科学素养取向的小学科创教育主题活动范式
(四川省人民政府2021年基础教育教学成果二等奖)
完成单位:富顺县华英实验学校
完成人:彭英 舒天文 郭涛 林元容 罗军毅 叶顶川
成果来源:2017年度四川省教育科研资助金项目重点课题
一、成果解决的主要问题
(一)解决了科创活动核心价值的认识问题
当前的小学科创活动,大多流于形式、内容浅层、主题泛化、主旨不明,未能充分聚焦科学素养价值取向。本成果认识到主题活动的育人价值主要在于培养学生科学素养。
(二)解决了科创活动育人方式的优选问题
小学阶段,科学课不能完全承担培养学生科学素养的重任;其它学科虽有相关内容,但价值取向不明、教学内容零散、教育效能矮化。本成果实践证明,主题鲜明、序列合理的活动,是学校有目的、有计划实施科创教育的优选方式。
(三)解决了科创活动操作范式的建构问题
现行小学科创教育缺乏成体系、可操作的活动策略。本成果“四主题三阶段”的主题活动序列和五步流程,解决了在小学有效开展科创活动的范式问题。
(四)解决了科创活动评价标准的设计问题
当前小学科创教育活动,无科学的评价标准,导致活动单一片面、近于功利,本成果推出的四维评价体系,为小学科创教育主题活动提供了评价标准。
二、成果形成的过程
(一)单一主题活动阶段(2005年—2011年)
从2005年起,学下以科技创新大赛为导向开展科创活动,主要围绕“绿色”主题开展活动,此阶段活动主题较为单一。
(二)序列主题活动阶段(2013—2016年)
借助县级课题《小学科技创新教育》研究,开展多主题科创活动。
(三)主题活动范式建构阶段(2017—2020年)
以省级重点课题《基于核心素养的小学科技创新教育实践研究》为抓手,聚焦学生科学素养,探索适合小学的多元科创主题活动序列。
(四)成果形成与推广交流阶段(2020-2021年)
2020年,省级课题结题,形成《基于核心素养的小学科技创新“场教育”策略》,获自贡市人民政府教学成果二等奖,在市内外多层级交流推广,进一步提炼形成本成果。
三、成果的主要内容
(一)理性认识成果
1.发掘了科创主题活动的育人价值:激发兴趣,厚植情感;建构知识,增长技能;发展思维,锤炼能力;生成价值,培育精神。
2.建立了主题活动培养科学素养的三个主张:高质量的科创活动范式是培养小学生科学素养的基本前提和重要载体;素养导向是科创主题活动的核心价值诉求;提出了开展科创主题活动应坚持的四个原则:愿景激发、问题导引、探究体验、生成共享。
(二)实践操作成果
本成果即科学素养取向的小学科创教育主题活动范式,包括一个核心、四个模型、五步流程、一套评价。一个核心是指活动价值取向聚焦培育学生科学素养;四个模型是指适合小学的四类主题活动;五步流程是指科创活动常采用的五个步骤;一套评价是指包含学生科学素养四个维度的评价体系。

1.四个模型
课题组确定绿色环保、智慧生活、地方文化、智能未来等四个主题的科创活动,并按低、中、高段有计划、有步骤地推进,形成具有校本特色的“四主题三阶段”活动序列。
(1)绿色环保主题
聚焦生态环保,为科创活动植入绿色的“芯”。低段关注激趣,中段体现参与,高段重在探究,让学生受到绿色熏陶和科学启蒙。

(2)智慧生活主题
引导学生关注校内、校外以及社会生活,从中发现问题、提出问题、研究并解决问题。低段起于观察发现,中段参与实践研究,高段探究发明创造。
(3)地方文化主题
针对本地的自然景观、人文建筑、风土人情等内容开展现象调查和科学考察。低段了解、体验家乡的风土人情,中段学习用科学的方法调查分析,高段通过研究形成调查报告。

(4)智能未来主题
一方面引导学生了解人工智能,用信息技术手段实现智能生活;另一方面引导学生探秘太空宇宙、关注航天潜海,从小胸怀世界、放眼未来。

2.五步流程
课题组总结出开展科创活动的五步流程:科学选题-猜想假设-检验求证-得出结论-应用推广。

(1)科学选题。选题注意新颖性、先进性、教育性、可行性、全面性,可以借他人作品、自己的兴趣和专长、熟悉的社会实践、热门或焦点问题等角度选题,灵活运用提出希望选题、补偿感官选题、列举缺点选题等方法。
(2)猜想假设。引导学生根据已有的知识和生活经验进行猜想,对原因或结果做出假设。
(3)检验求证。设计实施方案和计划并实施,灵活调整方案或者进行新的研究。
(4)得出结论。对实验现象和数据进行分析,得出研究结论。
(5)应用推广。将成果进行应用和推广交流。
3.一套评价
立足评价在学生科学素养培育过程中的发现、诊断、激发和增值功能,评价注重科学,关注本质回归,突出育人效能。采用形成性评价,坚持素养导向,注重四个方面:一是基于目标和任务驱动,首先关注活动的目标定位;二是基于证据,注重过程性证据的收集、培育和整理;三是基于差异开发,尊重学生个性,一生一评,因人而异选定评价重点和指标;四是基于成果再现,注重成果分享,过程中不断完善和提升。课题组探索出“四维三段”评价标准。此标准基于科学素养,从兴趣与情感、知识与能力、思维与方法、价值与精神等四个维度分年段对学生进行定量和定性评价(见下图)。


(三)物化成果
1.专著《环境教育学科同步渗透教学设计》由科学出版社出版,现为西华师范大学国培教材。
2.论文集《给儿童播撒下科技创新的种子》。
3.专题资源有系列校本教材《小创客·大视界》,包括科学研究、科技发明、科幻画等领域;科创教育PPT集《创新之翼》;画册《小太阳·大光芒——科创成果》;作品展架《闪亮的足迹》50余;典型作品《自贡市城镇化建设中乡愁元素集锦》等。
四、成果应用及效果
(一)成果的应用
本成果先后在市内外数十所学校应用,在北京师范大学、西华师范大学等交流。相关成果获省二等奖2项、三等奖2项,市教学成果一等奖2项、二等奖1项。
(二)成果产生的效益
1.学生科学素养普遍获得了优质生长。学生的科学兴趣得到激发,科学知识和能力得到增长,科学精神和价值观得到培养。16年来,获青少年科技创新大赛全国奖9项、省级奖113项,“市长奖”28项,8名学生被聘为中国少年科学院“小院士”。

2.科学素养教育理念融入教师立德树人的思想和行为。教师科技教育水平得到提升,30余名教师被评为中国少年科学院“全国优秀科技教师”,主研舒天文被评为四川省“十佳优秀科技教师”,领衔富顺县科技创新名师工作室。
3.依托主题活动的科创教育“场”在学校形成。学校全员、全面、全程开展科创主题教育活动,建构了一个主题鲜明的科创活动序列,一个全时空、立体化的科创教育“场”在学校形成。
4.学校科创教育成果产生了较为广泛的辐射影响力。省内11个市(州)专家同行2000余人次到校观摩,省政协副主席陈放、省科协副主席经戈等领导到校专题调研,中国教育电视台、四川新闻网等媒体也进行了报道。
五、成果的创新点与不足
(一)成果创新点
1.发掘了科创主题活动的育人价值。针对学校科创活动育人价值不明确的问题,探明了科创教育主题活动的重要价值取向在于发展学生科学素养。
2.创建了科创教育主题活动的实践范式。针对科创活动缺少系统资源的问题,创建了较完善、可操作的“四主题三阶段”科创教育主题活动实践范式和活动实施的五步流程。
3.构建了科创主题活动中取向科学素养的评价体系。基于科学素养的内涵,建构了一套取向培育科学素养的“四维三段”评价标准。
(二)研究不足和下一阶段研究设想
一是融合创客教育、STEM教育,丰富科创活动内容和形式;二是不断学习反思,优化学校科创活动体系;三是争取专家指导,提升科创主题活动品质。
撰稿人:舒天文
审核人:陈 洪