“科學(xué)素養(yǎng)課程”的設(shè)計(jì)與建設(shè)

文 | 遷安市教育局 楊曉剛 宋京春

“科學(xué)素養(yǎng)課程”的設(shè)計(jì)與建設(shè)

文 | 遷安市教育局 楊曉剛 宋京春

培養(yǎng)兼具人文底蘊(yùn)與科學(xué)素養(yǎng)的現(xiàn)代公民是我校的育人目標(biāo)。近期，我校規(guī)劃建立了約400平方米科技創(chuàng)新空間——“創(chuàng)客谷”，以用于“科學(xué)素養(yǎng)課程”教學(xué)的開展。

而如何規(guī)劃、設(shè)計(jì)，才能既滿足3—6年的開放普及型課程，又滿足有特殊需求兒童的拓展型課程，既參照設(shè)備廠家提供的思路，又能凸顯學(xué)校教學(xué)理念，這些都需要在前期借助理論進(jìn)行可行性的分析。

一、資料搜集與學(xué)習(xí)

首先，我們搜集了相關(guān)資料和書籍進(jìn)行研讀。

課程類。鐘啟泉的《課程論》、楊明全的《課程概論》、波斯納的《課程分析》、胡惠閔的《課程編制指南》、泰勒的《課程原理》、施良方的《課程論》中關(guān)于分科課程與整合課程、活動(dòng)課程與科學(xué)課程的內(nèi)容，威金頓的“狐火課題”等。

教育哲學(xué)類。杜威在《民主主義與教育》《杜威學(xué)校》關(guān)于“做中學(xué)”及作業(yè)的論述內(nèi)容。杜威認(rèn)為，要營造兒童的學(xué)習(xí)環(huán)境，就把社會(huì)上的一切對(duì)兒童有益的東西引入學(xué)校創(chuàng)設(shè)情境，讓兒童在熟悉的學(xué)習(xí)中去操作、體會(huì)，在真實(shí)的情境中學(xué)習(xí)語言、數(shù)學(xué)、藝術(shù)。

創(chuàng)客與STEAM類。《中國創(chuàng)客教育藍(lán)皮書》《創(chuàng)客：新工業(yè)革命》等。我們從中了解創(chuàng)客教育、STEAM的設(shè)置目的、課程實(shí)施與評(píng)價(jià)，并從多種期刊文獻(xiàn)中搜集學(xué)習(xí)國外創(chuàng)客、項(xiàng)目學(xué)習(xí)的案例和經(jīng)驗(yàn)。

二、理論可行性分析

從課程論的角度，我校的“創(chuàng)客谷”秉承的“STEAM”新教育理念本質(zhì)是什么，能否有效落實(shí)“科學(xué)素養(yǎng)”的目標(biāo)，學(xué)校在設(shè)置包含科技內(nèi)容的課程體系、開設(shè)“基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的STEAM”課程時(shí)如何才能達(dá)成教育目標(biāo)等等，這些都要在相關(guān)理論的支撐下進(jìn)行可行性分析。

（一）協(xié)調(diào)考慮分科與綜合，課程組織混合取向。

課程內(nèi)容的三種取向?yàn)閷W(xué)科知識(shí)、社會(huì)生活經(jīng)驗(yàn)、學(xué)習(xí)者經(jīng)驗(yàn)，三者各有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，其學(xué)科內(nèi)容的選擇均包含自然、社會(huì)、人的基礎(chǔ)知識(shí)、人認(rèn)知活動(dòng)方式的能力等領(lǐng)域。

學(xué)校在課程設(shè)計(jì)與實(shí)施的時(shí)候，主要考慮學(xué)科課程內(nèi)容和活動(dòng)課程內(nèi)容兩方面，學(xué)科內(nèi)容為學(xué)科的基本事實(shí)、概念、原理和方法；活動(dòng)課程主要是獲得直接經(jīng)驗(yàn)。課程內(nèi)容的選擇范圍主要是“知識(shí)與學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)”，因此，課程設(shè)計(jì)在選擇知識(shí)內(nèi)容的同時(shí)，一定要結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)背景、學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，為學(xué)生提供情境，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)者主動(dòng)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。

根據(jù)兒童的現(xiàn)實(shí)社會(huì)生活需要和兒童的社會(huì)性發(fā)展需要，杜威把這種經(jīng)驗(yàn)具體化為兒童的本能、興趣和動(dòng)機(jī)。他在《杜威學(xué)校》里總結(jié)出“兒童的天性和本能決定了兒童的動(dòng)機(jī)和興趣”。兒童的動(dòng)機(jī)和興趣具體體現(xiàn)為四類活動(dòng)課程：手工制作興趣、語言社交興趣、藝術(shù)興趣，研究與探索興趣。在這四個(gè)領(lǐng)域選擇活動(dòng)課程內(nèi)容，能夠?yàn)閮和峁┭芯颗c探索的途徑，從而界定出學(xué)校在課程內(nèi)容選擇時(shí)的原則和取向。

課程類型主要分為三類：一是分科課程與綜合課程；二是學(xué)科中心與學(xué)生經(jīng)驗(yàn)中心；三是工具類、知識(shí)類、技藝類課程。工具類指向語文、英語、數(shù)學(xué)學(xué)科，是學(xué)習(xí)其他學(xué)科的基礎(chǔ)；知識(shí)類指社會(huì)學(xué)科和自認(rèn)學(xué)科；技藝類指體育保健、藝術(shù)修養(yǎng)、社會(huì)生活、生存技能等。其中工具類和知識(shí)類為必修的核心課程，技藝類一般被認(rèn)為是依據(jù)學(xué)生興趣而提供的選修課程。

分科課程因?yàn)榭蚣芨綦x式的分門別類設(shè)置，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)校教育中可能只是獲得孤立的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，而生活中的問題不會(huì)打包進(jìn)入學(xué)科，這就阻礙學(xué)生整體經(jīng)驗(yàn)的獲得，不利于學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)生活中的問題。

但是，綜合課程“做中學(xué)”的課程設(shè)計(jì)模式即為綜合學(xué)習(xí)典型課例，課程通過作業(yè)作為聯(lián)結(jié)教材、社會(huì)、兒童的契合點(diǎn)，作業(yè)既以兒童為中心，又以社會(huì)為中心，促進(jìn)兒童在實(shí)踐中學(xué)習(xí)系統(tǒng)學(xué)科知識(shí)。然而，過分強(qiáng)調(diào)兒童、社會(huì)為中心，強(qiáng)調(diào)綜合學(xué)科的學(xué)習(xí)，又不利于兒童系統(tǒng)的學(xué)習(xí)學(xué)科知識(shí)體系。杜威在晚年時(shí)，回顧芝加哥杜威學(xué)校的實(shí)驗(yàn)時(shí)承認(rèn)：“要解決這個(gè)問題是非常困難的，我們并沒有解決好，而且永遠(yuǎn)不可能徹底解決”。

我們?cè)谶M(jìn)一步研究中發(fā)現(xiàn)，分科課程有利于基礎(chǔ)知識(shí)與技能的熟練掌握和運(yùn)用，綜合課程則能夠?yàn)榛A(chǔ)知識(shí)技能和高層次的學(xué)習(xí)提供機(jī)會(huì)。實(shí)際設(shè)計(jì)中，低年級(jí)對(duì)綜合學(xué)習(xí)感興趣，而隨著知識(shí)內(nèi)容邏輯體系嚴(yán)密性的增強(qiáng)，高年級(jí)綜合學(xué)習(xí)的難度加大。但隨著高年級(jí)學(xué)生能力經(jīng)驗(yàn)的提高，他們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決復(fù)雜問題的發(fā)展空間卻不斷加大。因此，在實(shí)踐中，應(yīng)該為學(xué)生提供適合他力所能及的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，達(dá)到國家課程標(biāo)準(zhǔn)的能力標(biāo)準(zhǔn)，并讓每個(gè)兒童的潛能優(yōu)勢(shì)得到發(fā)展，應(yīng)該做到課程板塊均衡設(shè)置，基礎(chǔ)知識(shí)板塊與培養(yǎng)高層次思維、個(gè)性發(fā)展相配合。

協(xié)調(diào)考慮分科與綜合，站在“綜合學(xué)習(xí)視野下的分科學(xué)習(xí)”角度設(shè)置混合取向的課程組織，協(xié)調(diào)設(shè)置綜合與分科、知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)、學(xué)科與活動(dòng)、必修與選修，更有利于學(xué)生全面而個(gè)性的發(fā)展。

（二）促進(jìn)兒童學(xué)習(xí)發(fā)生的唯一方法就是實(shí)踐。

從杜威在“學(xué)校與社會(huì)”“我的教育信條”中的論述可以看出，他所倡導(dǎo)的“教育即生活”“做中學(xué)”的精要所在是：促進(jìn)兒童學(xué)習(xí)發(fā)生的唯一方法就是實(shí)踐。

學(xué)校應(yīng)該成為一個(gè)小型社會(huì)，一個(gè)雛形的社會(huì)，通過引入不同形式的“作業(yè)”來使學(xué)校與生活相聯(lián)系，讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)完成社會(huì)化。這樣，一切學(xué)科就自然聯(lián)系起來了，學(xué)生按照社會(huì)所需要的能力進(jìn)行生長、發(fā)育，不是單一通過某一學(xué)科實(shí)現(xiàn)某種能力，而是根據(jù)兒童需要的能力，多學(xué)科統(tǒng)一，發(fā)展其所需能力的各個(gè)方面。把生活引向校園，創(chuàng)造兒童樂于學(xué)習(xí)的情境，引發(fā)兒童學(xué)習(xí)的熱情，從而喚醒兒童潛在的“幼芽”，主動(dòng)去學(xué)習(xí)。

（三）經(jīng)驗(yàn)教育的意義

喬治·波斯納的《課程分析》中提到，曾經(jīng)用了8年時(shí)間對(duì)1500名學(xué)生進(jìn)行了跟蹤調(diào)研，結(jié)果顯示，強(qiáng)調(diào)經(jīng)驗(yàn)教育的學(xué)生，在全面發(fā)展（如思考、社會(huì)適應(yīng)、生活主動(dòng)性等方面）方面比接受傳統(tǒng)教育的學(xué)生表現(xiàn)優(yōu)越得多。

自然主義教育思想家盧梭、生活教育思想家陶行知，以及后現(xiàn)代主義教育思想家多爾等人都強(qiáng)調(diào)“經(jīng)驗(yàn)”的生長價(jià)值和教育意義。

（四）《義務(wù)教育課程設(shè)置實(shí)驗(yàn)方案》

加強(qiáng)課程的綜合性。各門課程都應(yīng)重視學(xué)科知識(shí)、社會(huì)生活和學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的整合，改變課程過于強(qiáng)調(diào)學(xué)科本位的現(xiàn)象。使學(xué)生通過親身實(shí)踐，體驗(yàn)理解知識(shí)的產(chǎn)生、形成、發(fā)展過程，培養(yǎng)發(fā)展收集與處理信息的能力、綜合運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力以及交流與合作的能力，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感，并逐步形成創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力。

加強(qiáng)課程的選擇性。設(shè)置可供選擇的分科或綜合課程，提供各門課程課時(shí)的彈性比例和地方、學(xué)校自主開發(fā)或選用課程的空間，增強(qiáng)課程對(duì)地方、學(xué)校、學(xué)生的適應(yīng)性。

加強(qiáng)課程的生活化。改變單一的書本知識(shí)，給學(xué)生呈現(xiàn)生活中的經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生日常生活所必需的基本能力和生活態(tài)度。

（五）以項(xiàng)目組織的模式進(jìn)行

杜威說，課程只應(yīng)當(dāng)圍繞著那些能給個(gè)體帶來持續(xù)成長的情景展開，學(xué)生在參與有目的的活動(dòng)時(shí)（活動(dòng)一般以課題或項(xiàng)目出現(xiàn)）獲得經(jīng)驗(yàn)。課程的項(xiàng)目組織模式采取跨學(xué)科的形式，要求學(xué)生從幾個(gè)學(xué)科中獲得信息和技能，把生活中的問題、話題作為整體來研究，學(xué)生通過活動(dòng)進(jìn)行學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)興趣和能力不同的學(xué)生來一起工作，確定共同研究的問題，學(xué)生就形成了一個(gè)小型的民主社區(qū)。

最著名的項(xiàng)目中心課程范例就是1966年威金頓的“狐火課題”，強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過應(yīng)用自我指導(dǎo)的、與社會(huì)相關(guān)的新技能來學(xué)習(xí)訪談、寫作、攝影、編輯等，通過發(fā)行雜志、音樂唱片、舉辦博物館展覽等來展示自己的項(xiàng)目成果。

（六）實(shí)施步驟對(duì)完整思維過程的呈現(xiàn)

STEAM的核心在于落腳于一個(gè)具體的課程目標(biāo)和實(shí)施步驟，更清晰地指向于科學(xué)素養(yǎng)、工程思維、動(dòng)手實(shí)踐等。借助項(xiàng)目，融合科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等領(lǐng)域，讓兒童知曉學(xué)科知識(shí)怎樣綜合運(yùn)用來解決生活中的問題，進(jìn)而明白可以通過技術(shù)、工程來改變世界，改善人類生存環(huán)境。

項(xiàng)目學(xué)習(xí)一個(gè)很重要的目標(biāo)是幫助兒童形成工程思維，其實(shí)施步驟很清晰地展現(xiàn)了一個(gè)完整的思維過程：發(fā)現(xiàn)問題—頭腦風(fēng)暴—?jiǎng)?chuàng)作—分享交流—調(diào)適完善。兒童經(jīng)過初級(jí)、中級(jí)、高級(jí)的具體項(xiàng)目學(xué)習(xí)，逐漸形成工程思維意識(shí)、模式，提高解決問題能力，進(jìn)而增強(qiáng)了小學(xué)生欠缺的動(dòng)手實(shí)踐能力。

三、“創(chuàng)客谷”的設(shè)計(jì)與建設(shè)

我們正在籌建的“創(chuàng)客谷”，與綜合實(shí)踐活動(dòng)相結(jié)合，進(jìn)行大綜合、小綜合活動(dòng)，引進(jìn)國外項(xiàng)目學(xué)習(xí)和STEAM教育模式，為實(shí)現(xiàn)基于項(xiàng)目的STEAM學(xué)習(xí)提供基礎(chǔ)路徑，同時(shí)為進(jìn)行綜合學(xué)習(xí)、項(xiàng)目學(xué)習(xí)提供基礎(chǔ)，更為達(dá)成“科學(xué)素養(yǎng)”的課程目標(biāo)，提供了可實(shí)施的課程內(nèi)容。

結(jié)合課程論中關(guān)于學(xué)科課程、整合課程、活動(dòng)課程與項(xiàng)目學(xué)習(xí)的論述提出，學(xué)校以“基于綜合學(xué)習(xí)的分科設(shè)計(jì)”為課程內(nèi)容與組織原則，進(jìn)行混合式課程設(shè)置。在分科課程正常開設(shè)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)項(xiàng)目課程，在項(xiàng)目課程中結(jié)合學(xué)科課程的概念，通過問題、任務(wù)引領(lǐng)學(xué)生去綜合運(yùn)用學(xué)科知識(shí)。

培養(yǎng)目標(biāo)。培養(yǎng)學(xué)生的高階思維、理性思維，掌握勞動(dòng)技能，學(xué)習(xí)簡單通用工具等技能，改進(jìn)和創(chuàng)新勞動(dòng)方式；了解、理解工程應(yīng)用數(shù)學(xué)、科學(xué)和技術(shù)的知識(shí)與原理系統(tǒng)解決生活中問題的設(shè)計(jì)過程與思維方式。進(jìn)行工具使用、創(chuàng)新方法、思維品質(zhì)的培養(yǎng)。實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意思維（創(chuàng)意）、思維可視化（創(chuàng)圖）、實(shí)作造物（創(chuàng)物）、成果呈現(xiàn)（分享）的教學(xué)過程。

實(shí)施途徑。一是進(jìn)行steam教育。培養(yǎng)學(xué)生工程思維，掌握應(yīng)用工程設(shè)計(jì)概念系統(tǒng)解決復(fù)雜問題的過程與方法，能將創(chuàng)意與方案變成有形的物品；二是進(jìn)行基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)。形成基于語文、數(shù)學(xué)、英語、藝術(shù)的綜合實(shí)踐活動(dòng)，做中學(xué)習(xí)各科概念和技能，做中學(xué)習(xí)各科概念和技能；三是進(jìn)行創(chuàng)客教育。根據(jù)“體驗(yàn)性課程、技能性課程、項(xiàng)目課程”等課程類型，設(shè)計(jì)：機(jī)器人編程（scratch或搭建其他類似于scratch軟件的產(chǎn)品）、簡單機(jī)械（機(jī)械技能和手工技能）、生物組織培養(yǎng)、科技原理體驗(yàn)（探究科學(xué)原理與科學(xué)奧秘）、電子技術(shù)（航拍）、3D打印機(jī)、虛擬環(huán)境等區(qū)域課程和制作課程。與先進(jìn)地區(qū)交流，完善科技教育課程計(jì)劃，并逐步過渡到教師的實(shí)施課程。