以“大科學(xué)教育”理念打好小學(xué)科學(xué)教育基礎(chǔ)

科學(xué)教育是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神、科學(xué)素養(yǎng)的系統(tǒng)性過程，它不只傳授知識(shí)，還塑造學(xué)生究“理”的思維方式和生活態(tài)度。尤其是小學(xué)生的思維發(fā)展和問題解決能力的養(yǎng)成，是為其形成科學(xué)家潛質(zhì)、獻(xiàn)身科學(xué)研究事業(yè)打基礎(chǔ)的關(guān)鍵。但小學(xué)生知識(shí)整合與轉(zhuǎn)化能力相對較弱，其科學(xué)精神的培養(yǎng)有賴于大教育環(huán)境的支撐。早年間，我在鄉(xiāng)村小學(xué)作為班主任兼多學(xué)科教學(xué)，深感各學(xué)科雖蘊(yùn)含著科學(xué)精神的滲透點(diǎn)，但與真正的科學(xué)教育還有差距。經(jīng)過多年教學(xué)實(shí)踐，我發(fā)現(xiàn)小學(xué)階段科學(xué)教育容易出現(xiàn)知識(shí)整合不深、實(shí)踐能力轉(zhuǎn)化不足、科學(xué)精神滲透薄弱、校家協(xié)同實(shí)踐育人不深等情況，導(dǎo)致學(xué)生重結(jié)果、輕過程，不利于科學(xué)精神的養(yǎng)成。為此，我認(rèn)為應(yīng)從小學(xué)階段踐行“大科學(xué)教育”理念，回答好三大現(xiàn)實(shí)問題：科學(xué)知識(shí)如何綜合統(tǒng)整為“有力量的一體”？靜態(tài)的科學(xué)知識(shí)如何轉(zhuǎn)化為能動(dòng)的科學(xué)實(shí)踐力？學(xué)校層面科學(xué)教育如何與國家全民科學(xué)教育貫通起來？

科學(xué)知識(shí)如何綜合統(tǒng)整為“有力量的一體”

科學(xué)知識(shí)不僅在學(xué)科內(nèi)部構(gòu)成復(fù)雜體系，也在社會(huì)文化和生產(chǎn)實(shí)踐中快速更迭、多樣呈現(xiàn)。如何以科學(xué)課堂為中心，將多個(gè)不同來源、不同表現(xiàn)的科學(xué)知識(shí)統(tǒng)整為一個(gè)內(nèi)在統(tǒng)一的知識(shí)體，凝練為科學(xué)教育核心素養(yǎng)，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生科學(xué)精神和科學(xué)追求，是開展科學(xué)教育的首要問題。“大科學(xué)教育”的核心在于推動(dòng)教育者、教育對象、場所、時(shí)間、內(nèi)容、過程及評價(jià)全面突破課堂與學(xué)校傳統(tǒng)邊界，最終實(shí)現(xiàn)以提升全民科學(xué)素養(yǎng)為追求的科學(xué)教育目標(biāo)。

擊破“學(xué)生難以用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題”的痛點(diǎn)，留住學(xué)生的積極性?？茖W(xué)知識(shí)統(tǒng)整是實(shí)現(xiàn)“學(xué)用結(jié)合”的核心要義，零散知識(shí)點(diǎn)無法解決實(shí)際問題，唯有搭建知識(shí)間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，形成系統(tǒng)化知識(shí)體系，才能讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)從“知”到“用”的轉(zhuǎn)化。學(xué)生難以用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題常表現(xiàn)為：對單個(gè)知識(shí)點(diǎn)掌握牢固，但面對實(shí)際問題時(shí)無法快速調(diào)取并融合多領(lǐng)域知識(shí)；能應(yīng)對書本上標(biāo)準(zhǔn)化問題，卻對生活化、開放性真實(shí)問題束手無策；具備基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備，卻缺乏運(yùn)用知識(shí)主動(dòng)分析問題、解決問題的思維與方法。這些情況容易影響學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的積極性，因此，需要給學(xué)生自主學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)、教授學(xué)生科學(xué)方法、培育學(xué)生綜合素質(zhì)，層層遞進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。

突破傳統(tǒng)邊界，讓科學(xué)教育向生活場景、社會(huì)議題延伸。單一場景的知識(shí)傳授很難應(yīng)對復(fù)雜現(xiàn)實(shí)問題，需要進(jìn)行資源整合與機(jī)制創(chuàng)新。一方面，需打通校內(nèi)外實(shí)踐基地、科技館、博物館等資源通道，建立跨領(lǐng)域協(xié)作網(wǎng)絡(luò)；構(gòu)建彈性課程制度，將科學(xué)教育向生活場景、社會(huì)議題延伸。另一方面，需要組建市、縣、鄉(xiāng)三級(jí)學(xué)校聯(lián)盟工作室，以集體備課為抓手，促進(jìn)校際經(jīng)驗(yàn)共享；推進(jìn)教師課件制作能力培訓(xùn)，整理優(yōu)質(zhì)教案，共享實(shí)驗(yàn)材料，建立校際交流協(xié)作機(jī)制，共創(chuàng)“實(shí)驗(yàn)材料流動(dòng)超市”，豐富科學(xué)教育資源。

統(tǒng)整多元科學(xué)知識(shí)，構(gòu)建“科學(xué)大課堂”與“科學(xué)小課堂”雙向互動(dòng)的課程。統(tǒng)整科學(xué)知識(shí)，構(gòu)建雙向互動(dòng)課程，關(guān)鍵在于打破知識(shí)壁壘，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐、宏觀與微觀的深度融合。這需要學(xué)校、教師及社會(huì)力量協(xié)同行動(dòng)：學(xué)校搭建開放平臺(tái)，整合校內(nèi)外資源；教師設(shè)計(jì)跨場景項(xiàng)目，引導(dǎo)家長參與學(xué)?？茖W(xué)教育，便于學(xué)生嘗試知識(shí)在課堂外的遷移應(yīng)用；社會(huì)機(jī)構(gòu)提供前沿技術(shù)支持；社區(qū)創(chuàng)設(shè)真實(shí)問題情境。如以“養(yǎng)蠶”為主題，“科學(xué)大課堂”邀請專家作講座，組織學(xué)生在家長帶領(lǐng)下走進(jìn)蠶繭站、養(yǎng)蠶棚或蠶絲被廠實(shí)地考察，幫助學(xué)生建立宏觀認(rèn)知；“科學(xué)小課堂”引導(dǎo)學(xué)生分組匯報(bào)進(jìn)行拼接式合作學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)具體養(yǎng)蠶知識(shí)，通過親歷一個(gè)多月的喂養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)蠶寶寶成長過程中吃食、蛻皮、吐絲以及生病等問題，在教師或家長的協(xié)助下解決問題。大課堂提供資源支持，小課堂通過實(shí)踐反饋優(yōu)化，形成“理論—實(shí)踐—再理論”的螺旋上升模式，最終實(shí)現(xiàn)知識(shí)系統(tǒng)建構(gòu)與能力全面提升。

靜態(tài)的科學(xué)知識(shí)如何轉(zhuǎn)化為能動(dòng)的科學(xué)實(shí)踐力

科學(xué)精神，在現(xiàn)實(shí)生活與生產(chǎn)實(shí)踐中才能真正體現(xiàn)出來；創(chuàng)新能力，也只有通過技術(shù)進(jìn)步、工藝提高與工具改良，才能落到實(shí)處。培養(yǎng)小學(xué)生將科學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐力的意識(shí)、本領(lǐng)和擔(dān)當(dāng)，不僅需要講求理論方法，更需要開拓實(shí)踐方式。

營造真實(shí)復(fù)雜情境，讓學(xué)生在問題解決中實(shí)現(xiàn)知識(shí)深度整合與思維有序生長?？茖W(xué)教育是指向?qū)嵺`的教育，其教學(xué)應(yīng)摒棄“填鴨式”灌輸，營造真實(shí)復(fù)雜情境，讓學(xué)生在問題解決中學(xué)會(huì)整合知識(shí)，養(yǎng)成科學(xué)思維。針對知識(shí)整合不深問題，教師在教學(xué)中可以借鑒建構(gòu)主義理論，以自主創(chuàng)新性學(xué)習(xí)為突破口開展課程研究，尊重學(xué)生主體性，踐行課程生成與預(yù)設(shè)結(jié)合，改革課堂教學(xué)方式，增加學(xué)生自主選擇學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。尤其是在“科學(xué)小課堂”研究中響應(yīng)課程改革中對“探究”學(xué)習(xí)的要求，從教師“教”走向?qū)W生“學(xué)思悟踐”，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)方式根本轉(zhuǎn)變。

推動(dòng)科學(xué)教學(xué)從“知識(shí)建構(gòu)型”向“問題解決型”轉(zhuǎn)型。“知識(shí)建構(gòu)型”教學(xué)聚焦知識(shí)生成，以夯實(shí)學(xué)科基礎(chǔ)為目標(biāo)，多采用“全程問答”等策略，易陷入“滿堂灌”局限；“問題解決型”教學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力為導(dǎo)向，通過模擬科學(xué)家探究路徑、開展真實(shí)實(shí)踐，深化概念理解，彰顯科學(xué)學(xué)科育人價(jià)值。首先，在實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型的過程中，科學(xué)教育要注重教學(xué)規(guī)范、優(yōu)化教學(xué)環(huán)節(jié)?？茖W(xué)教育的課堂教學(xué)是系統(tǒng)性工程，多個(gè)環(huán)節(jié)各要素相互依存、相互作用，相較其他學(xué)科，更需要從教學(xué)全流程發(fā)力，構(gòu)建“課前籌備—課中關(guān)注—課后研討”的改進(jìn)機(jī)制。例如，為全面提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，開展的探究活動(dòng)要遵循“六個(gè)要”：問題要有情境，猜想要有理由，選材要有結(jié)構(gòu)，研討要有深度，實(shí)驗(yàn)要有分工，評價(jià)要有導(dǎo)向。其次，教師要更加注重科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)設(shè)計(jì)的生活貼近程度，引導(dǎo)學(xué)生用常見材料制作符合科學(xué)規(guī)律的作品，通過作品展示與評價(jià)優(yōu)化，讓學(xué)生在探究中體會(huì)勞動(dòng)價(jià)值、初步樹立社會(huì)責(zé)任意識(shí)，提升實(shí)踐能力與創(chuàng)新思維。

把科學(xué)“探究”作為科學(xué)“實(shí)踐”的準(zhǔn)備，體現(xiàn)科學(xué)教育的綜合性。當(dāng)學(xué)生能夠做到在日常生活中關(guān)注科學(xué)現(xiàn)象，并將重心轉(zhuǎn)于“實(shí)踐”，學(xué)?？茖W(xué)教育就需要發(fā)揮“綜合”的重要性和可能性，在教育教學(xué)中將觀念、思維、探究、責(zé)任等統(tǒng)一起來，設(shè)計(jì)契合科學(xué)本質(zhì)的跨學(xué)科綜合性活動(dòng)，給學(xué)生充分的深度實(shí)踐空間。一方面，要開展校家協(xié)同的跨學(xué)科綜合性“科學(xué)大課堂”實(shí)踐，多主體協(xié)同打破教育場域壁壘，實(shí)現(xiàn)資源互補(bǔ)。其中，學(xué)校重在提供科學(xué)知識(shí)框架與理論指導(dǎo)，家庭要重視激發(fā)孩子對身邊科學(xué)現(xiàn)象的好奇心，通過家校協(xié)同開展親子科學(xué)實(shí)驗(yàn)、社區(qū)科學(xué)調(diào)研等活動(dòng)，讓科學(xué)學(xué)習(xí)從課堂延伸至生活，形成教育閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)素養(yǎng)全面提升。另一方面，以“合”為橋構(gòu)建校家協(xié)同培育系統(tǒng)，課前借自然觀察、社會(huì)關(guān)懷等活動(dòng)使家長深度參與，課后以社會(huì)驗(yàn)證、科普宣講等實(shí)踐反哺家庭教育，讓課外空間成為學(xué)生科學(xué)實(shí)踐力培育的新的“生發(fā)地”。

學(xué)?？茖W(xué)教育如何與全民科學(xué)教育貫通

在科學(xué)教育中，實(shí)踐力轉(zhuǎn)化不足是制約學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提升的關(guān)鍵瓶頸。學(xué)生往往能掌握科學(xué)概念，卻難以將其應(yīng)用于真實(shí)情境，暴露出知識(shí)與實(shí)踐的割裂。如何以學(xué)?？茖W(xué)教育為中心，整合多方資源、凝聚合力，突破兒童科學(xué)教育與全民科學(xué)教育的藩籬，是“大科學(xué)教育”不得不回答的問題。

在小課堂中，將科學(xué)教育視為一個(gè)包含知識(shí)輸入、實(shí)踐轉(zhuǎn)化、反饋優(yōu)化的完整鏈條?？茖W(xué)教育應(yīng)被視為一個(gè)動(dòng)態(tài)循環(huán)的有機(jī)整體，其中知識(shí)輸入是前提，旨在構(gòu)建結(jié)構(gòu)化認(rèn)知基礎(chǔ)；實(shí)踐轉(zhuǎn)化是關(guān)鍵，通過探究式學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移應(yīng)用；反饋優(yōu)化是保障，以過程性數(shù)據(jù)與結(jié)果性評價(jià)，反向驅(qū)動(dòng)教學(xué)內(nèi)容與方法的精準(zhǔn)革新，從而實(shí)現(xiàn)教育效能的持續(xù)提升。小學(xué)科學(xué)課堂的重點(diǎn)是在學(xué)科整合中提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，立足低成本、小切口、深挖掘，選擇一項(xiàng)能夠在學(xué)期內(nèi)完成的微項(xiàng)目實(shí)踐。例如，以“種植鳳仙花”“養(yǎng)蠶”為主題微項(xiàng)目，學(xué)生在觀察生物生命周期的同時(shí)，可親手制作鳳仙花染指液、蠶絲扇等作品，自然融入語文記錄、數(shù)學(xué)分析、工程設(shè)計(jì)等跨學(xué)科技能，構(gòu)建起“做中學(xué)”的沉浸式體驗(yàn)。在這一段完整的科學(xué)教育中，重點(diǎn)在于引導(dǎo)學(xué)生捕捉生活中的科學(xué)現(xiàn)象，將家庭養(yǎng)花等日常場景轉(zhuǎn)化為探究素材，使科學(xué)學(xué)習(xí)回歸生活本源。這種設(shè)計(jì)不僅打通了知識(shí)與實(shí)踐的通道，更通過真實(shí)問題驅(qū)動(dòng)，激發(fā)學(xué)生探究內(nèi)驅(qū)力，為科學(xué)教育從“知識(shí)傳遞”向“素養(yǎng)培育”轉(zhuǎn)型提供可行路徑，有效激發(fā)學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)興趣與探究使命感。

在大課堂中，形成協(xié)同育人模式?！翱茖W(xué)大課堂”的特點(diǎn)是把社會(huì)和家庭資源“合進(jìn)來”，以新型學(xué)習(xí)方式提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。要遵循“一核引領(lǐng)、多方協(xié)同”的實(shí)踐模式，以“知行合一”為精神內(nèi)核，錨定科學(xué)精神和實(shí)踐能力培育兩項(xiàng)育人目標(biāo)，整合學(xué)校、家庭和社會(huì)三方實(shí)施力量，搭建科學(xué)實(shí)驗(yàn)、科技創(chuàng)新、文化傳承、科學(xué)實(shí)踐四類實(shí)踐內(nèi)容，構(gòu)建項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、體驗(yàn)式實(shí)踐、主題類活動(dòng)、小課題研究、社團(tuán)類活動(dòng)五種育人路徑，完善評價(jià)激勵(lì)、溝通協(xié)調(diào)、資源共享、活動(dòng)設(shè)計(jì)、推進(jìn)實(shí)施、多元指導(dǎo)六套實(shí)施機(jī)制，形成規(guī)范的“科學(xué)大課堂”教學(xué)模式，探索“兒童科學(xué)教育與全民科學(xué)教育”共振的可能性。

以學(xué)生為樞紐，加強(qiáng)“學(xué)校科學(xué)教育”與“全民科學(xué)教育”貫通探索。在科學(xué)教育的整體生態(tài)中，學(xué)生并非被動(dòng)接受知識(shí)的客體，而是銜接“學(xué)?？茖W(xué)教育”與“全民科學(xué)教育”的關(guān)鍵樞紐與動(dòng)態(tài)載體。學(xué)?？茖W(xué)教育以系統(tǒng)化培育為核心，完成學(xué)生科學(xué)認(rèn)知、探究思維的啟蒙與塑造。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生通過家庭實(shí)踐、社區(qū)科普傳播、公益探究等行為，把學(xué)校習(xí)得的科學(xué)精神、知識(shí)、技能延伸到家庭和社區(qū)，成為學(xué)校發(fā)揮社會(huì)功能的“攪動(dòng)機(jī)制”，實(shí)現(xiàn)科學(xué)素養(yǎng)的外化與輻射，成為兩類教育場景相互滲透、彼此賦能的核心紐帶，破解科學(xué)教育“校園內(nèi)閉環(huán)、校園外脫節(jié)”的困境。長此以往，將有助于構(gòu)建兒童科學(xué)教育與全民科學(xué)教育共振的新樣態(tài)。

“大科學(xué)教育”是實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)實(shí)踐力提升的關(guān)鍵，但其育人效益的發(fā)揮，既有賴于家長科學(xué)素養(yǎng)的提升，也要依靠協(xié)同觀念和區(qū)域提供的協(xié)同條件。面向未來，“大科學(xué)教育”還需突破學(xué)校教育的局限，升級(jí)為社會(huì)層面系統(tǒng)育人工程，才能真正實(shí)現(xiàn)科學(xué)教育培育人才的最終目標(biāo)。

作者張立新系正高級(jí)教師，山東省日照市莒縣青島路小學(xué)副校長，教育部新時(shí)代中小學(xué)名師名校長培養(yǎng)計(jì)劃（2024—2027）名師培養(yǎng)對象。山東省特級(jí)教師，被授予全國模范教師、全國中小學(xué)優(yōu)秀德育課教師、全國教育系統(tǒng)巾幗建功標(biāo)兵等稱號(hào)。擔(dān)任全國中小學(xué)科學(xué)教育專家委員會(huì)委員，齊魯師范學(xué)院特聘教授，齊魯名師領(lǐng)航工作室主持人。

責(zé)任編輯：李景