變中取“真經”，探索科學教育新路徑

夏日炎炎的午后，廣州市增城區鳳凰城中英文學校的教室里正在進行一場同樣氣氛火熱的實驗課。物理教師陳輝利用自制教具，引導學生在分組動手實驗的基礎上自主探究光的反射定律。

陳老師的教學設計、學生們的課堂討論、實驗的操作細節……這一切都被坐在教室后方的專家及聽課教師仔細記錄著。

這節課是教育部課程教材研究所碧桂園教育實驗基地展示的6節科學課例之一。

2022年9月，教育部課程教材研究所啟動義務教育課程標準實驗研究項目，其中義務教育科學課程標準實驗研究在碧桂園教育實驗基地（以下簡稱“實驗基地”）開展。課標修訂組專家團隊多次南下廣東，深入實驗基地8所實驗校的科學課堂，與一線教師交流探討。這10個多月的研究與實驗，給實驗基地的科學課堂帶來了革新之風。

課堂之變：注重探究實踐

在佛山市順德區碧桂園實驗學校的科學課上，教師梁吉婭正在教六年級學生“機械好幫手”這一單元。為了讓學生們更好地理解本單元的核心概念，她以廢舊家具“拆舊”為例，引導學生通過動手操作了解杠桿、滑輪、輪軸等簡單機械原理及其應用。順德家具產業是珠三角的傳統支柱產業，梁吉婭表示：“科學教育要聯系生活實際，科學教師要善于發現、利用身邊的科學元素，引導學生在真實的情境中發現知識、探究科學。”

梁吉婭的科學課強調探究實踐，這并非個例。隨著實驗項目的推進，各實驗校的科學課教學方式正在發生轉變。此前的科學課多以知識講授為主，現在教師已開始有意識地設計探究實踐活動。“教師不著急傳授知識，而是讓學生在探究實踐的過程中發現知識。”一位在現場聽完科學公開課的教師有感而發。

“種菜能否不使用化學肥料？”“養魚如何不換水而保持水質干凈？”廣東碧桂園學校的幾名五年級學生通過日常觀察提出了這些疑問。在科學教師彭韋力、康禮兵、黃惠琴的指導下，學生們決定設計一套環保有機的魚菜共生系統。

面對實驗進展過程中遇到的接二連三的問題，學生們迎難而上。一次，學生們在記錄實驗數據時發現數據異常，經過觀察與分析，他們自己找出了原因——原來當天投放魚食過量，導致排泄物過多污染了水質，造成系統數據異常。“學生已經學會通過實驗數據分析問題、解決問題，探究實踐能力明顯提升。”彭韋力說道。

“起初我不太懂如何設計實驗，但在大膽嘗試后，發現沒有想象中那么難。魚菜共生系統實驗的成功，激發我想要動手嘗試更多實驗。”一名參與實驗的學生表示，這次探究實踐的經歷讓他對接下來的科學實驗充滿期待。

“在《義務教育科學課程標準（2022年版）》中，‘探究’一詞出現了352次，‘實踐’一詞出現了146次，‘探究實踐’一詞出現了35次，不難看出，科學課標對探究實踐特別重視。”義務教育科學課標修訂組核心成員、清華大學教授高云峰表示。

在高云峰看來，科學不僅是一個知識體系，更是一個探究過程。“科學教師不要把現成的科學知識結論告訴學生，而應有針對性地指導學生，通過學習、實踐、體驗等過程自主發現問題、探究問題、獲得結論，引導學生像科學家與工程師一樣思考和實踐。”高云峰說道。

場室之變：充滿科學氣息

強調探究實踐的科學課，對學校的科學場室條件提出了更高要求。

2022年10月，實驗項目對實驗校的科學場室條件進行了一場摸底調研。結果顯示，各校條件參差不齊：個別學校在實驗室建設和器材更新上保障較好，且開設了人工智能、機器人、創客等校本課程；有一些學校的實驗室通風條件差，實驗器材較為老舊；還有部分學校的實驗室數量偏少，無法滿足教學需要。

隨著實驗項目的推進，各學校紛紛加強科學場室建設，在增加實驗室數量的同時，對原有實驗室也進行了升級改造，補充了新的實驗器材和用品。此外，部分學校新建了科學長廊，為學生學習科學提供更多的體驗機會。“學校科學走廊展示的蜥蜴培養箱，讓我近距離了解了生物，感覺生物學很有趣。”廣東碧桂園學校的學生說道。

“學校目前不僅有物理、化學、生物等學科實驗室，也有木工教室、星月田園等科學學習基地。在專家的指導下，我們還進一步優化了機器人、創客等實驗室設計。”廣東碧桂園學校副校長張龍表示，實驗室建設不僅要達到國家標準，還要增設創新探究教室，盡可能讓每間教室都充滿科學的氣息。

實驗器材豐富了，實驗室多了，學生們也從中感受到了新變化。“現在很多科學課太好玩了，動手做實驗的時間多了，課堂也給了我們更多觀察、討論的時間。”鳳凰城中英文學校的四年級學生在實驗室剛剛上完“電路”這節課。在這堂課上，學生利用燈泡、紅黃綠三色玻璃紙、導線、電池盒等實驗材料制作了簡易紅綠燈。

教研之變：聚焦科學育人

在教育教學改革中，教師無疑是最重要的因素之一。

實驗項目啟動前，實驗基地的8所實驗校的小學生總人數近萬人，但小學專職科學教師僅有14人，且絕大部分為兼職教師，缺乏相應的學科背景。鶴山碧桂園學校校長代天良回憶起當時的情況說道：“那時學校大部分科學教師對實驗的理解僅限于書本演示，缺乏科學觀察意識和創新實驗能力。”

如今，科學教師隊伍已展現新貌。項目啟動后的10個多月里，各個實驗學校按照“理科背景、專業對口、專職專任”的原則，對科學教師隊伍結構進行改善。其中，碧桂園實驗學校小學部的科學專職教師從2人增至4人，且均為理工科背景；鳳凰城中英文學校新增小學科學專職教師3人、專職實驗員2人，初中專職實驗員2人。同時，實驗基地增選小學科學帶頭人3人、初中科學帶頭人2人，現共有10位科學類學科帶頭人，有力提升了專業研究力量與“造血”功能。

為保證教研質量，實驗基地設立了“半天無課日”制度。“我們將每周五下午確定為‘半天無課日’，用于開展科學課程的大教研活動，鼓勵教師們研究和解決教學中的現實問題。”碧桂園教育集團教科院院長強光峰說道，“每周五下午，前半段為實驗基地統一教研時間，后半段為學校教研時間，我們按照‘定時間、定內容、定發言人’的辦法，實施跨校教研。”

如今，跨學科教研也成為各所實驗校的新常態。碧桂園十里銀灘學校將物理、化學、生物學、地理乃至信息技術學科納入一個教研組；在華南碧桂園學校，小學科學和初中各科學領域學科成立了共同教研組；鳳凰城中英文學校采用跨學科教學設計、跨學科聽課研討、跨學科主題研修、跨學科學術研討4種方式，深入開展跨學科教研。

“目前，各實驗校初中部的物理、化學、生物學、地理學科教研組，每周都會進行一次跨學科教研。”強光峰表示。

好的教學設計，是靠一堂一堂課打磨出來的。教育部課程教材研究所多次帶課標修訂組專家進學校、進課堂，聽課評課。今年上半年，義務教育科學課標修訂組組長、陜西師范大學胡衛平教授3次深入各實驗校，與授課教師面對面交流，指導教師進一步加深對科學課標的認知與理解。

在一次評課過程中，胡衛平提出，科學教師在教學過程中要加強“三個理解”，即理解學生、理解學習、理解學科。這讓在場的教師們深受啟發，其中一位教師感嘆道：“此前上課，我總想通過精彩的實驗給學生一些‘驚喜’，活躍課堂氛圍。現在，我要把思路擴展為讓學生思考、提問、創新、迭代，發展學生的科學思維，讓學生愛上科學。”教師對科學課程與教學的認識日益提升，并將其融入每一節常態課之中。

目前，科學教育改革在實驗基地已初見成效，這給科學課標實驗研究項目開了個好頭。“下一步，研究項目將繼續推廣至更多區域，形成更多‘助力核心素養發展，做好科學教育加法’的成功經驗。”教育部課程教材研究所副所長陳云龍表示。

《中國教育報》2023年07月14日第6版