摘要:作为中国创客教育的发源地、数学家的摇篮,浙江省温州市用20年时间,探索形成了从家庭到学校、从线下到云端、从城市到乡村的全链条科学教育生态。在这里,小学生开发“虫脸识别系统”,初中生用3D打印火箭燃料舱,偏远乡村的实验室里也能诞生全国科创大赛金奖。如果说“家庭实
温州的科学教育格外“燃”。
作为中国创客教育的发源地、数学家的摇篮,浙江省温州市用20年时间,探索形成了从家庭到学校、从线下到云端、从城市到乡村的全链条科学教育生态。在这里,小学生开发“虫脸识别系统”,初中生用3D打印火箭燃料舱,偏远乡村的实验室里也能诞生全国科创大赛金奖。如果说“家庭实验室”让孩子有了自己专属的科学小天地,“科学部落格”让学生从科学实验者转身成为科学小博主,带领更多同学从“看我做科学”“跟我一起做”到“我们一起做”,那么百名科学家担任科学副校长的“鲇鱼效应”,则让温州科学教育有了新的可能。
家庭实验室:方寸之间探究的“回响”
已经进入温州龙湾实验中学就读的邱天,早在小学二年级就成了同学眼中的“植物迷”。
他在家里建造了专属于自己的植物乐园,里面有许多奇形怪状的植物:章鱼葱、大葱奶茶、吸管菜、千手怪……最出名的当属“倒栽葱”。他带着关于“倒栽葱”的实验故事参加过许多比赛,获得过浙江省青少年“科学3分钟”演讲比赛一等奖第一名,还应邀赴北京参加首届“京浙小院士”论坛。
邱天的“倒栽葱”实验并非个案,温州不同的中小学校都有这样的实验项目。比如,3D打印的固体燃料火箭,精准滴灌的植物浇水系统,能认出害虫的“虫脸识别系统”……这些研究成果与邱天的“植物杂技团”一样,大多是在家庭实验室完成的。
从小喜欢上山捉虫、下水摸鱼的邱天,只因“摔了一个倒栽葱”这句俚语,发现了一个有趣的实验——如果把植物倒立生长,它们会怎样呢?
这项后来被命名为“植物杂技团翻转实验”的项目,邱天坚持做了1000多天。他把植物关进“小黑屋”,发现植物在黑暗中像是失去了方向,相互缠绕成团,但向上生长;“荡秋千”“做运动”的植物明显比不动的长得快且高,但根系更脆弱。“科学家是我心中的光。追光的过程,我看到了无尽的奇迹与奥秘,就如同这根‘倒栽葱’,它坚持了1000多天,总是在看见光的地方坚强地向上生长。”邱天说。
家庭实验室打通了家校壁垒,将科学探究的阵地从教室拓展至家庭的客厅、阳台。这一项目发起于2004年,最早在温州市实验小学进行试验,旨在鼓励学生在教师指导下,以家庭为活动地点,就地取材、因地制宜开展以观察、实验、制作为主要方式的研究性学习活动。
一时间,不少学生家里的客厅、书房、阳台、厕所……只要有可利用的空间,都可能成为孩子的实验室;几根吸管、一杯水、锅碗瓢盆……这些日常生活中的常用物品都成为实验室的器具;爷爷、奶奶、爸爸、妈妈化身“实验员”,全家总动员感受家庭实验的神奇。
家庭实验室开创了家校协同的科学教育新模式。2022年5月,温州市科协、市教育局等联合发起家庭实验室“百校万家行动”,即推进建设100所基地校、10000个家庭实验室,打造家门口的科学教育矩阵,引导家长成为科学教育的共育者。
科学部落格:从“孤岛实验”到“云端互联”
家庭实验室的建立只是温州科学教育繁荣的一角。像邱天这样的“小小科学家”能被更多人看到都是通过一个叫“科学部落格”的平台。在这里,科学少年化身成为科学小博主,连接和聚集更多有相同兴趣的同学,吸引更多学生加入讨论。
科学部落格构建起“云端实验室”生态,让学生通过视频日志、数据共享实现跨地域协作实验,把科学观察和实验变成可以展现和分享的知识性作品,让每位参与的学生成为小博主、小老师、项目小主持,在网络日志(Blog)上分享自己的科学观察,实现人人可发起或参与的共享实验,让科学发现以可视、互动的生动方式开放给更多人。
科学部落格基于学生的兴趣爱好分为“动物探秘”“植物探秘”“微生物探秘”“物质探秘”“星空探秘”“技术工程挑战”等六大部落群。这里有研究甲虫界高个子“长颈鹿钜锹”的,小博主侃侃而谈自己是怎样利用科学部落格给“钜锹”公开征婚,并展示了自己在平台上记录给配对“钜锹”布置“豪华别墅”“产房”的经过,获4万多人次围观,有500多人次点赞或发表评论;也有学生在一次“非遗植物染”的体验后,发现同一种植物染出的布料色彩有差异,进而在科学部落格平台分享自己开展相关实验的过程和结果,获得许多点赞和改进建议。
2024年7月6日,由温州市教育教学研究院推出的科学部落格平台正式上线,这是科学部落格在温州走过18年后的又一次升级。当天,上海、江苏、四川、湖北、新疆、宁夏等地的56所学校成为科学部落格联盟校,可以更好地加强区域间的合作交流。截至目前,科学部落格已经汇聚几千个学习部落,每年网络访问、讨论量超过千万,累计评出优秀案例1500多个,有60多万学生、500余所学校参与其中。这一项目获得了浙江省人民政府教学成果奖特等奖,并入选全国首批中小学科学课程实施典型案例。
借助科学部落格平台,科学小博主发起的“我是小播客”“跟我一起做”“课堂加油站”等备受关注。而在教师眼中,孩子的科学探索也成了他们教材案例的最好补充。温州市籀园小学的科学教师薛海珍经常将科学部落格的资源融入科学课堂,形成了教材与科学部落格互为补充、部分替换、延伸拓展的模式。“当课堂讲到植物种植的单元内容时,学生往往会对播种、移栽、施肥、浇水等步骤有疑问,这时就可以借助科学部落格平台各种不同的种植案例,更具象化地为学生答疑解惑。”薛海珍说。
作为科学部落格发起人,温州市教育教学研究院副院长施昌魏说,当下科学教学过于注重“教”,学生很难有机会体会科学发现的“乐趣”和“荣耀”。在他看来,家庭实验室和科学部落格最大的魅力是通过场景式、体验式科学实践活动,激发学生动手解决科学问题的热情。这恰恰破解了过去对科学教育的一些误区。科学教育不是科学知识的简单传授,也不能局限于教育手段和教学方法的科学化,而是要注重科学思维方式的习得和科学兴趣的激发。
“我希望可以让更多孩子从‘看客’到‘主角’,培养学生自主学习、信息媒介、问题解决、创造创新等指向未来的素养,让‘一个人的探究’撬动‘一群人的探索’,打造教育4.0的典型样态,真正做到‘和世界分享发现 让科学流行起来’。” 施昌魏说。
科学副校长:科学家进校园的“鲇鱼效应”
“彩虹是怎么形成的?”
带着这一问题,温州市龙湾区实验小学科学副校长郑斌与该校科学教师杨艳带领学生利用棱镜“制造”彩虹,探索棱镜的奥秘。这堂由两位教师共同备课、执教的科学课备受学生欢迎。
与龙湾区实验小学不同,2024年12月8日上午,温州市绣山中学的50名学生走进中国科学院大学温州研究院,与科学家面对面。近年来,这样的“大师课”越来越频繁地与学生相遇。科学教师出身的校长马海波介绍说,自2023年11月温州市科技中学正式落户绣山中学以来,学校的“含科量”肉眼可见地增加了。
在2024年11月15日举行的全国中小学科学教育研讨会开幕式上,82名科学教育领域的专家受聘成为温州市中小学科学教育首席导师。3年聘期内,导师团将分小组指导温州各县(市、区)科学教育的研究、咨询、评估等工作。
一年前,温州就在全国率先出台了地市级中小学科学教育实施方案——《新时代温州中小学科学教育实施方案》,聘请百名科学家担任温州百所学校科学副校长。
温州市洞头区霓屿滨海实验学校科学教师张玲艳没想到有一天可以成为科学家的徒弟,2024年9月她与中国科学院大学温州研究院研究员胡秋红因科学教育结为师徒。胡秋红是该校科学副校长,除了对学校的科学教师进行帮带,每学期也会走进校园至少作一次科普讲座,宣讲科学家精神;参与建设一门科学课程,帮助学校建设或完善一门创新型科学课程;为学生指导一批科学创新项目;与科学教师共上一堂科学课——这是温州对科学副校长的“五个一”要求。
为解决城乡之间科学教育资源不均衡的问题,温州通过市域联动引导优质名师工作室下沉,助力城乡资源均衡配置与共享。浙江省施昌魏科学名师工作室现有学员3100多人,建有线上科学教育共享资源10000多项,先后组织“名师面对面”“空中飞课”“科学教育乡村行”等300多场线上线下教研活动,成为连接城市优质学校与乡村薄弱学校的桥梁,先后培养特级教师、正高级教师十多人。温州市平阳县鳌江镇第四中学科学教师吴宇洁的名师工作室,近年来培养出41位优秀青年教师,工作室获全国、省市级荣誉近50项。“如今他们都成为乡村科学教育的骨干力量,陆续成立自己的名师工作室,为乡村教育注入新活力。”吴宇洁说。
2024年,世界青年科学家峰会永久落户温州。这并非偶然,温州市教育局副局长朱景高告诉记者,这得益于温州浓厚的科学教育氛围。温州目前各学段科学教师已有约1.2万人,其中小学科学专任教师2406人,专任率超70%,远超全国平均水平。全市科学教师中有省特级教师30人、正高级教师36人。
记者还了解到,温州在2024年9月出台了中小学科学教育发展力监测三年行动计划。到2026年,温州将培育100个科学教育发展力监测结果运用典型案例和100所科学教育发展力监测结果运用典型学校。这一行动计划旨在用数据打开教育过程的“黑箱”,精准定位每个班级的“能力图谱”。
“科学教育不只是培养科学家,更重要的是培养会思考、敢创造的人。”温州市教育局党委书记、局长郑焕东说:“温州将以建设全国中小学科学教育实验区、国家智慧教育示范区为抓手,探索形成一套评价指标体系,着力破解课程、教学、实践等堵点难点问题,牵引推动科学教育真正落地见效,做强科学教育创新品牌。”
《中国教师报》2025年03月12日第1版
作者:本报记者 褚清源
来源:中国教育新闻网