一、背景
(一)现状分析
随着国家对科学教育的重视提高,小学科学教育对比过去已有很大的进步,但依然存在课程内容松散、生活脱节与教法单一等问题,不利于学生的科学素养培养。
近年来年国家义务教育质量监测结果显示我市小学科学排名靠后,导致该问题出现的主要原因为学生动手能力差、创新意识薄弱。说明我市小学科学课程的开设只停留在满足书本教学,而未融入学生的生活环境相结合指导学生实践。
凭借松山湖科技区位优势,今天的松山湖小学科学教育一直走在我市前列,然而学生所研究的问题还停留在书本的某个小实验,所体验的科技研学活动次数少、层次低、活动主题与学生的生活结合不紧密。所制作或创造的作品停留在初级手工制作毫无科技含量,松湖科技资源未能融入教育,指导学生开展更具有科技含量的实践活动。
(二)现实需求
习近平在中国共产党第二十次全国代表大会上作报告指出要深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略,开辟发展新领域新赛道,不断塑造发展新动能新优势。努力培养造就更多大师、战略科学家、一流科技领军人才和创新团队、青年科技人才、卓越工程师、大国工匠、高技能人才。
东莞市十七届人大三次会议第二次全体会议上提出推进公办义务教育学校科学类课程探究实验室(或实验空间)全覆盖,大力开展中小学科普教育活动。
今天的松山湖以高科技而闻名,科技企业与院校林立,为松湖科技产业赋能。科技反哺教育松山湖第三小学作为新建校以发现未知,成就更好的自我为办学思想,在立足于开足与上好科学课基础上,深挖优势科技资源,联动园区科技企业,打造具备松湖特色课程,以培养现在的松湖特质小学生,未来的松山湖科学家为目标。
(三) 课程催化
《中国教育现代化2035》与2022年出版的《义务教育课程方案》提出创新教学方式,加强知识学习与现实生活的联系,增强学生认识真实世界,解决真实问题的能力。
2022年出版的《科学课程标准》在教学建议中提出要突出核心概念在真实情境中的应用,加强知识学习与现实生活、社会实践之间的联系同时,要注重社会资源的开发与利用。要发挥各类科技馆、博物馆、天文馆等科普场馆和高等院校、科研院所、科技园、高新技术企业等机构的作用,把校外学习与校内学习结合起来,因地制宜设立科学教育基地,补充校内资源的不足。有选择与组合课程资源开发贴近科学教学的丰富的课程资源。
二、课程目标
(一)总目标
松山湖第三小学科学课程是基于2022版科学课标,以生活现象为线索培养学生的问题意识,是以常态化的科技活动为载体激发学生科学兴趣,以联动松湖科技为特色拓宽学生的探究边界,强化学生的科学核心素养,构筑有三小特色课程,培养今天的松湖特质的小学生,明天的松湖科学家,让松湖三小成为未来松山湖科学家的摇篮。
(二)分段目标
以此课程目标为基础,科学素养为导向。根据学生认知发展特点,结合2022年新课标提出的科学观念、探究实践、科学思维与态度责任四要素组成的科学素养,对应各学年段目标要求如下:
三、课程内容
结合课程目标与校本化表达,本课程是以小学科学课程为基础,常态化的科普活动为拓展,松山湖科技资源为特色的课程,具体课程与关系如下图:
(一)小学科学课程,则以认识与激趣为导向,以科学教材为内容与基于生活现象的微项目为载体开展。
(二)科普拓展课程,则以普及与拓展为导向,以围绕小学科学教材,筛选松山湖相关科技资源为拓展内容的拓展课程,与以有趣且贴近学生生活为内容的常态化科普活动组成。其载体以微项目、科技研学、院士讲坛、科技嘉年华等活动构成。
(三)院士课程,则以提高与创新为导向,以生命科学、物质科学、工程设计三大模块划分的松山湖科技资源为内容。以社团课与院士工作站为载体而开展。
四、实施策略
根据课程内容、目标以及学科校本化表达,结合学校课时安排,课程实施策略如下:
(一)整合与塑造:课堂是学生掌握科学知识、习得科学方法、锻炼科学技能、形成科学态度的主要场所。在教学实践中,小学科学课程是以基于深度学习个性化“问学”为内涵,基于生活现象的微项目为抓手与“宽和”课堂文化,推动课堂教学的实施,具体实施策略如下:
1.以基于生活现象的微项目整合课程单元
基于生活现象的微项目,是以小学科学“现象教学”教学策略为基础开展的研究,是以解决实际问题为导向,因此我们要注重为学生营造真实的情境。具体到基础课程与拓展课程的大部分内容,基于生活现象的微项目在校本化过程中,项目内容是从学科课程内容聚焦生活现象提炼而来。其实施流程如下,为课程整合提供框架。
基于生活现象的微项目的具体实施,是以深度学习个性化“问学”课堂的两视点与“一流程”为路径整合课程的单元内容,三环节为支撑保障项目的实施。
首先是两视点与“一流程”,它以项目的问题提炼与解决,为项目的整合提供清晰的路径。首先是两视点其内涵如下图:
两视点的内涵中指出,我们要关注问题的设计,以提炼大概念与整合单元课程内容,从而得出以核心问题为主线,以问题链为线索引导学生紧扣学习目标,开展有层次性的探究。具体教学框架模型如下:
其中基于大概念转化得到的核心问题以开放性强,答案不唯一的劣构问题为主,以项目的形式呈现。而分解核心问题过程则是制定项目计划的过程,经分解后的问题与子问题是以单元内具体每一节课为内涵,其形式多以简单的且答案唯一的良构问题为主,让原来复杂的项目分解成一个个问题与子问题,让问题整合课程的单元内容,并通过“一流程”指导学生探究,在成果展示与评估反思中发现问题解决问题,完成微项目的探究。
个性化“问学”课堂的三环节,它由问题前测——学情引导,课中精准教学:以问促学——个性化学习,与课后自我发现:问题解决——评价反馈组成。在项目实施过程中,可以结合个性化学习,通过自适应教学系统采集、分析问学课堂三环节产生的数据,从个性化学习的三个维度,为学生制定个性化学习的方案,支撑项目的顺利开展。
2.以“宽和”塑造课堂文化
塑造途径为“U学习”,形式上它以“U形座位”与“我是声控王”组成,而走向U学习的途径是“走下来、慢下来、静下来”。
U型座位,它的排列的学习方式打破传统的单一的秧田式,拉近师生之间的距离,降低学生紧张焦虑的心态。
走下来,教师从讲台上走下来,站到学生中间,改变以往在讲台高高在上的距离感。
静下来,学生在协同学习时静下来,在同桌交流时使用一级音量营造安静的学习氛围,同伴发言时认真倾听进行内化,并勇敢的用三级音量说出自己的观点,如小组交流、实验操作时,我们要小声说,当我们汇报时,要大声说。
慢下来,教师提出问题后,要预留与所提问题的难度相匹配的候答时间,带学生在短暂思考后得出更富逻辑更深刻的回答。让学生在“宽和问学”文化塑造的“倾听”与“对话”过程中,走向协同性学习。
(二)融入与拓展
科普拓展课程是基于核心素养,以松湖科技资源为拓展源,通过科普活动和学科拓展活动开展,具体实施策略如下:
1. 科普融入校园,让科学流行起来
科学素养的培养,不仅在于课堂学习,更在于学生的日常生活积累,因此科普活动应成为校园的常态,以丰富多彩的活动,激发学生对科学的热爱,科普活动内容如下:
(1)校园吉尼斯竞赛
通过探究与改进,刷新某一项科技活动的记录。学生可选择感兴趣的项目参加,成为该项目的“擂主”,接受其他同学的挑战。
(2) 科学秀
每个班围绕小学科学研究的一个领域,开展科学实验舞台秀。将科学知识融入舞台剧中,表演的学生在其中得到锻炼,观看的学生在轻松幽默的环境中深化对科学的认识。
(3)流动科技馆
邀请市科学馆、科普大篷车、市科技馆来巡展活动(流动科学馆、科学表演、科普剧表演等)。让学生感受现场感受松湖科技的魅力。
(4)科学讲坛
邀请科学家,院士进校园给学生开讲座。让学生与园区科学家“零距离”接触,聆听松湖科技最新的发展状况。
(5)年级探究项目
根据年段特点,给每个年级定一个学生感兴趣的探究主题,以班级为单位利用科学课或劳动课、信息课、综合实践课开展探究。每个学生都参与探究,发挥个各自的长处完成项目探究如擅长搜索的负责搜索资料,擅长画画的负责实验报告册的编制等。
(6)个人科学展
学生展示自己在课堂与平时探究的成果。给予学生展示自己科学探究成果的舞台,让学生在分享过程获得更多认可,在听取同学或专家的建议改进自己的研究。
(7)优秀科技社团秀
围绕一个主题,展示自己社团的特色,如航模社团表演航模秀、创客社团展览与演示自己创客作品等。学生根据社团秀的需要改进自己的作品,提升自己的能力,激发观看的学生对科技的兴趣。
(8)科技研学
带学生参观园区科技企业,学生近距离接触与感受松湖科技的魅力如观看实验、亲身体验科技设备等。
(9)每日一问
通过学校电子屏与个性化学习平台,每日推送一个与科学有关的问题,让学生作答。
(10)科普展
展示当学年较优秀的个人科学展、年级探究项目,与举行校园吉尼斯决赛、跳蚤市场等活动。
根据学生的年段特点,结合学校课时安排,科普活动可以通过以常态化科普活动为载体的过程性活动,与以科技嘉年华为载体的展示型活动,其中常态化科普活动以必选项目与一个可选项目的方式推进,具体分类与实施方式如下:
2.突破课堂边界,拓展探究视野
小学科学教材是培养学生基本科学素养的重要途径,而我校基于科学教材的拓展课程《发现·现象》则是以生活现象为线索,松湖科技为特色,联动信息技术、劳动与综合实践等学科开展的课程,具体内容与实施方法如下:
(1)教材内容
1.内容模块
结合科学教材的拓展内容与松湖科技特色,《发现·现象》教材可以分为以下二个模块:
结合科学教材的拓展内容与凸显松湖科技特色。《发现·现象》教材可以分为两大模块,其中松湖科技与松湖创客分别以AI编程、松山湖人文环境与科技,拓宽学生的视野,激发学生对科学的兴趣。课程的实施每学期共16课时,各模块根据各学年段的特点划分课时:一二年松湖创客的内容占10%,松湖科技的内容占90%。三四年级松湖创客内容展20%,松湖科技的内容占80%。五六年级松湖创客的内容占50%,松湖科技内容占50%。
2.内容筛选
拓展教材的内容是以新课标中的学年段科学素养要求为导向,科学教材内容基础,结合松湖科技资源,筛选合适的内容进行拓展。
培养学生的科学素养。以此为基础,我们可以筛选相应的内容进行拓展,如选择松山湖北大光电研究院生命科学的资源,以改变环境种植本土哈密瓜或口感更好的小番茄为项目主题,拓展教材内容。深化学生对植物与环境的认识,同时感受科学的魅力,激发学生的科学兴趣。
(2)实施方法
《发现·现象》的教材是以基于生活现象的微项目为抓手组织课堂教学,因此结合基于深度学习个性化问学课堂问学四环节的课堂实施流程,教材可分为以下六个栏目:
项目导语,旨在初步建立学生对项目的认识,项目导语包括项目产生的原因与驱动问题。
项目内容,介绍完成本项目的学习,所需完成的任务,让学生在清晰的任务指引开展项目学习。
探究技能,介绍本节课所需用到探究技能。
趣味发现,展示本项目的历史背景与提炼本项目中的核心问题。
思维律动,旨在引导学习开展头脑风暴,激发学生对本项目的兴趣。
物化工坊,旨在引导学生在头脑风暴基础上,物化项目探究的内容。
智慧点拨,揭示本项目内容学习中主要的科学概念。
链接生活,基于项目内容的拓展,拓展课堂边界,引导学生开展课后实践
(三)联动与孵化
新城与产业齐飞,科技共山水一色。今天的松山湖科技资源丰富,基于养核心素养的要求,挖掘相关资源让松湖科技进校园的院士课程是我校重点打造的特色课程,课程在每周社团课中开展。课程建设与实施策略如下:
1.聚焦课程内容,联动园区资源
新课标的课程内容可划分为生命科学、物质科学、地球与宇宙科学和技术与工程。
我校院士课程为贴近学生学习生活,激发学生兴趣。结合新课标课程内容与园区科技资源分布特点,选取以下内容与园区院校企业开展联动。
该课程资源不仅用作院士课程,部分与基础课程有关联的内容也可纳入到校本课程《发现·现象》中开展。
2.院校合作,孵化课程
院士课程的孵化不仅需要打破园区学校与科技院企的壁垒,让松湖科技进校园,还需要营造一方沃土,让它在三小校园生根发芽。基于以上要求,接下来我以与学生生活息息相关的生命科学模块为例,阐述具体实施法:
(1)场域建设
院士课程的实施,不仅需要技术与资源进校园,更需要以场域营造气氛,让松湖科技常驻校园。以院士课程中的生命科学模块为例,未来将以植物的种植与斑马鱼为载体开展教学。结合以上要求,未来三小可以打造一间生命科学为主题的场室、营造一片可供展示的区域。首先是场室,该场室能让学生平常上基础科学课程与院士课程,也能满足院士到校后进行研发,或将研发成果转化为教学培训的功能。其次是区域,我们可以利用校园天台与架空层,设立植物种植区域与以养殖斑马鱼为主的“水族馆”,让学生随时可以观测自己研究成果。让不同年段的学生的眼里都有科学,让松湖科技成为校园一道靓丽的风景线。
(2)资源建设
院士课程进校园,教学资源建设是关键。教学资源建设可分为三个阶段开展即输入、输出与改进三个阶段。以联动松山湖北大光电研究院,开展以生命科学为特色院士课程为例阐述三个阶段需要开展的工作。
输入阶段,该阶段需要罗列小学科学涉及生命科学领域的教学资源,以此基础选择根据学生的学段特点,选择一些层次高、有价值且有趣的项目纳入其中,如以斑马鱼模拟人体开展不良生活习惯对人体器官的影响、或利用番茄制作护手霜等。
输出阶段,该阶段主要工作分别是组织教师做下水实验、录制微课资源与将复杂的实验转化为能让学生体验的项目。以草本植物驱蚊剂为例,该案例涉及材料多、步骤繁杂,需要教师通过提前做下水实验,在配制驱蚊剂过程中发现问题与思考对策,录制微课以及将该实验转化为以项目为导引的教学资源。
改进阶段,该阶段主要目的在于反思课程实施过程中存在的问题,思考改进措施,以制作风暴瓶的制作为例,其制作材料硝酸钾是一种市面上难以获得的材料,为了让更多学生能制作风暴瓶,我们可以寻找可替代的材料如氯化铵改进实验。
以上是资源建设三个阶段的实施方法,其目标让科技反哺教育,令园区科技资源转为成三小特色的科学课程。
(3)模块建设
生命科学与学生的生活息息相关,因此三小院士课程的内容将以生命科学主,物质科学和技术与工程为辅构思课程内容,各课程模块占比如下图:
模块建设将在总结生命科学模块推进步骤与经验基础上,打造模块建设的范式,孵化物质科学和技术与工程模块的建设。
五、阶段与目标
六、需求与建议
中国近代教育家蔡元培曾说:教育者,不为过往,不为现在,而为将来。以松湖科技为特色的松山湖第三小学科学课程,是面向未来而规划,让孩子从小浸染在松湖科技之中,让科学探究成为他们生命中的底色,在发现未知过程中,成就更好的自我,培养未来松湖科学家。
内容:梁炯钊
编辑:张佩欣