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江苏姜堰实小探索数字化赋能科学教育——“小问号”引爆儿

2024-05-18

在教育过程中,我们不难发现:孩子生而好学,可是随着学习时间的延续,一部分孩子会厌烦学校生活。孩子生而好奇,但好奇和创想与他们所接受的教育并没有正相关。究其原因:一是伴随学习内容的增加,属于孩子自主支配的闲暇时间被挤占,“被动支配”的学习现状逐渐限制了学生的思维;二是教育给予孩子好奇与创想的支持普遍缺乏。

江苏省泰州市姜堰区实验小学教育集团弘扬“中国儿童号”精神,创立“爱国立人,立人报国”的行动哲学,实践“爱国、砺品、惠学、立人、报国”的精神元素。以“小问号”项目撬动儿童学习方式变革,以数字化赋能科学教育。学校从空间拓展、课堂重构、课程创新等维度,重构儿童学习支持系统,以个性化、混龄等学习方式激发与引爆儿童的好奇与创想。

1空间拓展,让学习随时随地发生

现在的学生是信息时代的“原住民”,数字化已经融入他们的生活,顺应才能更好地发展和成就他们。开展科学教育,学校最理性的选择就是实现信息技术从学习工具到学习方式的转变,自然融入育人过程。

一是场景化、生动化:“小问号”随时发生。思考需要有适合的环境。姜堰实小以“今天你想了吗”的墙面文化浸润学生,注重环境育人,培养学生“问学”的习惯和能力。在借鉴“墙洞实验”学习模式和场景的基础上,开展年级“问号墙”、班级“问号角”建设,设立“你问”“我答”“反复求证”3个板块。年级好问题由各班级“问号角”推送,集团层面分年级评选月度好问题和好方案。为方便学生自主探索,各校区设立求证查阅区,学生借助一组电脑、一架好书,线上线下、混龄学习自然发生。“问号墙”从实体逐渐走向虚拟,围绕核心问题跨校区线上探究学习发生:“营养午餐菜单”长什么样?A4纸上的种植,时间久了水质变差有异味,怎么办?如何增加“童心园”的科技味,使其更具体验性、互动性与时代感?这些真实问题都成为学生探究学习的资源。

二是家庭化、泛在化:“小问号”随处发生。家庭教育与学校教育是互为补充的关系,在科学教育上亦然。学校通过建构虚拟空间,即“家庭实验室”,以生活为媒介,以学习定义作业,优化调整学生作业方式和作业结构,打通学习与生活的壁垒。科学学科中心组教师依托科学教材,每周围绕一个项目主题(包含3—4个小实验)推送系列实验资源包。学生在家庭进行实验的过程中,通过视频录制的方式记录。教师通过观看视频了解学生“家庭实验室”自主实验情况,并进行线上点评和指导,从实验材料、实验步骤、实验现象到实验原理分析,以及实验操作的小细节,鼓励学生进行相关主题的延伸探究,从验证性实验向探究性实验转变,培养学生的质疑精神和批判性思维。对于一些个性化的问题,可以通过即时连线的方式给予帮助。此外,学生以视频记录个人实验过程,线上学习社群之间互相交流实验的现象及成败原因。在信息技术支持下的“家庭实验室”里,学生可以像科学家一样去探究,去思考,去创造,实验过程的可反复顺应了学生个体学习的差异性,有助于呵护儿童的好奇心与自信心。

2课堂重构,以问题驱动思维进阶

姜堰实小依托国家级“融改实验”项目的区域顶层设计,积极探索“M—IT”课堂(M即意义性学习,IT即信息技术)。实践之中,逐渐形成了姜堰实小“立人∙小问号”科学课堂的基本模式:预学存疑质疑—任务导学问学—自主合作探究—展示交流提升—生长疑问。

一是重构学习流程,让儿童学习始于疑长于疑。科学学科由于专职教师紧缺,学校借力“国家中小学智慧平台—江苏中小学智慧课堂(名师空中课堂)”和教材配套软件,与校本线下课堂双线并进,推进科学“双师”课堂。具体来说,科学专职教师筛选、整合“名师空中课堂”“软件资源”的内容,作为学生“先行学习”材料,即学生课前自我预习的学习材料和资源。课堂上,任课教师推进“交互学习”环节,在“核心问题(任务)”驱动引领下,教师组织小组研讨、展示评析、得出结论。课后,“后续学习”环节主要是拓展性、思辨式学习,生成具有儿童特点的问题。以《海洋》一课为例。预学环节,教师给学生推送预学资源包,并将教材交流、阅读两个板块设计为预学任务:借助资源包,说说你对海洋的了解;说说海水为什么不能直接饮用。在交互学习阶段,专职教师牵头组织共性的教学资源,将教材中动手实验板块设计为小组学习任务,包括多项实验,如根据要求做一做,比较海水与淡水,了解海水又苦又咸的原因;思考原因后,结合教师提供的实验素材,制作简易海水淡化装置等。

二是“小问号”引路,让会思考成为儿童“附带学习”。“立人∙小问号”课堂,教师是资源信息的推送者、学习的陪伴者,是儿童学习任务的设计者、学习支架的建构者,教师用课程意识,以结构化的系统性思维整合信息技术、学习素材,创生适合儿童的学习历程,释放儿童的好奇心与创想力。

还以《海洋》学习为例。交互学习环节,旨在通过动手操作、观察记录实验现象,引发学生的思考,实现“做中思”。活动结束,教师追问:海水又苦又咸,转化为淡水又复杂,那么海洋和海水对于人类有价值吗?问题指向矫正学生非此即彼的二元对立思维,培养学生的审辩式思维。问题驱动学生进入新的学习历程,海洋是人类宝贵的资源库的认知自然形成。课堂不止于此,教师再次追问:你知道淡水资源稀缺地区人们的生活状况如何吗?我们能做什么?这样的课堂教学,思考贯穿儿童学习的全过程,会思考成为儿童宝贵的学习品质。

3课程创新,促进儿童兴趣成为志趣

做好科学教育加法,推动科学教育发展,抓手在课程,根本指向是培养孩子的科学精神。姜堰实小结合校区实际,鼓励实施课程定制,以课程的丰富性探寻儿童的可能性。

首先是课程定制育志激趣。北街北校区通过线上线下了解孩子的个性特长、兴趣爱好,并面向教师、家长、社会仁人志士“众筹”课程资源后,每周三下午开设定制的科技社团课程、课后服务课程。目前,形成了“三阶六类”课程:一阶,如“NO BUG”编程、乐高拼搭,主要面向一年级学生;二阶,如编程,主要通过Scratch、Python两个模块的学习,支持儿童了解编程语言,并能够简单应用,实现人、机对话,面向二年级学生;三阶,车模、航模和乐高机器人课程,面向三至六年级学生,让学生了解机械工程原理,培养学生对航天航空的兴趣,在做中学,做中思。“三阶六类”课程定制,引导学生从兴趣到志趣。学校航模社团于芮沣说自参加社团以来,自己经常会利用双休日在网上查阅关于飞机的资料,包括飞机构件、飞机型号、飞行原理以及飞机发展史,并立志当一名飞行员,让“中国儿童号”飞得更高、飞得更远!

其次是课程定制育才砺品。罗塘校区开设“游学正品”课程,面向喜欢摄影、喜欢写作、喜欢动手的学生形成课程菜单,顺应学生的个体差异性,培养独特的每一个。课程以“红色人文之旅、绿色自然之旅、蓝色科技之旅”为游学路径,以“镜头下的美、笔尖下的感动、指尖上的神奇”为主题,统领设计。镜头下的美,让学生用镜头寻找自然之美、人文之美、科技之美,借助于技术和艺术,创造美、记录美。笔尖下的感动,让学生用文字触摸生活、校园、社会乃至国家层面的人和事,寻找感动的人、感动的事、震撼的科技,在文字里温润情感,砥砺品格,立志报国;指尖上的神奇,以“创客实验室”为载体,让学生将自己的奇思妙想变成作品,体验3D打印之神奇,感受科技之奇妙。

“小问号”,隐喻其儿童性,符合小学生的年龄特征;也指“问”的低起点、大空间和自由性,一切皆可问。让“问学”之风在校园盛行。“小问号”,是以信息技术赋能科学教育实践探索的一个微景观,但是“小问号”能折射出“大风景”,激发出“大作为”,我们还将继续深耕,在教育数字化转型的道路上,夯实中小学科学教育的学校主阵地。

(作者系全国政协委员、江苏省泰州市姜堰区实验小学教育集团校长)

专家点评

以“人如何学习”为核心 推进学校科学教育改革

魏锡源

学校是科学教育的主阵地,对培养拔尖创新人才、推进科技自立自强、建设教育强国具有战略支撑作用。2023年5月,教育部等十八部门联合印发的《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》强调,推动中小学科学教育学校主阵地与社会大课堂有机衔接。经过几年的探索,江苏省泰州市姜堰区实验小学利用数字化,探索开展科学教育的新模式。

从育人内容上看,姜堰实小以多样化的科学类课程与活动为主渠道实施科学教育。学校通过课程定制的探索,以“众筹”的方式,形成“三阶六类”课程,充分考虑了儿童的认知水平和能力特点,设计和遴选周三下午的社团课程、课后服务课程,通过数字化手段开展科技活动和科学教育,达到育志激趣、育才砺品的育人目标。这也体现了,该校的科学教育更加重视科学价值与人文价值的统一,“向内”塑造人的品性,使人理解自身、文化与行为的关联,从而负责任地创新。

从育人空间上看,姜堰实小实现了跨时空的沉浸式科学教育。学校有“问号墙”“问号角”,家里设有“家庭实验室”,使科学教育可以时时发生、处处发生。在数字化支持下实现的学习场景化、生动化,线上线下、混龄学习的方式,进一步挖掘了跨空间的科学教育对培养儿童及青少年的科学兴趣、厚植科学文化等方面的重要价值。同时,数字化将家庭教育和学校教育有机融合,尊重学生个体学习的差异性,这也是学校育人的追求方向。

从育人成效上看,姜堰实小实现了学生个人科学素养与社会行动的共同改善。利用数字化技术,为学生提供开展家庭实验资源包、数字化学习资源、教师在线的实时指导等为科学教育落实提供助力,也在无形中为家庭教育科学开展提供了路径。同时,教学方式的重构对教师团队提出了很高的要求,教师成为儿童学习任务的设计者、学习支架的建构者,倒逼教师思维发展、专业能力提升。以科学教育为载体、数字化为手段的校家社协同育人模式,成为该校科学教育的“金名片”。

在科教兴国和“双减”政策背景下,学校如何结合自身实际情况开展青少年科技教育,探索青少年科学素质培养的新模式、新方法,为青少年提供更多生动有趣且行之有效的科技实践活动,在实践中提升青少年的科学素质进而实现创新后备人才的培养,是每所中小学亟须思考、实践并落实的问题。姜堰实小基于儿童立场,创生实践激发和引爆儿童好奇与创想的项目——“小问号”,让我们看到了数字化赋能科学教育带来的育人内容、育人时空和育人成效的改变,让我们携起手来,在教育“双减”中做好科学教育加法,激发青少年的好奇心、想象力、探求欲。

(作者:高金凤系江苏省电化教育馆馆长)

在教育过程中,我们不难发现:孩子生而好学,可是随着学习时间的延续,一部分孩子会厌烦学校生活。孩子生而好奇,但好奇和创想与他们所接受的教育并没有正相关。究其原因:一是伴随学习内容的增加,属于孩子自主支配的闲暇时间被挤占,“被动支配”的学习现状逐渐限制了学生的思维;二是教育给予孩子好奇与创想的支持普遍缺乏。江苏省泰州市姜堰区实验小学教育集团弘扬“中国儿童号”精神,创立“爱国立人,立人报国”的行动哲学,实践“爱国、砺品、惠学、立人、报国”的精神元素。以“小问号”项目撬动儿童学习方式变革,以数字化赋能科学教育。学校从空间拓展、课堂重构、课程创新等维度,重构儿童学习支持系统,以个性化、混龄等学习方式激发与引爆儿童的好奇与创想。1空间拓展,让学习随时随地发生现在的学生是信息时代的“原住民”,数字化已经融入他们的生活,顺应才能更好地发展和成就他们。开展科学教育,学校最理性的选择就是实现信息技术从学习工具到学习方式的转变,自然融入育人过程。一是场景化、生动化:“小问号”随时发生。思考需要有适合的环境。姜堰实小以“今天你想了吗”的墙面文化浸润学生,注重环境育人,培养学生“问学”的习惯和能力。在借鉴“墙洞实验”学习模式和场景的基础上,开展年级“问号墙”、班级“问号角”建设,设立“你问”“我答”“反复求证”3个板块。年级好问题由各班级“问号角”推送,集团层面分年级评选月度好问题和好方案。为方便学生自主探索,各校区设立求证查阅区,学生借助一组电脑、一架好书,线上线下、混龄学习自然发生。“问号墙”从实体逐渐走向虚拟,围绕核心问题跨校区线上探究学习发生:“营养午餐菜单”长什么样?A4纸上的种植,时间久了水质变差有异味,怎么办?如何增加“童心园”的科技味,使其更具体验性、互动性与时代感?这些真实问题都成为学生探究学习的资源。二是家庭化、泛在化:“小问号”随处发生。家庭教育与学校教育是互为补充的关系,在科学教育上亦然。学校通过建构虚拟空间,即“家庭实验室”,以生活为媒介,以学习定义作业,优化调整学生作业方式和作业结构,打通学习与生活的壁垒。科学学科中心组教师依托科学教材,每周围绕一个项目主题(包含3—4个小实验)推送系列实验资源包。学生在家庭进行实验的过程中,通过视频录制的方式记录。教师通过观看视频了解学生“家庭实验室”自主实验情况,并进行线上点评和指导,从实验材料、实验步骤、实验现象到实验原理分析,以及实验操作的小细节,鼓励学生进行相关主题的延伸探究,从验证性实验向探究性实验转变,培养学生的质疑精神和批判性思维。对于一些个性化的问题,可以通过即时连线的方式给予帮助。此外,学生以视频记录个人实验过程,线上学习社群之间互相交流实验的现象及成败原因。在信息技术支持下的“家庭实验室”里,学生可以像科学家一样去探究,去思考,去创造,实验过程的可反复顺应了学生个体学习的差异性,有助于呵护儿童的好奇心与自信心。2课堂重构,以问题驱动思维进阶姜堰实小依托国家级“融改实验”项目的区域顶层设计,积极探索“M—IT”课堂(M即意义性学习,IT即信息技术)。实践之中,逐渐形成了姜堰实小“立人∙小问号”科学课堂的基本模式:预学存疑质疑—任务导学问学—自主合作探究—展示交流提升—生长疑问。一是重构学习流程,让儿童学习始于疑长于疑。科学学科由于专职教师紧缺,学校借力“国家中小学智慧平台—江苏中小学智慧课堂(名师空中课堂)”和教材配套软件,与校本线下课堂双线并进,推进科学“双师”课堂。具体来说,科学专职教师筛选、整合“名师空中课堂”“软件资源”的内容,作为学生“先行学习”材料,即学生课前自我预习的学习材料和资源。课堂上,任课教师推进“交互学习”环节,在“核心问题(任务)”驱动引领下,教师组织小组研讨、展示评析、得出结论。课后,“后续学习”环节主要是拓展性、思辨式学习,生成具有儿童特点的问题。以《海洋》一课为例。预学环节,教师给学生推送预学资源包,并将教材交流、阅读两个板块设计为预学任务:借助资源包,说说你对海洋的了解;说说海水为什么不能直接饮用。在交互学习阶段,专职教师牵头组织共性的教学资源,将教材中动手实验板块设计为小组学习任务,包括多项实验,如根据要求做一做,比较海水与淡水,了解海水又苦又咸的原因;思考原因后,结合教师提供的实验素材,制作简易海水淡化装置等。二是“小问号”引路,让会思考成为儿童“附带学习”。“立人∙小问号”课堂,教师是资源信息的推送者、学习的陪伴者,是儿童学习任务的设计者、学习支架的建构者,教师用课程意识,以结构化的系统性思维整合信息技术、学习素材,创生适合儿童的学习历程,释放儿童的好奇心与创想力。还以《海洋》学习为例。交互学习环节,旨在通过动手操作、观察记录实验现象,引发学生的思考,实现“做中思”。活动结束,教师追问:海水又苦又咸,转化为淡水又复杂,那么海洋和海水对于人类有价值吗?问题指向矫正学生非此即彼的二元对立思维,培养学生的审辩式思维。问题驱动学生进入新的学习历程,海洋是人类宝贵的资源库的认知自然形成。课堂不止于此,教师再次追问:你知道淡水资源稀缺地区人们的生活状况如何吗?我们能做什么?这样的课堂教学,思考贯穿儿童学习的全过程,会思考成为儿童宝贵的学习品质。3课程创新,促进儿童兴趣成为志趣做好科学教育加法,推动科学教育发展,抓手在课程,根本指向是培养孩子的科学精神。姜堰实小结合校区实际,鼓励实施课程定制,以课程的丰富性探寻儿童的可能性。首先是课程定制育志激趣。北街北校区通过线上线下了解孩子的个性特长、兴趣爱好,并面向教师、家长、社会仁人志士“众筹”课程资源后,每周三下午开设定制的科技社团课程、课后服务课程。目前,形成了“三阶六类”课程:一阶,如“NO BUG”编程、乐高拼搭,主要面向一年级学生;二阶,如编程,主要通过Scratch、Python两个模块的学习,支持儿童了解编程语言,并能够简单应用,实现人、机对话,面向二年级学生;三阶,车模、航模和乐高机器人课程,面向三至六年级学生,让学生了解机械工程原理,培养学生对航天航空的兴趣,在做中学,做中思。“三阶六类”课程定制,引导学生从兴趣到志趣。学校航模社团于芮沣说自参加社团以来,自己经常会利用双休日在网上查阅关于飞机的资料,包括飞机构件、飞机型号、飞行原理以及飞机发展史,并立志当一名飞行员,让“中国儿童号”飞得更高、飞得更远! 其次是课程定制育才砺品。罗塘校区开设“游学正品”课程,面向喜欢摄影、喜欢写作、喜欢动手的学生形成课程菜单,顺应学生的个体差异性,培养独特的每一个。课程以“红色人文之旅、绿色自然之旅、蓝色科技之旅”为游学路径,以“镜头下的美、笔尖下的感动、指尖上的神奇”为主题,统领设计。镜头下的美,让学生用镜头寻找自然之美、人文之美、科技之美,借助于技术和艺术,创造美、记录美。笔尖下的感动,让学生用文字触摸生活、校园、社会乃至国家层面的人和事,寻找感动的人、感动的事、震撼的科技,在文字里温润情感,砥砺品格,立志报国;指尖上的神奇,以“创客实验室”为载体,让学生将自己的奇思妙想变成作品,体验3D打印之神奇,感受科技之奇妙。“小问号”,隐喻其儿童性,符合小学生的年龄特征;也指“问”的低起点、大空间和自由性,一切皆可问。让“问学”之风在校园盛行。“小问号”,是以信息技术赋能科学教育实践探索的一个微景观,但是“小问号”能折射出“大风景”,激发出“大作为”,我们还将继续深耕,在教育数字化转型的道路上,夯实中小学科学教育的学校主阵地。(作者系全国政协委员、江苏省泰州市姜堰区实验小学教育集团校长)专家点评以“人如何学习”为核心 推进学校科学教育改革魏锡源学校是科学教育的主阵地,对培养拔尖创新人才、推进科技自立自强、建设教育强国具有战略支撑作用。2023年5月,教育部等十八部门联合印发的《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》强调,推动中小学科学教育学校主阵地与社会大课堂有机衔接。经过几年的探索,江苏省泰州市姜堰区实验小学利用数字化,探索开展科学教育的新模式。从育人内容上看,姜堰实小以多样化的科学类课程与活动为主渠道实施科学教育。学校通过课程定制的探索,以“众筹”的方式,形成“三阶六类”课程,充分考虑了儿童的认知水平和能力特点,设计和遴选周三下午的社团课程、课后服务课程,通过数字化手段开展科技活动和科学教育,达到育志激趣、育才砺品的育人目标。这也体现了,该校的科学教育更加重视科学价值与人文价值的统一,“向内”塑造人的品性,使人理解自身、文化与行为的关联,从而负责任地创新。从育人空间上看,姜堰实小实现了跨时空的沉浸式科学教育。学校有“问号墙”“问号角”,家里设有“家庭实验室”,使科学教育可以时时发生、处处发生。在数字化支持下实现的学习场景化、生动化,线上线下、混龄学习的方式,进一步挖掘了跨空间的科学教育对培养儿童及青少年的科学兴趣、厚植科学文化等方面的重要价值。同时,数字化将家庭教育和学校教育有机融合,尊重学生个体学习的差异性,这也是学校育人的追求方向。从育人成效上看,姜堰实小实现了学生个人科学素养与社会行动的共同改善。利用数字化技术,为学生提供开展家庭实验资源包、数字化学习资源、教师在线的实时指导等为科学教育落实提供助力,也在无形中为家庭教育科学开展提供了路径。同时,教学方式的重构对教师团队提出了很高的要求,教师成为儿童学习任务的设计者、学习支架的建构者,倒逼教师思维发展、专业能力提升。以科学教育为载体、数字化为手段的校家社协同育人模式,成为该校科学教育的“金名片”。在科教兴国和“双减”政策背景下,学校如何结合自身实际情况开展青少年科技教育,探索青少年科学素质培养的新模式、新方法,为青少年提供更多生动有趣且行之有效的科技实践活动,在实践中提升青少年的科学素质进而实现创新后备人才的培养,是每所中小学亟须思考、实践并落实的问题。姜堰实小基于儿童立场,创生实践激发和引爆儿童好奇与创想的项目——“小问号”,让我们看到了数字化赋能科学教育带来的育人内容、育人时空和育人成效的改变,让我们携起手来,在教育“双减”中做好科学教育加法,激发青少年的好奇心、想象力、探求欲。(作者:高金凤系江苏省电化教育馆馆长)

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