2024年12月21日，河南省2024年義務教育師資薄弱環節改善暨中小學教師素質提升工程萬名優秀中青年教師培育計劃小學科學班進入第二天，北京師范大學教育學部課程與教學研究院副院長高瀟怡教授圍繞“指向理解的教學與學習：科學教育活動的設計與實施”作了主題報告和實踐指導。

　　高瀟怡：北京師范大學教育學部課程與教學研究院副院長，教授，博士生導師。北京師范大學教學名師。兼任全國青少年科技工作者協會常務理事、民進北京市委參政議政特邀研究員等。主要研究方向是學校課程與教學、校內外科學教育、教師與兒童發展。主持并參與國家教育部等近40余項課題研究工作；在《比較教育研究》《教師教育研究》《International Journal of STEM Education》等國內外核心刊物上發表學術論文80余篇；著作、主編、譯著圖書20余部。擔任多個中文核心期刊審稿專家。

科學教育活動的設計

　　上午，高瀟怡教授作了《指向理解的教學與學習：科學教育活動設計的幾個基本問題》的主題報告，通過理念聯系案例的詮釋，讓學員們對于科學教育活動的設計有了更加深刻的思考和理解。

　　報告一開始高瀟怡教授便以《植物種子的傳播》為例，引導學員對比同一內容兩種不同的設計。再通過“地球是圓的”、“蘋果”主題單元活動、易拉罐的變化、球落地后彈起的高度等四個案例進行分析：我們為什么需要思考科學教育活動設計的問題？1.學科本位或者活動本位的現狀值得反思，真正的學習并沒有發生；2.學生的“主體”并沒有真正得到體現，學生對學習沒有“控制感”；3.學生學到的所謂知識，但是并沒有真正的理解；4.各個學科內容的知識沒有建立聯系，本質上是一種惰性知識。

　　什么是理解？“理解”和“知道”有著本質的差別。高瀟怡教授指出：學習是學習者主動建構自己知識經驗的過程，是一個主動建構、意義生成的過程。理解是智力層面的建構，是人腦為了弄懂許多不同的知識片段而進行的抽象活動。主要表現在六個方面：1.能解釋：恰如其分地運用理論和圖示，有見地、合理地說明事件、行為和觀點；2.能闡明：演繹、解說和轉述，從而提供某種意義；3.能應用：在新的、不同的、現實的情境中有效地使用知識；4.能洞察：產生批判性的、富有洞見的觀點；5.能神入：感受到別人的情感和世界觀的能力；6.能自知：知道自己的思維模式與行為方式如何促進或妨礙了認知。漯河市實驗小學王亞杰老師說，對于理解，我經常在教學中運用思維導圖的形式，來檢驗孩子們對知識的理解。孩子們通過對思維導圖的構建，也是對知識重建的過程。

　　在談到科學教育活動設計背后需要考慮的關鍵要素時，高瀟怡教授提出——活動設計的出發點：對學生的前概念和前經驗的把握；活動目標設計：什么樣的學習更有意義；活動內容設計：什么樣的知識具有探究實踐的價值；活動過程設計：讓學生真正卷入的學習得以發生；活動評價設計：驅動評估學生主動學習。

　　Germann研究結果表明，一個對科學有正向態度的學生，他會對做科學實驗相關的活動感興趣。這些活動可以提升他的推理能力，進而促進認知的發展，使得學習者的學習能力得到提高以及促進科學過程技能的獲得。因此，高瀟怡教授強調，作為科學教師要注重引導學生保持好奇心和探究熱情，樂于探究和實踐；有基于證據和邏輯發表自己見解的意識，嚴謹求實；不迷信權威，敢于大膽質疑，追求創新；尊重他人的情感和態度，善于合作，樂于分享。

　　周口市扶溝縣新村小學李振國老師在點評發言中說，高教授講課的內容很豐富，刷新了我對科學課教學的認知。而讓我感受最深的是，在教學設計的時候，要基于理解，如教學目標、科學觀念等等。我們既然是做了科學老師，就要在備課和教學設計的時候，落實今天所學的相關知識。

科學教育活動如何實施

　　在下午的實踐指導環節，高瀟怡教授播放了“建房子項目”的視頻案例，并要求學員們分組進行討論，并分享自己的理解和觀點。這是一個典型的STEM課例，涉及科學、技術、工程和數學等多個領域。頭腦風暴，思維碰撞，互動交流，各抒己見……學員們熱情高漲、激情澎湃，使得整個培訓現場達到了高潮。

01

1. 理想的課堂就應該是各式各樣的人在一起，交流有趣的事物，在這種悠閑的氛圍中獲得成長！我相信我們的學生應該也是喜歡這樣的課堂的！

2. 學生親身參與、體驗后，在給客戶設計項目的實施過程中，不斷自發地提出問題，慢慢地就有了對課堂的“控制感”，逐漸成為了課堂的“主人”。

3. 學習過程中，學生不懂建筑的專業知識，這時候就遇到了認知挑戰，結構工程師的建模進一步實現了各學科知識的整合。

4. 學習過程中，孩子們一聲聲的“哇偶”，說明了他們在學習過程中產生了成就感，這種成就感就是自我提高內驅力。這種內驅力，又會增加學生的信心和興趣，不止對這節課甚至于對以后的學習都起到了至關重要的作用！

   
   ——安陽市滑縣王莊鎮沙店南街
   中心小學趙瑩瑩

02
孩子們面對驅動性問題，首先進行了細致的分解，并展開了與客戶的深入訪談，廣泛收集相關信息。在此過程中，他們還聆聽了專家對關鍵概念知識的講解。通過對問題、收集的信息和專家知識的綜合分析與重構，孩子們充分發揮創造力，設計出了設計圖、游戲模型和紙模等多種形式的成果。隨后，他們并未止步，而是根據之前的信息和再次調研的客戶需求，對作品進行了細致的改進與優化。這一整個過程，見證了孩子們從低階認知策略逐步邁向高階認知策略的顯著成長，他們不僅解決了實際問題，更在實踐中鍛煉了思維，提升了能力。

——鄭州市中原區建設路小學
劉彥強

03
今天的學習感受頗深，我們認為，這個視頻體現了學科核心概念中的工程設計與物化、技術工程與社會，從而更好地體現出了跨學科概念。此外，還體現了學生對知識的深入理解——1.能神入：通過與客戶的交談中感受別人的情感和世界觀的能力；2.能解釋：運用模型圖示有見地合理說明自己的設計意圖以及理念；3.能應用：孩子們有效地使用知識設計房子。

——鶴壁市淇濱區福源小學
孫羽西

04
我們組在視頻中感受到：1.孩子們在活動中的綜合能力得到鍛煉和提高。比如：了解客戶的需求、設計模型的展示介紹，孩子們的溝通、表達得到鍛煉；而過程中老師的建議也能幫助孩子建立科學態度解決問題。2.這樣的實踐活動使孩子們的知識得到更多的拓展，工程師的專業指導及幫助讓孩子們對學習的控制感更強，過程中也更有成就感和滿足感。

——濟源示范區濟水宣化學校
程玉紅

05
“建小房子項目”的活動開展是真實的，學生是作為設計者的身份來參與學習的，身份的轉換給學生帶來了新鮮感、控制感，讓課堂真正變成了學生在學。學生通過調查，在問題的驅動下，經過一系列的活動，最終呈現出了令客戶滿意的房子。

——鶴壁市山城區第五小學
姬文霞

06
老師帶領學生們深入一個真實的挑戰——“小房子”項目。在設計房屋的過程中，學生們巧妙地使用小餅干搭建實物模型，這不僅幫助他們更直觀地理解設計，也增加了學習的趣味性。當工程師展示出立體設計圖時，學生們的認知視野得到了極大的拓展。觸摸到那些真實的設計圖，他們感受到了極大的情感價值，這激發了他們的激情和自信心。

——信陽市新縣滸灣鄉中心學校
王美杰

07
在這個跨學科融合活動中，我們感受到體現了什么樣的學習更有意義，學生的控制感貫穿了整個活動。以怎樣建造一個適合客戶需求的房子為問題，使學生具有驅動力愿意去做這件事情，激發了學生的興趣。最終孩子根據客戶的需求、探究，用多種方式給客戶展現出了具有溫度的房子設計，也讓孩子、客戶互相得到認同和尊重。

——濮陽經濟技術開發區實驗學校
王慧淑

08
案例以任務和問題驅動學生進行工程設計活動。設計貼近生活的任務，融入多學科知識，在問題和評價中促進學生進行了一次自主的設計活動。除了欣賞這些孩子的探究能力外，我對其中的“魚缸討論法”也很感興趣，在以后的教學中可以去嘗試應用。

——鄭州市鄭東新區外國語學校
李秋香

09
該案例讓我們了解了以項目化方式學習技術工程和社會概念的過程，這樣綜合性、實踐性的學習方式，便于學生對各學科知識概念的整合，有利于學生對大概念的建構。

——許昌市襄城縣文昌小學
郭路艷

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今天學習中的案例《建造小房子》，與大象版六年級上冊第五單元《我愛我家》的內容編排上極為相似。通過房屋模型的設計與制作，學生經歷了“模型的設計——建造——評估——改進”這一較為完整的工程設計與物化過程。在我的教學中，沒有像視頻中老師那樣給學生充分的體驗設計和制作的過程，但我設計了一些課前調查、課后反思的內容。在這個過程中，學生加深了對工程的認識與理解，領會了科學、技術與工程物化的關系。

——鄭州滎陽市飛龍路學校
尚瓊

　　高瀟怡教授最后語重心長地對學員們說，我們都是做教育的，做教育是需要有情懷的。不是所有人都適合當老師，也不是所有人都能當好老師。作為老師，如果你有了教育情懷，你就能看到我們的教育生態和孩子帶給你的驚喜！