三间实验室：让儿童实验从“操作工”转为“研究员”

　　以党的二十大报告精神和习近平总书记关于教育的重要论述为宗旨，落实教育部《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》，以学校实验室、家庭实验室、社会实验室三间实验室建设为抓手，改进和强化实验教学，让学生在真做实验、真做研究的过程中提升思维品质、提升科学素养、立志科学报国。

　　一、行动背景

　　作为全国中小学科学教育实验校，常州市武进区星河实验小学建校十一年来，以“用创想叩开钱学森之问”为使命，一直秉持让儿童“人人有好奇心、个个有创造力”的教育愿景，致力于将科学教育作为支点撬动儿童发展。

　　本案例聚焦于提升科学教育质量这一主题展开。科学实验是以实证寻找规律、发现新知的活动，新奇、有趣的实验现象是吸引儿童进入、深入科学学习的重要因素。扎实的实验过程，是对儿童思维能力的有效锻炼，是形成科学世界观、方法论的重要途径。但在实际的儿童学习历程中，对实验的学习和利用实验的学习却居于弱势，无法发挥实验教学的重要价值。

　　二、解决问题

　　案例解决以下问题：科学国家课程的深入拓展学习缺少针对性的实验学习资源和指导；科学实验的网络资源芜杂，学生和家长缺少鉴别和选择的能力；因缺乏专业帮助，儿童在家庭、社会中产生的真实问题难以变成解决问题的实际行动。

　　三、创新亮点及实践路径

　　1.完善空间、资源、工具、教师配套，提升校园实验室软实力

　　（1）建设多样态实验场。以标准化实验室、走廊实验室、云端虚拟实验室、班级博物馆为依托，构建时时可做的校内科学探究园地。校园走廊打造成趣味盎然的室外实验室。82套学生自制悬挂式实验器材入驻走廊墙面，涵盖物质与能量、系统与模型、结构与功能、稳定与变化四大科学领域，形成宇宙奇观、人体科学、电磁奥秘等13个主题。每一个实验设备由学生志愿者制作悬挂、演示维护、更新替换。“人体探秘”“StellariumMobile”等12个经过择选的网上虚拟实验室突破传统实验对时空的限制，提高实验教学质量。以“融合课程+实验体验”为主路径，以本土文化、班级特色为主元素，打造班级博物馆，实现参与制作，科创实验，产品发布一站式体验。

　　（2）自研实验资源包。在严格落实国家课程必做实验的基础上，拓展五大资源模块：①国家课程延伸性实验。通过对研究中的变量进行替换、解决学习后产生的新问题等策略，设计了60个课程内容拓展实验。②地方课程特色实验。以本地特有16种传统工艺、传统食物为实验主体。③校本创意实验。师生共创的100+科学实验、100+科学创造共同构成了开放性的原创实验集群。④校本创造性实践。以新方案、新举措、新作品为任务成果，通过科技节推行66项面上铺开的活动参与型创造性实践，通过导师协助的方式推行学生团队自选项目研究 400余项。⑤班本研究性学习。以班级为单位，开展以科学项目为主题的跨学科实践，包括“超级变变变”“科学故事小剧场”“微研究秀场”等，融合科学、文学、数学、艺术等多个领域，形成80多个可推广、借鉴的实验项目。

　　（3）开发实验学习辅助工具。围绕国家课程中的重点实验，为6个年级设计12本可用以自学指导和进阶研究的实验学案。集合生活中的废旧物体建设48 套低成本材料实验箱。设立探究实验问题墙，向学生征集校园生活100问、家庭生活100问，让贴近儿童的实验、原创性实验从实际的生活中源源而来。为有志于迎接挑战的学生提供“研究36计”方法菜单，指导他们提出问题、评估问题、设计研究方案、获取资源帮助。

　　（4）提升实验指导力量。加大科学教师实验培训力度，组织安排教师参加省市区实验培训近百次；建校以来开展了7次校内教师实验大赛。邀请12位初高中教师对青年教师进行实验能力培训，开展实验教学大练兵活动。为非科学教师提供3个锦囊：实验基本操作技能手册、科学常识集锦、配备实验专业导师，让每位老师都成为实验教师。

　　2.梳理原则、内容、流程，发挥家庭实验室自驱力

　　学生在家中寻找固定角落、选择科学实验项目，在家长教师指导下完成基于项目的科学实验。

　　（1）“100+”样板间，打开空间中的好奇线索

　　以班级为单位，由自愿设立科学实验室的家庭为先导，师生家长共同设计家庭实验室：实验室选址、实验项目选择、实验器材自制、实验导师邀请。100个班级100个家庭科学实验室样板间建成，开放的家庭场景中生成小问号开启、小实验探索、小成果发布，唤起儿童对世界的好奇、想象和创造。

　　（2）“1000+”实验室，形成场景中的探究课程

　　发起“1000+创意实验1000+科学小导师”的倡议，走向一群家庭科学实验室成立。一是通过《家庭实验室选题申报表》确定实验方向；二是选择实验材料，提供多样材料替代建议，把生活中废旧物资转化为科学材料；三是研发6本《家庭科学学习手册》，提供科普馆、拾趣园、探究室、造物间四种框架性探究学习单；四是提供个性化学习资源库，包括真实困境问题集锦、基础实验标准操作视频、创意实验视频集锦等。

　　（3）“10000+”创意实验，生长定制的科学学程

　　采用研究链、设计单、分享台的实验室科学学程。研究链，从在观察中提出问题—阅读中寻找资料——实验中探索原理—分析中形成结论—应用中造物创新展开；设计单，从搜索易得器材-设计视频拍摄--撰写实验结论等形成实验成果进行；分享台，则通过分享链接和自营公众号分享科学知识与方法。每间实验室都由孩子们自我设计并实践。孩子自主探究近万个科学实验、创编艺术实验作品数千件。

　　3.引领观察、借力、反哺，形成社会实验室支持力

　　（1）打造社会性问题来源路径

　　为丰富儿童问题来源，打造三大社会实践路径，让儿童挖掘有价值的问题，形成社会实践100问。一是打造“四季创想”朋辈课程，鼓励儿童在朋辈交往中获取问题。二是组织参与社会服务，如社区志愿者、职业体验，在亲身实践中发现迫于解决、具有研究价值的社会性问题。三是组织参与社会性研学，在自然、人文等环境中深度学习后获取民生、社会热点问题。

　　（2）借力社会性资源突破难题

　　一是引进高质量专业名师。与省、市、区科协联动，与前黄高级中学、常工院、江苏理工大学等高校建立联动机制，截至目前，约聘请30余位校外名师来校指导。二是全方位建立科普实验基地。学校与所在区域内的33个科创基地建立长期合作，为儿童科学创新提供资源、智力、平台和全域性的环境支持，学生每月都有半天时间到基地科学实践。三是精准性研发指导手册，在高校专家、省市科学教研员和专业学者的指导下，编制《小小科学创想家研究手账》，以任务为导向，以育人为核心，构建学生校外研学实践活动新样态。

　　（3）用实验成果回馈社会

　　组织开展社会服务型创造性实践活动，为小区的宠物饲养者设计好用便宜的拾便器、为防止高空抛物创造防护装置。引导孩子们回答好“为谁学习、为谁创新”这个重要问题，在儿童心中种下科技兴国、服务人民的种子。

　　四、实践效果

　　1.成长一大批善提问、会实验、能探究的创想少年。学校在全国、省、市科技比赛学生获奖近千人次，包括全国青少年科技创新大赛一等奖、全国创造大赛金奖、全国北斗科技竞赛二等奖、江苏省科学小建议一等奖、江苏省科普剧一等奖、常州市创新实验比赛一等奖等荣誉。

　　2.生长一大群素质高、能力强、会指导的创新型教师。获得一师一优教育部优课、江苏省基础教育精品课（实验教学），常州市实验说课比赛一等奖等。科学教师成为全国模范教师、江苏省333高层次人才培养对象、市骨干教师。

　　3.形成一系列成系统、可复制、能推广的实验教学成果。2024年学校获评全国中小学科学教育实验校，同时制定科学教育实验校结对共进孵化计划，与新疆、云南、内蒙古、安徽、甘肃等7个省份12所学校资源统筹、共建共创。出版专著：《创想科学启蒙》《面向儿童创想家的教育》《儿童创想课程》《物型课程：创想城里的儿童学习》；研发学习手册：《在科学家身边成长指南》《家庭创想实验室手册》等。学校《“百千万”家庭科学实验室让儿童实现“科学创想梦”》获评全国中小学科学教育工作优秀案例。组织论坛《面向儿童创想家的教育：科学家精神关照下的学与教变革》，在线10.2万人。参加中国基础教育微论坛《共享：指向儿童创想家培养的育人模式》，在线52.5万人。

　　六、下阶段发展

　　持续完善三级实验室建设，实现儿童实验从“操作工”转为“研究员”。一是完善机制，促进校园实验室软实力的进一步提升；二是开发线上平台，增强家庭实验室的辐射推广力；三是联动社会科普力量，扩大儿童实验学习的交往圈。