科學(xué)教育家劉默耕，從20世紀(jì)80年代起就積極在小學(xué)自然課教學(xué)改革中推廣實驗“探究—研討”教學(xué)法，強(qiáng)調(diào)探究過程與科學(xué)思維訓(xùn)練。

時間走到今天，《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》以“探究實踐”一詞取代了之前的“科學(xué)探究”。新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生“像科學(xué)家一樣”基于探究問題，經(jīng)歷“從未知到已知”的探究過程，并在此過程中，習(xí)得技術(shù)運(yùn)用的意識與能力。

陳志強(qiáng)認(rèn)為，課堂有沒有走向探究，可以從幾個直觀“指標(biāo)”上來觀察：一是觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，看學(xué)生有沒有主動參與課堂活動；二是看學(xué)生活動自主性，有沒有得到比較長的思考時間和比較大的活動空間；三是看有沒有真正的交流研討，是單純地匯報，還是彼此之間有火花和碰撞。“我們一定要清楚科學(xué)課上設(shè)計一系列活動的目的是什么，是為了傳授知識，還是為了發(fā)展素養(yǎng)。”陳志強(qiáng)說。

“在一堂課上，學(xué)習(xí)內(nèi)容宜少不宜多，可以只解決一個問題，研究一個主題。”湖南省芙蓉教學(xué)名師孫江波建議，課堂上深挖一個問題，能讓學(xué)生“真思考”“真研究”。

他還建議，老師可以給每堂課的學(xué)習(xí)方法都設(shè)置一個重點。例如這一堂課，側(cè)重于讓學(xué)生提問；下一堂課，側(cè)重于讓學(xué)生觀察和測量；再下一堂課，側(cè)重于讓他們進(jìn)行信息的處理和分析……

“我們要從培養(yǎng)社會所需要的人出發(fā)，明確為什么而教。孩子的學(xué)習(xí)是為未來而學(xué)的，最終要走向跨學(xué)科、綜合性學(xué)習(xí)。因此，要下功夫研究怎樣的教學(xué)方法才能起到這樣的作用。”孫江波強(qiáng)調(diào)。

章鼎兒觀摩指導(dǎo)過很多科學(xué)課。他坦率地表示，當(dāng)下上的課，并非真正的科學(xué)課，而是需要經(jīng)歷一系列脫胎換骨的“前科學(xué)課”。

“我們希望科學(xué)教育支持計劃，能支持肩負(fù)這場變革任務(wù)的改革者、先行者、全新科學(xué)課程的建設(shè)者。”章鼎兒用沉靜的語調(diào)說道，“他們就在我們這支數(shù)以萬計的科學(xué)老師隊伍之中。”

【記者手記】

小課堂中的大門道

張蓋倫

早在今年3月份，桂馨科學(xué)課項目的兩位專家章鼎兒和劉晉斌就特意從杭州來到北京，為入圍第二屆科學(xué)教育支持計劃的課程“磨課”。

章鼎兒已80多歲，劉晉斌也已年過花甲，但他們?yōu)榱四贻p科學(xué)老師的課程，甘愿在全國各地奔波。

“磨課”，也就是指出教師課程中有待商榷的部分，大家共同探討能夠如何改進(jìn)。

其中一堂課，是北京市豐臺區(qū)草橋小學(xué)科學(xué)老師的“認(rèn)識其他動物的卵”。

教材上鼓勵研究蠶寶寶的卵，但蠶卵太小了，很難觀察。老師想了一個辦法——先觀察雞蛋，也就是雞的卵。雞卵從外到里有卵殼、卵殼膜……蠶卵會不會也有類似的結(jié)構(gòu)呢？這下又出現(xiàn)了新的問題——不同動物卵的結(jié)構(gòu)是一樣的嗎？于是，還要研究其他動物的卵。老師又找了好些其他動物卵的視頻，讓學(xué)生認(rèn)知其中的相同與不同。

這堂課很有想法。章鼎兒說，科學(xué)課本身就要求孩子養(yǎng)蠶，那么孩子天然會對蠶卵感興趣，但是觀察蠶卵，會遇到困難。他最欣賞的就是，當(dāng)遇到困難時，老師鼓勵孩子們想辦法，用觀察雞卵來“曲線救國”。“這就從原有框架里跨出了有價值的一步。”章鼎兒表示。

之后，專家和學(xué)校教研組的老師們討論起了課程板書。在我看來，那是邏輯非常清晰的板書，能讓孩子認(rèn)知卵的結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系。

但他們有更多考量。

“這種板書當(dāng)然有好處，可以幫助孩子整理歸納，降低思維難度，但缺點是會限制孩子的思維。”“說對了就寫一條板書上去，我們老師經(jīng)常這么做。但這樣一來，孩子可能就去猜老師想要的答案是什么，反而未必真正經(jīng)歷一個有價值有意義的認(rèn)知過程。”兩位專家說。

“我也常常在想，一節(jié)課的目的是什么。是把我們認(rèn)為重要的東西全部提煉出來告訴學(xué)生；還是重在讓他們感受，把提煉放在日后進(jìn)行？”在場的年輕老師提出自己的困惑。

他們七嘴八舌，我邊記錄邊感嘆：原來板書里的門道也這么深。

章鼎兒鼓勵參與“磨課”的所有老師都暢所欲言。“你不要覺得提出問題是批評，恰恰相反，提出問題是對一堂課最大的幫助。”他說，老師想上好課，就一定要發(fā)現(xiàn)問題，總結(jié)經(jīng)驗，一輪輪迭代，課才能往前推進(jìn)。

是啊，小小一堂課有大門道，小小一堂課也能帶給有心人許多思考。老專家和年輕科學(xué)老師的認(rèn)真，都讓我感動。在這個快速變革的時代，科學(xué)課也承擔(dān)著教育改革的使命。大家付出如此多心血，無非就是為了把一堂堂課上好——理念如此樸素，價值又重逾千金。