指向創(chuàng)新素養(yǎng)培育的高中理科實(shí)驗(yàn)課程的探索與實(shí)踐

桂亞東?姜敦云

【項(xiàng)目簡(jiǎn)介】

常州市田家炳高級(jí)中學(xué)自1997年建成全省首家校園組培室和校園動(dòng)物園起，開始進(jìn)行通過(guò)理科實(shí)驗(yàn)培育學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的初探。2022年，學(xué)校以“指向創(chuàng)新人才培養(yǎng)的理科實(shí)驗(yàn)課程開發(fā)研究”為題成功申報(bào)了江蘇省基礎(chǔ)教育前瞻性教學(xué)改革實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。學(xué)校項(xiàng)目組通過(guò)探索與實(shí)踐，逐步構(gòu)建了“單學(xué)科—多學(xué)科—跨學(xué)科”的三維理科實(shí)驗(yàn)課程體系；促進(jìn)了“教材實(shí)驗(yàn)—探究性實(shí)驗(yàn)—項(xiàng)目化實(shí)驗(yàn)”的理科實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式轉(zhuǎn)變；形成了全方位、多層次的理科實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系和金字塔式的創(chuàng)新素養(yǎng)培育模式。學(xué)校的理科實(shí)驗(yàn)課程與科技教育相結(jié)合，秉持“以興趣啟發(fā)學(xué)生，以情趣打動(dòng)學(xué)生，以知識(shí)豐富學(xué)生，以能力提升學(xué)生”的總體目標(biāo)，探索培育學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的新途徑。

摘要：創(chuàng)新素養(yǎng)的培育是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的核心與關(guān)鍵，隨著教學(xué)改革的深化，高中理科實(shí)驗(yàn)作為學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的重要途徑，逐步成為創(chuàng)新素養(yǎng)培育的主陣地。但目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍存在重理論輕實(shí)踐、重共性輕個(gè)性、評(píng)價(jià)方式單一等諸多弊端，無(wú)法滿足創(chuàng)新人才培育的需求。常州市田家炳高級(jí)中學(xué)依托江蘇省“高中STEAM創(chuàng)新實(shí)踐課程基地”、理科創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室硬件優(yōu)勢(shì)及科技教育特色，通過(guò)理科實(shí)驗(yàn)課程的開發(fā)及融通實(shí)施，探索培育學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的新途徑：培養(yǎng)創(chuàng)新人格，解決學(xué)生“愿不愿”創(chuàng)新的問題；培育創(chuàng)新思維，解決學(xué)生“能不能”創(chuàng)新的問題；開展創(chuàng)新實(shí)踐，解決學(xué)生“做不做”創(chuàng)新的問題。同時(shí)在建構(gòu)主義、深度學(xué)習(xí)、生成性教學(xué)理論的指導(dǎo)下開展教學(xué)活動(dòng)，探索中等生源背景下創(chuàng)新素養(yǎng)培育的新模式。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新人才；創(chuàng)新素養(yǎng)；理科實(shí)驗(yàn)；深度學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào)：G630 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-9094（2023）03-0048-07

《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》提出，要“加強(qiáng)創(chuàng)新人才特別是拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)，加大應(yīng)用型、復(fù)合型、技術(shù)技能型人才培養(yǎng)比重”[1]。《國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略綱要》指出，到2050年將我國(guó)建設(shè)成世界科技創(chuàng)新強(qiáng)國(guó)[2]。當(dāng)前，綜合國(guó)力的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)質(zhì)上是創(chuàng)新能力的競(jìng)爭(zhēng)，從教育層面看就是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的競(jìng)爭(zhēng)。創(chuàng)新型人才是指具有創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新人格的人才，創(chuàng)新素養(yǎng)的培育是高中階段創(chuàng)新人才培養(yǎng)的核心與關(guān)鍵。常州市田家炳高級(jí)中學(xué)自1997年建成全省首家校園組培室和動(dòng)物園起，堅(jiān)持把理科創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和科技教育相結(jié)合，為國(guó)家和社會(huì)培養(yǎng)一批創(chuàng)新型人才，逐步形成了學(xué)校的優(yōu)勢(shì)及特色。

一、高中理科實(shí)驗(yàn)培育學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的理論探索

創(chuàng)新素養(yǎng)作為學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分，對(duì)于創(chuàng)新人才培養(yǎng)有著重要價(jià)值。隨著教育教學(xué)改革的不斷深化，理科實(shí)驗(yàn)成為學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的重要途徑，不僅能夠促進(jìn)理科知識(shí)的學(xué)習(xí)，而且培育學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的作用日益凸顯。

（一）創(chuàng)新素養(yǎng)的內(nèi)涵

創(chuàng)新是人類文明進(jìn)步與社會(huì)發(fā)展的根本動(dòng)力，是21世紀(jì)人才的核心素養(yǎng)之一[3]。創(chuàng)新素養(yǎng)是指人在進(jìn)行創(chuàng)新活動(dòng)時(shí)必備的素質(zhì)，是創(chuàng)新的前提條件。創(chuàng)新素養(yǎng)包括創(chuàng)新人格、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新實(shí)踐三個(gè)維度。創(chuàng)新人格指?jìng)€(gè)體具有好奇心、開放心態(tài)、勇于挑戰(zhàn)和冒險(xiǎn)、敢于質(zhì)疑、獨(dú)立自信等特質(zhì)，對(duì)創(chuàng)新主體的創(chuàng)新活動(dòng)具有重要的驅(qū)動(dòng)和調(diào)控作用。創(chuàng)新思維是以感知、記憶、思考、聯(lián)想、理解等能力為基礎(chǔ)，以探索性、求新性、綜合性為特征的心智活動(dòng)，是發(fā)散思維、復(fù)合思維和重組思維等多種思維高度結(jié)合的結(jié)果。創(chuàng)新實(shí)踐是指參與并投入旨在產(chǎn)生新穎且有價(jià)值的成果的實(shí)踐活動(dòng)。創(chuàng)新人格和創(chuàng)新思維是創(chuàng)新實(shí)踐的基礎(chǔ)，創(chuàng)新實(shí)踐是創(chuàng)新人格和創(chuàng)新思維在特定任務(wù)情境下的綜合表達(dá)。創(chuàng)新素養(yǎng)的培育是學(xué)科核心素養(yǎng)培育的重要組成，也是素質(zhì)教育的核心。

（二）高中理科實(shí)驗(yàn)的價(jià)值

人類歷史上的重大發(fā)現(xiàn)或發(fā)明都來(lái)自實(shí)踐。創(chuàng)新來(lái)源于實(shí)踐，因此創(chuàng)新素養(yǎng)的培育離不開實(shí)踐。理論是人類認(rèn)識(shí)客觀世界后所獲得的認(rèn)識(shí)，但是只有科學(xué)理論沒有實(shí)踐，就不會(huì)有創(chuàng)新。實(shí)驗(yàn)技術(shù)則是科學(xué)的實(shí)踐方法，極大加速了人類社會(huì)的創(chuàng)新步伐。

以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)是高中理科教學(xué)的最基本特征，學(xué)生通過(guò)理科實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)大量的現(xiàn)象、原理和規(guī)律。在理科實(shí)驗(yàn)中，提出問題、猜想和假設(shè)、制定方案、實(shí)施過(guò)程和得出結(jié)論的過(guò)程中都滲透了較多的質(zhì)疑創(chuàng)新因素。理科實(shí)驗(yàn)是高中學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的重要途徑，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的主陣地，但傳統(tǒng)理科實(shí)驗(yàn)課程存在重灌輸輕啟發(fā)、重理論輕實(shí)踐、重共性輕個(gè)性、評(píng)價(jià)方式單一等諸多弊端，難以滿足新時(shí)代國(guó)家對(duì)創(chuàng)新人才的迫切需求。為深化教育教學(xué)改革，教育部在2019年印發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意見》中指出：夯實(shí)基礎(chǔ)，開齊開足開好國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定實(shí)驗(yàn)，切實(shí)扭轉(zhuǎn)忽視實(shí)驗(yàn)教學(xué)的傾向；拓展創(chuàng)新，不斷將科技前沿知識(shí)和最新技術(shù)成果融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)；注重實(shí)效，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐操作、情境體驗(yàn)、探索求知、親身感悟和創(chuàng)新創(chuàng)造，著力提升學(xué)生的觀察能力、動(dòng)手實(shí)踐能力、創(chuàng)造性思維能力和團(tuán)隊(duì)合作能力[4]。2022年，江蘇省教育廳印發(fā)實(shí)施《關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施意見》[5]。國(guó)家及省加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)文件的發(fā)布，為學(xué)校加強(qiáng)高中理科實(shí)驗(yàn)的探索與實(shí)踐提供了政策支持和理論指導(dǎo)，為指向創(chuàng)新素養(yǎng)培育的高中理科實(shí)驗(yàn)課程開發(fā)提供了堅(jiān)實(shí)的保障。

（三）高中理科實(shí)驗(yàn)開發(fā)的理論基礎(chǔ)

指向創(chuàng)新素養(yǎng)的理科實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以建構(gòu)主義理論為基礎(chǔ)[6]，理科實(shí)驗(yàn)促進(jìn)學(xué)生知識(shí)的建構(gòu)，是需要主體在已有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上主動(dòng)建構(gòu)的，因此教學(xué)活動(dòng)應(yīng)突出學(xué)生的主體地位，引導(dǎo)學(xué)生相互幫助、相互促進(jìn)，合作思考，建構(gòu)新方法，強(qiáng)化創(chuàng)新人格，提升創(chuàng)新素養(yǎng)。理科實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)以深度學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)[7]。深度學(xué)習(xí)通過(guò)理解認(rèn)知、高階思維、整體聯(lián)通、創(chuàng)造批判、自主建構(gòu)五個(gè)維度，強(qiáng)調(diào)知識(shí)的理解、應(yīng)用及創(chuàng)新。深度學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下的高中理科實(shí)驗(yàn)使學(xué)生圍繞著具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題，全身心積極參與、體驗(yàn)獲得發(fā)展的深度學(xué)習(xí)過(guò)程。同時(shí)，高中理科實(shí)驗(yàn)開發(fā)高度重視生成性教學(xué)理論，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的能動(dòng)性，使學(xué)生在課堂互動(dòng)中實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。

二、高中理科實(shí)驗(yàn)培育學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的整體架構(gòu)

指向創(chuàng)新素養(yǎng)的理科實(shí)驗(yàn)探索與實(shí)踐緊緊圍繞創(chuàng)新素養(yǎng)培育這一核心，秉持“以興趣啟發(fā)學(xué)生，以情趣打動(dòng)學(xué)生，以知識(shí)豐富學(xué)生，以能力提升學(xué)生”的總體目標(biāo)，通過(guò)理科實(shí)驗(yàn)課程的開發(fā)構(gòu)建指向創(chuàng)新素養(yǎng)的三維理科實(shí)驗(yàn)課程體系和全方位多層次課程評(píng)價(jià)體系。在建構(gòu)主義、項(xiàng)目化學(xué)習(xí)、生成性教學(xué)理論指導(dǎo)下，探索創(chuàng)新素養(yǎng)培育的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式。培養(yǎng)創(chuàng)新人格，解決學(xué)生“愿不愿”創(chuàng)新的問題；培養(yǎng)創(chuàng)新思維，解決學(xué)生“能不能”創(chuàng)新的問題；開展創(chuàng)新實(shí)踐，解決學(xué)生“做不做”創(chuàng)新的問題。從而改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)弱化、評(píng)價(jià)方式單一的現(xiàn)狀，逐步形成中等生源背景下創(chuàng)新素養(yǎng)培育的新途徑。

學(xué)校理科實(shí)驗(yàn)課程的開發(fā)依托物理、化學(xué)、生物、信息技術(shù)、綜合實(shí)踐活動(dòng)五門學(xué)科課程進(jìn)行，對(duì)學(xué)科中教材實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新拓展類實(shí)驗(yàn)、學(xué)生綜合實(shí)踐活動(dòng)和科技創(chuàng)新項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分類匯總，在課程開發(fā)目標(biāo)指引下，逐步形成了與創(chuàng)新素養(yǎng)培育相適應(yīng)的“單學(xué)科—多學(xué)科—跨學(xué)科”的理科實(shí)驗(yàn)課程體系，構(gòu)建由基礎(chǔ)類、拓展類、綜合類實(shí)驗(yàn)課程組成的三維理科實(shí)驗(yàn)課程體系?；A(chǔ)類實(shí)驗(yàn)課程面向全體學(xué)生，讓學(xué)生習(xí)得基本實(shí)驗(yàn)技能、學(xué)會(huì)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法、了解學(xué)科重大發(fā)現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)的關(guān)系、領(lǐng)悟科學(xué)技術(shù)發(fā)展與實(shí)驗(yàn)的關(guān)系。拓展類實(shí)驗(yàn)課程面向選修學(xué)生，與學(xué)科教學(xué)融通實(shí)施，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)技能及創(chuàng)新思維的提升。綜合類實(shí)驗(yàn)課程與學(xué)?？萍紕?chuàng)新、綜合實(shí)踐、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)活動(dòng)相結(jié)合，根據(jù)學(xué)生的興趣和專長(zhǎng)選擇性實(shí)施，逐步形成點(diǎn)面結(jié)合的理科實(shí)驗(yàn)課程體系（如圖1）和“全體學(xué)生—選修學(xué)生—項(xiàng)目化研究團(tuán)隊(duì)”組成的金字塔式的創(chuàng)新素養(yǎng)培育模式。

三、高中理科實(shí)驗(yàn)培育學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的實(shí)施路徑

高中理科實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培育學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的有效途徑，但在傳統(tǒng)教學(xué)中被異化為教師講實(shí)驗(yàn)，學(xué)生進(jìn)行機(jī)械學(xué)習(xí)而非有意義地學(xué)習(xí)。上述做法主要存在以下問題：教材理科實(shí)驗(yàn)與新高考“一核四層四翼”要求有差距，無(wú)法適應(yīng)高考情景化考核的需要；教材實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)培育嚴(yán)重不足；單一的結(jié)果性評(píng)價(jià)方式，無(wú)法滿足創(chuàng)新素養(yǎng)培育的需要；教師理科實(shí)驗(yàn)課程開發(fā)及實(shí)施能力不足，影響創(chuàng)新素養(yǎng)的培育效果。針對(duì)存在的問題和不足，項(xiàng)目實(shí)施路徑與方法如下。

（一）指向創(chuàng)新素養(yǎng)的理科實(shí)驗(yàn)課程開發(fā)

1.基礎(chǔ)類理科實(shí)驗(yàn)課程的情境化再設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)類理科實(shí)驗(yàn)課程是指國(guó)家課程的必修模塊、選擇性必修模塊中規(guī)定學(xué)生必須完成的實(shí)驗(yàn)。基礎(chǔ)類理科實(shí)驗(yàn)課程的任務(wù)是使學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康撵`活選用合適的儀器、裝置和試劑，完成實(shí)驗(yàn)探究?jī)?nèi)容，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律，形成合理結(jié)論。基礎(chǔ)類理科實(shí)驗(yàn)課程分學(xué)科進(jìn)行設(shè)計(jì)，特別要進(jìn)行與科學(xué)史相關(guān)實(shí)驗(yàn)的開發(fā)，讓學(xué)生了解科學(xué)家通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)獲得知識(shí)本源的過(guò)程，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新人格。基礎(chǔ)類理科實(shí)驗(yàn)課程包括的實(shí)驗(yàn)多是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)或是按照給定步驟進(jìn)行的簡(jiǎn)單探究性實(shí)驗(yàn)，對(duì)于學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)培育的作用有限。這類實(shí)驗(yàn)可通過(guò)情境創(chuàng)設(shè)，引導(dǎo)學(xué)生猜想并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。學(xué)生若通過(guò)拓展和質(zhì)疑發(fā)現(xiàn)原有實(shí)驗(yàn)存在問題，可以提出新的實(shí)驗(yàn)問題，同時(shí)結(jié)合科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法的學(xué)習(xí)，體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和實(shí)施的基本流程，再次進(jìn)行新的實(shí)驗(yàn)探究，直到實(shí)驗(yàn)成功，從而獲得新的認(rèn)知，創(chuàng)新人格、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新實(shí)踐能力得到提升（如圖2）。

2.拓展類理科實(shí)驗(yàn)課程的問題導(dǎo)向開發(fā)

拓展類理科實(shí)驗(yàn)課程是在基礎(chǔ)類課程基礎(chǔ)上對(duì)實(shí)驗(yàn)技能及思維進(jìn)行提高而設(shè)計(jì)開發(fā)的實(shí)驗(yàn)，由學(xué)校物理、化學(xué)、生物、信息技術(shù)教研組根據(jù)學(xué)校教學(xué)資源、學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)生體驗(yàn)需要來(lái)共同開發(fā)，有數(shù)字化系列實(shí)驗(yàn)、各學(xué)科選修模塊實(shí)驗(yàn)等組成。拓展類理科實(shí)驗(yàn)課程的任務(wù)是使學(xué)生參與科學(xué)探究方案的設(shè)計(jì)，體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，得出相關(guān)結(jié)論。拓展類理科實(shí)驗(yàn)課程開發(fā)基于教師對(duì)課標(biāo)、教材、學(xué)情的分析來(lái)確定本單元的實(shí)驗(yàn)主題，設(shè)計(jì)合適的情境，以問題為導(dǎo)向進(jìn)行課程開發(fā)（如圖3）。問題導(dǎo)向有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，使學(xué)生親身經(jīng)歷和參與實(shí)驗(yàn)過(guò)程，獲得學(xué)習(xí)的體驗(yàn)，從而在解決實(shí)際問題的過(guò)程中培育學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)。

3.綜合類理科實(shí)驗(yàn)課程的項(xiàng)目化開發(fā)

綜合類理科實(shí)驗(yàn)課程是指由學(xué)生構(gòu)思、設(shè)計(jì)、操作，在教師有效指導(dǎo)下進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)課程，有人工智能實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)踐課程實(shí)驗(yàn)、項(xiàng)目化實(shí)驗(yàn)等。綜合類理科實(shí)驗(yàn)課程的任務(wù)是促使學(xué)生面對(duì)真實(shí)情境，從不同角度提出并準(zhǔn)確表述可探究的科學(xué)問題，作出科學(xué)假設(shè)，完成探究過(guò)程，并用自己已有的科學(xué)知識(shí)對(duì)結(jié)論作出合理解釋，學(xué)習(xí)撰寫科學(xué)探究報(bào)告。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中，學(xué)生培養(yǎng)了質(zhì)疑能力、創(chuàng)新意識(shí)，提升了創(chuàng)新思維。綜合類理科實(shí)驗(yàn)課程是項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的跨學(xué)科課程。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下從實(shí)際生產(chǎn)、生活中選題，確定研究方法，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)實(shí)施、數(shù)據(jù)分析處理等，系統(tǒng)性地提升創(chuàng)新素養(yǎng)。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的綜合類理科實(shí)驗(yàn)課程應(yīng)提升其實(shí)驗(yàn)的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)性，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的綜合能力和創(chuàng)新思維，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)應(yīng)用、學(xué)會(huì)探究、學(xué)會(huì)創(chuàng)造，幫助學(xué)生獲得解決實(shí)際問題學(xué)習(xí)體驗(yàn)。綜合類理科實(shí)驗(yàn)課程開發(fā)從項(xiàng)目或問題出發(fā)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)施解決生產(chǎn)、生活中的問題，根據(jù)結(jié)果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，形成項(xiàng)目化實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)流程（如圖4）。綜合性實(shí)驗(yàn)主要由科學(xué)探究類和工程設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)組成?？茖W(xué)探究類實(shí)驗(yàn)是創(chuàng)造知識(shí)的研究活動(dòng)，回答“是什么”和“為什么”的問題；工程設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)是利用知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)造和實(shí)踐的研究活動(dòng)，回答“做什么”和“怎樣做”的問題。因此科學(xué)探究類實(shí)驗(yàn)和工程設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)存在很大差異，應(yīng)根據(jù)各自特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，形成和完善科學(xué)探究和工程設(shè)計(jì)兩大主題的綜合類實(shí)驗(yàn)課程開發(fā)模型（如圖5）。

（二）指向創(chuàng)新素養(yǎng)的理科實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式實(shí)施路徑

1.任務(wù)驅(qū)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)深度學(xué)習(xí)模式

實(shí)驗(yàn)教學(xué)深度學(xué)習(xí)模式是指在教師引領(lǐng)下，學(xué)生圍繞著具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題，全身心積極參與、體驗(yàn)成功、獲得發(fā)展的有意義的學(xué)習(xí)過(guò)程。實(shí)驗(yàn)教學(xué)深度學(xué)習(xí)是以學(xué)生為中心，以基于真實(shí)情境和問題的項(xiàng)目為載體，通過(guò)創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境、提出真實(shí)任務(wù)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)式地引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。理科實(shí)驗(yàn)課程引導(dǎo)學(xué)生建立新知識(shí)與舊知識(shí)的重組與融合，以形成新的知識(shí)結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，以批判性思維來(lái)思考、理解情境，以證據(jù)來(lái)推理、解決問題，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移和有效運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新素養(yǎng)。

2.變革教與學(xué)的方式，提升創(chuàng)新素養(yǎng)

理科實(shí)驗(yàn)教學(xué)變革了教與學(xué)的方式，引導(dǎo)學(xué)生在探索、思考、觀察、操作、想象、質(zhì)疑、調(diào)查、探究的實(shí)踐中學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)在學(xué)習(xí)過(guò)程中協(xié)同、合作和進(jìn)行思維碰撞、交流，從而生成方法。理科實(shí)驗(yàn)教學(xué)突出體驗(yàn)式的教學(xué)方式，在真實(shí)或模擬的情境中，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新素養(yǎng)的提升。

3.推進(jìn)學(xué)生發(fā)展指導(dǎo)，提高育人質(zhì)量

學(xué)校在理科實(shí)驗(yàn)課堂中實(shí)施理科實(shí)驗(yàn)教學(xué)導(dǎo)師制。在學(xué)生發(fā)展指導(dǎo)中心引領(lǐng)下，全體教師都要成為學(xué)生發(fā)展的導(dǎo)師，根據(jù)學(xué)生的個(gè)性特點(diǎn)，幫助學(xué)生找到適合自己的發(fā)展方向和學(xué)習(xí)方式，指導(dǎo)學(xué)生形成個(gè)性化的自主學(xué)習(xí)規(guī)程，構(gòu)建與時(shí)代發(fā)展相適應(yīng)的新型學(xué)習(xí)方式。同時(shí)，在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，需要研究開放環(huán)境下學(xué)與教的特點(diǎn)，指導(dǎo)學(xué)生利用在線學(xué)習(xí)形式，實(shí)現(xiàn)因材施教的個(gè)性化學(xué)習(xí)。以創(chuàng)新素養(yǎng)培育目標(biāo)為統(tǒng)領(lǐng)，高效整合學(xué)校、社會(huì)和家庭教育資源，切實(shí)提高創(chuàng)新素養(yǎng)的培育質(zhì)量。

（三）理科實(shí)驗(yàn)課程評(píng)價(jià)方法的變革

理科實(shí)驗(yàn)課程的評(píng)價(jià)是促進(jìn)學(xué)生發(fā)展、教師成長(zhǎng)和學(xué)校教學(xué)質(zhì)量提高的重要手段，對(duì)學(xué)生、教師及學(xué)校有著不容忽視的激勵(lì)作用。實(shí)驗(yàn)課程評(píng)價(jià)以學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)培育為目標(biāo)，探索結(jié)果性和過(guò)程性評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式，實(shí)施全方位、多層次的課程評(píng)價(jià)實(shí)施路徑。結(jié)果性評(píng)價(jià)可根據(jù)理科實(shí)驗(yàn)課程特點(diǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，基礎(chǔ)類理科實(shí)驗(yàn)課程主要采用基礎(chǔ)知識(shí)與技能的測(cè)量評(píng)價(jià)；拓展類理科實(shí)驗(yàn)課程主要對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案、方法、結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)；綜合類理科實(shí)驗(yàn)課程主要針對(duì)創(chuàng)新素養(yǎng)培育水平進(jìn)行多角度評(píng)價(jià)，具體可通過(guò)創(chuàng)新人格的培養(yǎng)，創(chuàng)新思維的發(fā)展，創(chuàng)新實(shí)踐的過(guò)程、價(jià)值及意義進(jìn)行。學(xué)校還通過(guò)研究性學(xué)習(xí)比賽、省市的教具學(xué)具制作大賽、青少年科技創(chuàng)新大賽、機(jī)器人大賽、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)大賽等多項(xiàng)比賽，以項(xiàng)目參與度、合作度、獲獎(jiǎng)、作品等作為彈性指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生（見表1）。過(guò)程評(píng)價(jià)注重學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的發(fā)展水平，評(píng)價(jià)過(guò)程貫穿整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程，堅(jiān)持評(píng)價(jià)方式多元化、主體多樣化、內(nèi)容素養(yǎng)化、過(guò)程持續(xù)化、結(jié)果客觀化等多重原則。理科實(shí)驗(yàn)課程開發(fā)不僅是學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)培育的搖籃，也是促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展的助推器。教師的專業(yè)成長(zhǎng)也是理科實(shí)驗(yàn)課程評(píng)價(jià)的重要方面。

（四）理科實(shí)驗(yàn)課程的開發(fā)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

理科實(shí)驗(yàn)課程開發(fā)的水平與理科實(shí)驗(yàn)教師團(tuán)隊(duì)實(shí)力密切相關(guān)。學(xué)校成立以正高級(jí)教師為核心的生物實(shí)驗(yàn)課程和化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程開發(fā)小組，以省市優(yōu)秀科技輔導(dǎo)員為核心的常州市科技拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)，通過(guò)兩個(gè)省級(jí)名師工作室、兩個(gè)市學(xué)科基地、兩個(gè)市級(jí)名師工作室構(gòu)建理科實(shí)驗(yàn)課程開發(fā)團(tuán)隊(duì)。學(xué)校深入挖掘現(xiàn)有優(yōu)勢(shì)資源，從本校教師中培養(yǎng)一批理科實(shí)驗(yàn)開發(fā)實(shí)施名師；同時(shí)通過(guò)走出去、引進(jìn)來(lái)等舉措加強(qiáng)與高校的銜接，特聘一批實(shí)驗(yàn)課程開發(fā)專家，通過(guò)專家培訓(xùn)和同伴互助切實(shí)提高課程開發(fā)的水平，逐步建立并改進(jìn)理科實(shí)驗(yàn)課程開發(fā)流程。理科實(shí)驗(yàn)課程開發(fā)流程主要由理科實(shí)驗(yàn)情況分析及資源評(píng)估、確定實(shí)驗(yàn)課程開發(fā)目標(biāo)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程結(jié)構(gòu)、制訂實(shí)驗(yàn)課程開發(fā)方案、教師培訓(xùn)、組織實(shí)施管理、實(shí)施評(píng)價(jià)、反思與重建八個(gè)環(huán)節(jié)組成。學(xué)校設(shè)立理科實(shí)驗(yàn)課程開發(fā)專項(xiàng)基金，保障理科實(shí)驗(yàn)課程開發(fā)培訓(xùn)、器材購(gòu)置、科技競(jìng)賽指導(dǎo)教師獎(jiǎng)勵(lì)等方面的資金需求。理科實(shí)驗(yàn)課程開發(fā)決策由實(shí)施的教師做出。在開發(fā)過(guò)程中，形成一個(gè)以教師為主體，由校長(zhǎng)、課程專家、學(xué)生及學(xué)生家長(zhǎng)和社區(qū)人士組成的課程開發(fā)合作共同體，編寫理科實(shí)驗(yàn)課程綱要，在理科實(shí)驗(yàn)課程實(shí)踐中，不斷反思、改進(jìn)和完善。

理科實(shí)驗(yàn)課程開發(fā)以培育學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)為中心，積極探索國(guó)家課程和理科實(shí)驗(yàn)課程融通實(shí)施的深度學(xué)習(xí)模式和點(diǎn)面結(jié)合的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。學(xué)生通過(guò)理科實(shí)驗(yàn)課程的深度學(xué)習(xí)進(jìn)行知識(shí)建構(gòu)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的持續(xù)發(fā)展與整體提高；教師通過(guò)創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)條件和改進(jìn)評(píng)價(jià)方式，促進(jìn)教學(xué)方式的變革，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]中共中央 國(guó)務(wù)院印發(fā)《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》[EB/OL].（2019-02-23）[2022-12-28].http：//www.gov.cn/zhengce/2019-02/23/content_5367987.htm.

[2]中共中央 國(guó)務(wù)院印發(fā)《國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略綱要》[EB/OL].（2016-05-19）[2022-12-28].http：//www.gov.cn/zhengce/2016-05/19/content_5074812.htm.

[3]甘秋玲. 創(chuàng)新素養(yǎng)：21 世紀(jì)核心素養(yǎng) 5C 模型之三[J]. 華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)（教育科學(xué)版），2020（2）：57.

[4]中華人民共和國(guó)教育部. 教育部印發(fā)《教育部關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意見》[EB/OL].（2019-11-22）[2022-12-30].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A06/s3321/201911/t20191128_409958.html.

[5]江蘇省教育廳.省教育廳關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意見[EB/OL].（2022-01-17）[2022-12-30].http：//jyt.jiangsu.gov.cn/art/2022/1/17/art_77617_10343078.html.

[6]張志亮.基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上的實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2022（4）：94.

[7]劉月霞. 指向“深度學(xué)習(xí)”的教學(xué)改進(jìn)：讓學(xué)習(xí)真實(shí)發(fā)生[J].中小學(xué)管理， 2021（5）：14.

責(zé)任編輯：趙赟

*本文系2022年度江蘇省基礎(chǔ)教育前瞻性教學(xué)改革實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“指向創(chuàng)新人才培養(yǎng)的理科實(shí)驗(yàn)課程開發(fā)研究”的研究成果。

收稿日期：2023-01-22

作者簡(jiǎn)介：桂亞東，常州市田家炳高級(jí)中學(xué)校長(zhǎng)，高級(jí)教師；姜敦云，常州市田家炳高級(jí)中學(xué)。