■苏州大学 王伟群

获奖成果信息

成果名称：《3.3.3科学教育新模式——科学教育综合改革实践探索二十年》

奖级：2022年国家级教学成果奖二等奖

负责人：朱永新

共同完成人：郝京华、王伟群、杨帆、仇丽君、许新海

随着我国综合实力日益增强，进一步加强、完善科学教育的呼声日益高涨。目前，学校、社会、家庭三方的科学教育资源没有形成合力，以科学概念为逻辑框架编制的课程缺乏工程技术教育，科学实践、科学阅读、科学写作的整合鲜有研究。在此背景下，各种科学教育改革探索层出不穷，新教育实验也是积极的探索者之一。

解决问题的过程

朱永新教授带领新教育实验科学教育研究团队，用了20年时间，探索形成了“3.3.3科学教育新模式”。

实践初探阶段（2000年—2007年）。

2000年，朱永新教授提出理想的科学教育“应该具有开放性，注重实践性，与生活相联系，与社会相沟通”。我们对苏南地区理科基础教育现状及改革作了深入调查，提出把活动课程与学科课程有机结合是实现在科学教育中渗透技术教育的有效途径。时任江苏省南通市海门区东洲小学校长的许新海尝试将部分科学课搬到校外，在名为“地球村”的一块空地上让学生种植、观察、收获、研究各种植物，将科学课程与综合实践活动课程有机整合。郝京华教授对这一探索方向给予高度认可，并在时隔20年的两篇文章中点评这一改革举措，同时在主编的小学《科学》中，通过强化科学探究过程技能，使之在教材中专门化、显性化。

理论梳理阶段（2008年-2017年）。

随着新教育实验的发展，朱永新教授提出，卓越课程要以国家课程、地方课程、校本课程为基础，对教材进行二次开发和新的整合与创造，“在课程实施过程中带领学生经历体验、合作探究，建立知识与世界、与自我的内在联系，将所有与知识的相遇转化为智慧，从而使师生生命更加丰盈”。

这一阶段，团队成员开始关注如何整合校内外的科学教育资源，并依托这些资源开发科技课程。如通过与校外科技场馆、博物馆合作研发课程。开发的“全经验”课程“亲近自然”版块设计了从简单事件“找过自然界的三种岩石”到复杂事件“观察过十天的月相”等一系列活动。2018年“科学教育行动案例叙事评选活动”参赛的152篇论文，是全国各地实验学校结合中华文化、属地资源和学校资源开发特色性、综合性、实践性课程的缩影。

提升推广阶段（2018年—2022年）。

2018年，朱永新教授在新教育实验年会上作了题为《科学之光照亮求真创新之路》的报告，明确提出“科学教育是幸福完整的教育生活的重要组成部分，是以求真和创新为宗旨，以培养并提升科学素养为目标，以学校教育、家庭教育、社会教育多方合力，通过做中学、读中悟、写中思的方法进行教育，帮助学生学习科学知识，树立科学观念，养成科学思维，掌握科学方法，发展提出问题与解决问题的能力，形成科学精神与社会责任感”。

在这一阶段，我们带领一线教师在各校校本课程的基础上开发了一系列科技馆课程、家庭科学课程、科技类项目学习课程。其中科技类项目课程及“小小机械工程师”课程受北京联想、昌明教育等公益基金资助，开设到全国20个省市50多所学校。

成果的主要内容

提出“构建科学教育合力”的理念。

2019年出版的《新科学教育论纲》是团队20年来在科学教育理论探索层面所取得的成果，明确提出科学是一种以求真、创新为最主要特征的文化。基于科学文化的社会性、实证性、逻辑性、创新性、开放性等特征，以及科学素养的复杂性、高阶性、人性化、社会化等特点，主张坚持科学与人文结合、动手与动脑结合、分科和融合结合、校内和校外结合、传统与现代结合、全体和个体结合的原则，凝聚科学教育合力。

构建“3.3.3科学教育新模式”。

第一个3，整合学校、家庭、社会三方资源，探讨不同场域科学教育资源的开发。

知识、思维、态度、行为与学习环境密不可分，不同的学习环境带来的学习效果各不相同。科学教育要突破学校、课堂单一的时空界限，以科学素养为纽带，设计不同场域课程，发挥社会、家庭各自的情境优势，实现正式环境和非正式环境下科学学习的统一。

为了解决教师或家长不会利用科技馆、自然与家庭中的科学教育资源的问题，团队采取设计“学习单”的方式让教师和家长“按图索骥”。如“海洋馆”课程学习单引导孩子如何观察、如何记录、如何归纳；“亲近自然”必做的事之一是“观察过十天的月相”，学习单既帮助孩子制订观察计划，也教孩子记录月相的方法，引导他们分享和思考，发现问题，作出合理解释。

第二个3，开发嵌入式科学课程、项目式科技课程、非项目式科技课程，探讨多元工程技术教育课程的编写思路。

认识科学与工程技术无论在内涵、对象，还是在过程、结果都有很大差异，团队研发了工程素养的结构图。其设计理念是：工程素养是现代社会每一个公民都应具有的素养，工程技术教育旨在使学生开阔科技视野，提升高阶思维水平，提高解决问题的能力。

基于工程素养结构图，我们提出强化工程技术教育的课程改进建议：

嵌入式科学课程——在以科学知识为逻辑主线的国家科学课程中，逐层递进地嵌入“科学探究”与“工程实践”专项学习，区分科学与工程技术。

项目式科技课程——用工程设计的流程——“项目背景、明确问题、前期研究、设计方案、制作改进、交流反思”编写的长周期项目课程。

非项目式科技课程——针对小学生的特点，设计了更适合他们的工程技术课程，如以“拆、探、仿、创”为基本结构的“小小机械工程师”等。

第三个3，践行“做中学、读中悟、写中思”三者合一，探讨科学探究实践的主要方法。

为促使学生在科技教学活动中进行深度认知加工，本成果提出的科学教育方式不仅有科学实践的“做中学”，还有科学阅读的“读中悟”，科学写作的“写中思”。

做中学：以让学生自己设计实验、设计工程的方式强化“非良构”（探究路径不清，结果没法预期）探究。为了防止学生出现“卡顿”现象，搭建脚手架、“技能坊”等启发学生思考，解决探究中的“拦路虎”。

读中悟：强化科学阅读。如在项目学习中要求学生按照科学探究或工程设计的流程要素抽象出故事中的科学家、工程师工作的关键做法以效仿。

写中思：要求撰写文献阅读笔记、实验设计、实验报告、工程概要、工程设计、工程报告书等，强化科学写作。

打造家校合作共育的课程资源平台。

借助新教育的网络平台，打破时空的界限，将科学教育主张、积累了多年的科学教育短视频等资源，纳入相应的内容板块，以教育资源的数字化转型，改变师生行走方式和教育生态。在新科学教育研究所网络平台，提供基于学校、家庭、社会资源开发的各类校本课程和名师云课堂，进行教师培训。在新教育APP的未来学习中心，展示以纸、水、气球等低成本材料开发科学小实验、小制作的双师科技课程，教师或家长只要准备相应的材料，就可带着学生跟着视频中的教师开展科技活动。

为进一步整合科学教育资源，团队还研发数学、物理、化学等各学科的师生阅读书目及导赏，研发了航空航天、地球科学等领域项目式学习的阅读书目及样例，引导学生整合科学阅读、科学实践和科学写作进行项目式学习。

探索“合作、共享、发展”的实践路径。

本成果许多项目的研发是由教育专家顶层设计，一线教师和行业专家共同研发，一线科学教师团队共同执行并进行效果检验的。由此建立了多个教师工作室，培养了许多种子教师，促进了科学教师的专业发展，成就了一大批优秀科学教师。

参与本成果实践的地区或学校，不仅在当地发挥了重要的示范作用，也在全国产生了更为广泛的影响。

本成果创新之处

找到多场域科学教育资源整合的方法。

用系统思维的方法将资源开发结构化。主要的方法是以科学素养为纽带，用“科学大概念、科学探究”作为自然学校、科技馆课程、家庭课程设计的顶层框架，以科学素养四个维度作为课程深度研发的思维工具，保证科学教育目标的一致和资源利用的充分。

构建义务教育阶段学生工程素养结构。

提出指向普通人应该具有的工程素养，包括工程技术本体认知、通用性工程技能、工程设计流程、工程思维。旨在帮助学生认识科学技术与社会的关系，培养动手实践能力、问题解决能力与高阶思维能力。

创造多种科技类课程设计新样态。

研发了多种体现STEM精神又有所超越的科技类课程，嵌入式科技课程、项目式科技课程、非项目式科技课程。其中非项目式科技课程的开发充分考虑到小学生知识和技能有限的特点，独辟蹊径。

“3.3.3科学教育新模式”基于新的科学教育理念，与高校和中小学合作，进行了20多年的科学教育综合改革的研究和实践。理论研究和教学实践互相促进，方案不断成熟，影响日益深远。