中小学开放性科学实践的价值突破及实践路径

原标题:【中小学教科研】中小学开放性科学实践的价值突破及实践路径

文:聂晶|小学中学教育实践活动研究院博士实践活动研究生,北京市石景山区教育委员会副主任

文章字数约5500字,阅读约需10分钟

科学实践是指在课内学习基础上,带有一定学习目的,在一定条件或特定环境下参与有设计的科学亲身探索。科学实践是科学探究的必要方法,是综合性社会实践的一种,强调其对于课内学习的补充,可以激发学生学习动力和积极学业情绪,使学习更深入和更有针对性,从而提升学生的科学素养。基于此,2015年北京市教委开始推行初中生的开放性科学实践。开放性科学实践强调利用校外各资源单位优势,服务中小学校学生学习探究需求,帮助学校搭建科学的课程体系,实现资源统筹、资源选择、组织实施、教学评价、政府购买服务方式的创新。经过一年多的课程实践和调研,笔者就开放性科学实践的模式突破、价值意蕴和实施路径作如下梳理。

开放性科学实践在传统教育模式上的突破

开放性科学实践的诞生,源于我们对传统研学旅行课程教育的思考与分析。传统中小学教育在给学生构建基础知识体系的同时,有着相当的局限性与约束性。首先,教学的开展必须依托于学校这个大的环境,一切教育行为均在校内展开,学生的生活趋于家庭与学校的两点一线。其次,现在中小学教育的知识体系划分明确,学科之间相对独立。然而随着社会的进步与科学的发展,我们逐渐意识到许多学科领域之间有着很强的关联性,当下的高新科技已不仅局限于某一个学科领域,而是多个学科领域知识与技术共同作用的结果。因此,培养多领域综合型人才已成为未来人才培养的新趋势。最后,书本教育的最大劣势便是不能很好地将理论知识与动手实践相结合,给学生最直观的学习体验,更好地帮助学生吸收和消化知识。开放性科学实践活动很好地弥补了传统教育模式的劣势,以一种全新的教育形式,充分利用社会各界资源,体现了“开放性”“科学性”“理论与实践结合”三大主题,在教育模式上实现了三大重要突破。

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突破了学校的学习空间,搭建了跨领域的大共育

传统的教育实践受限于各自学校的资源条件,学生对知识的吸收多来自书本。开放性科学实践打破了这一局限,将学校融入社会大环境中,为学生提供了身临其境、亲手操作、亲身体验的可能。原有的校外教育观也得到突破,少年宫、图书实践活动、走研学旅行等公办校外机构不再是科学实践的仅有提供方,更多科研院所、校外培训机构等也纳入了市区级资源单位,校内外形成合力,搭建了一个共育。大家各显其能、各尽其能,为学生科学实践提供更多选择,在硬件、软件、师资、培训等方面为中小学校学生提供全方位保障。

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突破了学科的边界壁垒,搭建了跨学科的大知识体系

传统分科教学,由各科教师依据课程标准分科讲授,学生按照课表分门别类地学习。科学实践打破了原来仅局限在单一学科内的知识和课程学习模式。基于问题的科学探究,需要中小学校学生在实践过程中,综合运用多学科知识,提出假设、进行实验、解决问题或提出对策。这也倒逼课程开发和实施者具备STEM理念,为项目学习、课题实践活动研究服务,整合、融汇不同学科资源、素材,服务学生学习与探究。以学生为中心,以学生的实际获得为出发点的大知识体系正在逐步形成。教师们也逐步突破原有教研组的分科备课,实现了跨学科的大教研观。

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突破了书本的抽象思维,搭建了亲临实操的具象体验

情境学习理论认为,脱离个体生活的真实环境来谈论学习或能力是毫无意义的;学习是一个参与情境的过程,是一个基于情境而展开的过程,即学习发生于情境之中,学习是参与实践共同体。国际脑科学最研学旅行活动研究成果显示,单纯通过听课,学生能掌握的知识为教师讲授内容的5%,结合阅读的方式可增加到10%,教师的PPT演示可增加到30%,学生参与研讨的情况下可掌握到50%,亲手实操可掌握到75%,而在做中学的基础上,让中小学校学生角色互换、学生重新演示教学内容所实现的互动体验式教学可帮助学生实现90%的知识内化率,这就是最优化的教学。

开放性科学实践的价值意蕴

从项目最初的企划设计,到的搭建、资源单位的引入、课程的筛选,整个活动已经基本达到了流程化、正规化。通过近两年的运行,开放性科学实践课程很好地服务了北京市上百万的学生、教师和各中小学,产生较大的影响。

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开放性科学实践服务学生健康成长

首先,特别激发了非尖子生的学习动机和积极学业情绪。教育的目的是培养学生全面发展。科学实践给学生营造一个宽松平等与主动探究的学习氛围,促使学生体验到积极的学业情绪,减轻学生的学习压力,增强他们的自信心和主动学习的动力,进而培养学生形成良好的心理品质和健全的人格。科学实践的力度加大,无疑增加学生实际科学知识的获得和积极的学业情绪,促进了学生心理健康发展。笔者在访谈和问卷调查的基础上,选择量表测量并探讨科学实践对中小学生学习心理的影响作用,发现自尊低的学生通过科学实践,消极情绪减低幅度更明显,自我效能感低的学生通过科学实践,积极情绪提升幅度更大。科学实践是综合性的、跨学科的学习任务,在特定的场景和条件下进行实际测量并探究,发现自尊高的学生获得外界刺激和正向感会更强烈,其学习兴趣更易被激发,从而使其树立更明确的学习目标、坚定学习信念。而平常在课堂教学中很难获得学业成就感的低自尊学生,通过科学实践的项目学习或任务驱动学习,得到了对自己积极的评价,获得了学习上的成就感,消极情绪减除很多。同样,自我效能感低的学生获得的感受更激发了他们的学习热情,这也是日常课业和传统探究式学习无法实现的。

其次,开放性科学实践扩大了学生的实际获得、提升了创新能力。学生在校内外参加科学实践,通过项目学习或小组学习的形式,体验在先,探究贯穿整个过程。对所看、所想、所思进行科学记录,通过科学的方法,形成分析、讨论,这是对课内知识的巩固,也是对新知识的主动搜寻,目的是回答实践中遇到的问题并解决问题。这样不仅可以温故知新、学以致用,还能促成学生综合运用知识,跨出学科的界限,达到学有所获、学有所成。开放性科学实践开展以来,不仅提高了学生的课内学业成绩,而且也让孩子们提前接触科研,开始初步规划未来的职业生涯,有了更明确的努力目标。很多学校在开展开放性实践活动时,注意以课题形式进行,这样可激发科研项目参与者的斗志。学生们在教师和研学导师的指引下,以科学的方法进行学习、探究,对获取的实验结果等进行科学呈现和分析,形成有理有据的结论,在获得启发与思考的同时,提出建设性的建议,甚至生发了设计新模型、打造新途径的妙思和创举。由此,很多学生把课题实践活动研究成果拿到了科技研学旅行活动进行竞技,斩获大奖的并不鲜见,这是开放性科学实践的重要成就。

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开放性科学实践促进教师专业成长

首先,开放性科学实践促进教师突破定式,形成跨学科知识服务学生的实践需求和综合成长。传统的科学课不是主课,分散在物理、化学、生物等学科里。在我国,教师在中小学校培养阶段也是分科的,并没有全科学习的养成。即使步入工作岗位,也分属不同的教研组,参与不同学科的继续教育培训。各学科之间备课、考核、职称评定都是分列的。开放性科学实践的综合性,要求教师在课程开发和实施过程中,必须打破学科的边界,形成跨学科的合力,服务学生的实践需求和综合成长。这也更符合现在的课改精神,注重培养孩子解决实际问题的能力。

其次,开放性科学实践促成大教研共同体,实现集体备课,并进行交互参与。合作学习也形成了学习的共同体,这是一种关于学习和学习者的社会性安排,它提供给学习者围绕共同的知识建构目标而进行社会交互的机会,以活动为载体的社会交互中蕴含着多种层次的参与,如边缘的和核心的、在场的和虚拟的。每一个成员从不同水平和角度加入到围绕知识的合作、争论和评价中,并且从中获得来自他人和人工制品的支持,在形成共同体的共时性知识的过程中确立自己的身份感。教研上的打通,使教师团队形成合力,相互学习、交互参与。

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开放性科学实践推动学校特色发展

首先,开放性科学实践发掘校内外有效教育资源,为学生的科学探究与学习提供可能与可持续服务。仅仅一所学校的硬件和师资远不能满足学生科学实践的需求。开放性更是强调走出校园,在因地制宜的同时,发挥校内、区内、全市内的科学学习资源,展开与科研单位、中小学校和校外教育机构的合作,通过购买服务等形式,服务学生的实践需求,为学生的科学探究和学习提供可能与可持续服务。在政策尚未出台之前,很多学校意识到科学实践的价值,但自主开发、“借船出海”的过程中举步维艰。现在在政策的支持下,资源单位的不断涌入,优胜劣汰,促使学校可以根据实际需求,有选择地配置课程资源,完善师资队伍,实现更高效、更有保障的活动实施与持续开展。

其次,开放性科学实践完善研学旅行课程体系,提升了学校管理服务水平。由于开放性科学实践促进教师突破学科壁垒,实现大教研观,促使学校领导者整合校内外资源服务学生科学实践需求。所以,随着科学实践的进一步开展,势必推进学校形成服务中小学校学生学习成长需求的、有本校特色的研学旅行课程体系。例如,北大附中的文化魔方少年行和三维空间课程、大峪中学的山谷中学课程、京源学校的在地四季课程等,不仅最大可能地发掘了学校的中小学校学生特点、区域优势,而且统整了相关资源,服务于中小学校学生成长,形成了有学校特色的研学旅行课程,实现了一加一大于二的良性循环。开放性科学实践的综合性和实践性对学校的组织管理与实践开展单位的服务水平都有极高要求。这必然促使学校打破原有管理方式,打破学段、学科、班级等的管理模式,在实践活动中不断凝练和磨合教师团队。这必然促使实践提供方对实验管理、教学实施、科学考察等各个环节有周密设计,作好风险防控与过程管控、成果展示与转化、追踪评价等各方面的工作。

开放性科学实践的实施路径

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围绕学生需求,统筹优化社会资源

首先,开放科学实践服务学生成长的真需求。从学生的成长规律出发,尊重知识累积的逻辑。在开放性科学实践实施的过程中,面对资源的极大丰富,有个别学校盲目满足学生需求,并没有长远考虑,只是当作丰富业余活动,这就有违实践的初衷。如何做到被学生、教师、家长以及学校所重视,将该活动以分数的形式体现在中考之中是最直观的反映手段,但这并不是项目的初衷。项目的根本目的在于让学生们通过广泛接触各领域的新鲜事物,利用社会各界最优质的资源,不断开拓自己的眼界,打破传统教育的束缚,增强学生的主观能动性,让学生学会思考,主动参与科学实践与探究活动,充分开发自己的潜能,为自己的人生规划作好铺垫。

其次,筛选、整合与充分利用社会资源。随着科技的飞速发展,学生们在课本之外能接触到的知识、资源更加丰富多彩,仅靠校内的资源已经无法满足学生的需求。现在的学生在学习课本知识的同时,可以更加自由地了解一些自己感兴趣的方向。我们要做的就是将学生兴趣所在领域的资源整合起来提供给他们,在解决学生需求的同时,弥补学校资源的短缺,也给资源单位一个来分享自己的所长。同时,各行各业有着种类极为丰富的资源,可以有效解决学校内部资源受限的问题,然而学生们心智尚未成熟,过早地接触社会,面对社会上五花八门的资源缺乏辨识力,我们的责任在于为学生从中筛选出各行业资源的精华与最优质的部分,加以整合呈现在学生的面前,让学生可以放心大胆地作出选择,保持学生心中最单纯的那份对知识的渴求。

最后,为各方提供公平合理的全方位保障。为了保证整个开放性科学实践活动完整顺利地进行,学校需要为参与活动的各方提供全方位的保障。对学生要做到:保证课程内容丰富,涉及知识面广泛;保证资源单位场地充裕,教师专业,安全措施完备;便捷易操作的选课,记录学生学习的点点滴滴。给资源单位要提供合理的保障:公开公平的竞争,合理的筛选机制;正式的合同,详细的规章,保障教委与资源单位双方的权益;完善的反馈体系,适当的资金补贴。相信有了多方位的保障,开放性科学实践活动这个,一定会让更多社会优质资源得到最好的利用,充分满足学生们对各个领域知识的渴求。

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由专业部门对开放性科学实践进行全程评估与监管

首先,对资源单位进行严格监管。在市区级资源单位的纳入过程中,良莠不齐、鱼龙混杂。有个别机构为了生存,采取不当的竞争手段,有些真正服务中小学校学生学习需求的优秀团队反而被埋没。某些活动仅仅停留在简单的动手小制作、娱乐性体验,不能让学生学到科学的真知,更无法培养其科学的思维。资源单位的资质审核是否严格,所提供的课程是否真正最有科学性、探究性,其执行质量是否合格,是否能够认真负责地为每一位学生提供优质的课程等问题,需要有公开透明且可以让中小学校学生家长参与评价的方式方法,需要让专业部门对相关科学实践单位进行监管,形成奖惩机制势在必行。

其次,对项目进行专业评价和追踪。优质的科学实践项目,一定是可持续的,也一定可以服务学生的深入学习。现有测试多是针对学生学业成就的,而实践类综合性项目如何评价,对学生成长的作用需要有追踪性跟进的策略。但相关实施单位和学校缺少人力、精力和财力保障,这对他们是较难以完成的系统工程。综合实践类的活动评价,还没有被广泛地接受与认可,如此会让学生、家长、教师甚至学校在学生的求学和成长道路上产生疑惑,质疑开放性实践活动是否真正可以在我国的教育大环境下产生效果。相关策略的制订与颁布,目的在于让学生、家长、教师以及学校能够更加坚定地开展更多的科学实践,良好地促进我国教育的改革与发展。

最后,加大宣传总结引起各方重视。随着越来越多资源单位的加入,每个单位为了设计符合学生年龄段的课程,都会参与到教育活动中来,认真去思考如何把自己擅长领域的科学内容转化为学生可以接受的知识。学校在中小学校学生参与的整个过程中,及时分析总结,作好阶段性成果的留存和追踪,作好科学统计与评价分析,及时宣传或发布,不仅有利于促进科学课程体系的搭建、资源系统的完善,而且使资源单位通过参与教育活动,看到中小学校学生的实际获得,体会到教育对于社会发展的重要性,加深对教育的理解,如此越来越多的机构将会加入其中,项目便有了可持续的生态化运营模式,在良性循环中不断更新完善。

本文来源于《北京市教育学刊》2017年第八期,仅作分享交流用。著作权归原作者所有;图片来源于国际旅行社。若转载请注明出处。

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