“一平方米”點燃科學探究火種

桐琴鎮(zhèn)中心小學的“一平方米”實驗室把科學實驗的主人公地位交還給學生。圖為學生在實驗室中自主安裝酒精蒸餾裝置。 學校供圖

學生們在探究蛇擺的振動規(guī)律。 學校供圖

　　浙江省武義縣桐琴鎮(zhèn)中心小學以強化實驗教學為抓手，探索在班級、學校、家庭、社區(qū)開發(fā)“一平方米”微型實驗空間。學校以“趣·思·創(chuàng)”為導向，建設集興趣激發(fā)、思維引導和創(chuàng)新實踐于一體的“一平方米”實驗場體系，形成全方位、全鏈條、全過程遞進式提升學生科學探究能力的科學教育新模式。

　　開發(fā)“一平方米”科學實驗場，創(chuàng)設“遞進式”思維培養(yǎng)鏈

　　《義務教育科學課程標準（2022年版）》明確提出，倡導以探究和實踐為主的多樣化學習方式，讓學生在主動參與、動手動腦、積極體驗中經(jīng)歷科學探究和技術工程實踐的全過程?；谶@一理念，學校以激發(fā)學生興趣為起點，以培養(yǎng)科學思維為核心，以提升創(chuàng)新能力為目標，構建“激趣·引思·創(chuàng)新”的遞進式實驗思維培養(yǎng)鏈條。在這一鏈條中，問題由學生提出，思路由學生探討，答案由學生解決，實現(xiàn)從興趣到思維再到創(chuàng)新的層層遞進，讓學生在科學的世界中發(fā)現(xiàn)樂趣、啟發(fā)思維、迸發(fā)靈感。

　　學校在班級、學校、家庭和社區(qū)等場所開設若干“一平方米”的“微型實驗室”。這些“微型實驗室”沒有精良的設備，不同場所的“微型實驗室”可利用的資源不同，對學生的能力培養(yǎng)有不同側重：班級實驗場側重激發(fā)興趣，學校實驗場側重自主探究，家社實驗場側重創(chuàng)新實踐。

　　班級“童趣”實驗場：小學生好奇心強，學校通過“一午間”問題會、“一平方米”問題墻、“一周榜”解惑家等活動，捕捉學生有價值的提問?？迫谓處熋恐馨才乓还?jié)午間自習課，讓學生將一周以來在生活中發(fā)現(xiàn)的科學問題進行小組分享，篩選有研究價值的問題，匯總并上傳至數(shù)據(jù)庫。學生可利用學校的電子班牌和人工智能問答系統(tǒng)，尋求疑問解析，學習相關原理。在人工智能的幫助下，學生通過互動問答能快速理解和掌握一些簡單的問題，而復雜且有價值的研究問題會通過系統(tǒng)上傳至學?？蒲兄行牡臄?shù)據(jù)庫，展示在學校的問題墻上。學校科研中心的后臺將有價值的問題整理后發(fā)布到“石榴籽”線上平臺，鼓勵學生大膽提出猜想與假設。為激發(fā)學生參與，學校設立“一周解答排行榜”，根據(jù)解答數(shù)量與質量，評選“一周解惑家”并提出表揚，教師還可以根據(jù)學生回答的合理性給予特色獎章獎勵。

　　學校“童思”實驗場：學?？苿?chuàng)中心“一平方米”實驗室配備一定數(shù)量的實驗器材，供學生操作實驗，開展自主探究。學生組成科研團隊，模仿教師課堂實驗或教材實驗過程，進行主題下的自主實驗設計，完成實驗并形成最終的實驗報告。學校組織專家對實驗設計進行評審，提出修改意見，糾正實驗的不合理之處。學校為每一個實驗團隊配備具有專業(yè)知識的導師，指導學生進行操作，記錄和分析數(shù)據(jù)。實驗結束后，實驗團隊對實驗結果進行整理，學校組織專家對成果進行評定，并在科技節(jié)、科學小論壇等活動中進行展示，提升學生成就感。除科創(chuàng)實驗室外，學校還在農(nóng)場、花壇、植物園等處開辟了“一平方米”實驗農(nóng)田、“一平方米”實驗花田、“一平方米”實驗林園等，供學生進行生態(tài)實驗。

　　家庭“童創(chuàng)”實驗場：學?？茖W組緊扣家庭實驗“選材簡單、操作有趣”的特點，設計“爬升”的水、自動綻開的“花”等生活化項目小實驗。家庭實驗由于準備材料和操作方式不統(tǒng)一，往往會導致不同的實驗結果，這也成為學生后續(xù)改進實驗的邏輯基點。學校收集成功率高、材料準備與實驗步驟翔實的學生實驗，制作成實驗手冊，為家庭實驗創(chuàng)新提供源源不斷的思路與動力。

　　社區(qū)“童創(chuàng)”實驗場：學校借助周邊智能高新企業(yè)、科研機構和社區(qū)的力量，通過主題探究活動，提升學生合作能力與社會責任感。學校基于當?shù)匚褰甬a(chǎn)業(yè)與蜜梨種植業(yè)，在校外建立智能家居“一平方米”實驗室、蜜梨主題勞動“一平方米”實驗室等特色實驗站，讓學生感受工業(yè)科技的快速變革。同時學校與高新企業(yè)、青少年宮、政府部門等合作，引進專業(yè)導師資源，通過流動科技館、紅領巾農(nóng)場等為學生提供專業(yè)化資源平臺。學生以少先隊社區(qū)實踐的形式將實驗成果帶進社區(qū)、走入企業(yè)，在宣傳作品的同時加深對“科學改變生活”的認知，提升社會責任感。

　　家校社協(xié)同，建立實驗場聯(lián)結路徑和科學素養(yǎng)評價體系

　　學校建立以學生為主體、家校社互銜互嵌的“趣·思·創(chuàng)”的科學實驗場域聯(lián)結路徑，形成“班級激趣”“學校引思”“家社創(chuàng)新”的探究鏈。學生結合課堂學習的科學知識與生活經(jīng)驗，對在“童思”實驗場產(chǎn)生的問題進行合理猜想與假設；在導師協(xié)助下，學生根據(jù)選擇的問題組建小團隊，設計實驗并在學校“一平方米”實驗場開展實驗探究，論證猜想；在前兩階段形成的提問、猜想、設計實驗等能力基礎上，學生將成果帶入樓道、社區(qū)，在家社“一平方米”實驗場利用科技成果為生活帶來改變。在此過程中，學生獲得了更多的理論學習與創(chuàng)新實踐的機會，在真實情境中提升了科學素養(yǎng)。

　　為確保實驗場的正常運作與聯(lián)結，學校充分挖掘校內特長教師、職工，校外企業(yè)專業(yè)技術人員、家長資源，聘請有技術、懂科學的人員作為學生實驗指導老師。學校對實驗場進行分類，從實驗條件、成效、成果等維度進行評比，激勵參與實驗的學生以及指導導師，以此加強各實驗場建設。

　　學校從科學觀念、科學思維、探究實踐、態(tài)度責任四個維度建立學生科學素養(yǎng)評價體系。這一評價體系有三個特點：一是形式多元，采用成果展示、檔案記錄、實驗日志等方式，做好實驗項目的收納與整理；二是主體多元，校內外教師、聘請的專家導師、家委會代表、學生代表共同參與評價，通過不同視角看學生的科創(chuàng)作品；三是角度多維，學校組織學生自評與互評，從作品實用性、美觀程度、社會價值等不同角度審視作品。

　　學?！耙黄椒矫住蔽⑿蛯嶒灴臻g與“一平方米”實驗場體系的開辟與建設，讓學生在參與科研的過程中愛上實驗、愛上科學，為中小學科學教育多場域實驗場建設積累了經(jīng)驗。

　　（作者單位：浙江省武義縣桐琴鎮(zhèn)中心小學）

《中國教育報》2025年06月30日 第06版