恩施,拥有全球唯一探明的独立硒矿床和全球最大的富硒生物圈,是闻名遐迩的“世界硒都”。坐落在硒资源核心区的高旗实验小学将这座天然宝库转化为科学课程的活水源头。8年来,学校将硒矿石变成“课本”,把校园改造成“科学实验室”,打造出一套“扎根生活、扎根地域、扎根乡土”的校本课程育人范式。如今,其成果已推广至全国8个省份的23所学校,惠及10万余名学生。
然而,在2018年以前,宝贵的硒资源与小学科学课堂之间却横亘着一道鸿沟。“最远的距离,是宝贵教育资源就在脚下,我们却不知如何把它变成育人养分。”学校办公室主任崔艳回忆,“那时候,学生对家乡的硒资源‘视而不见’,教师困惑于‘教什么、怎么教’,教育教学与乡土是脱节的。”
这并非恩施独有的困惑。将在地资源转化为小学科学课程,是一项复杂的系统工程,其间横亘着知识转化、文化融合与素养生成三道核心关口。这些关口贯穿资源筛选、课程设计、教学实施的全过程,能否有效跨越它们直接决定了在地资源课程化的质量与实效。
直面这些问题,高旗实验小学在实践中逐步摸索,建立起系统化解决方案,交出了一份富含育人智慧的答卷。
资源精准服务于教与学
知识转化是在地资源课程化的地基。它要解决的问题是:如何从资源的多元属性中精准提取与小学科学课标相符、与学生认知匹配的核心内容,让资源真正服务于教与学,让资源属性与科学知识的精准适配。
硒资源兼具自然、文化、社会多重属性,其中只有自然属性中的科学特征——如硒的元素特性、硒矿石的矿物特征、富硒植物的生长规律——与小学科学课程标准直接相关。如何从中筛选、提炼,既避免其他属性的过度渗透,又避免忽视资源的多元价值,是知识转化的第一道难关。
“我们请来了地质专家、硒产业从业者,和一线教师共同组成‘三合一’团队。”学校科学教研组组长陈功怀介绍,团队确立了三条筛选标准。科学性对标课标:硒矿石对应“矿物的特征”,富硒植物对应“植物与环境”,硒与健康对应“营养物质”;本土性彰显特色:只选取恩施本地真实存在、学生触手可及的资源;实践性确保可操作:资源必须能够转化为学生动手探究的活动。
经过三轮审慎筛选,团队从23类资源中凝练出12类核心素材,并构建起“校内硒资源馆+校外10个实践基地”的双储备格局。
知识转化的第二道难关是知识难度的精准把控。小学生的认知水平存在明显的年级差异,难度过高会消解学生探究兴趣,难度过低则难以满足学生的学习需求。为解决这个问题,学校构建了“基础认知—实践探究—创新应用”的三阶递进课程体系。低年级以感官体验为主,开展“硒宝初遇”故事课、“校园富硒植物观察”活动,让童稚的心灵初次感知“硒就在身边”;中年级步入实验探究,学校创设条件,帮助学生体验“硒的还原魔法”实验、富硒土壤酸碱度检测,让学生初步掌握科学探究的方法;高年级迈向创新应用,学生自主设计富硒产品推广方案、模拟开办“硒宝出海”国际博览会,在解决真实问题中锻炼创新思维。
“同一块硒矿石,在一年级学生手里,摸一摸、看一看,知道‘恩施有一种特别的石头’就足够了;到了六年级,学生要追问‘硒为什么能抗氧化’‘这片富硒土壤是怎样形成的’。”覃芳说,“知识难度跟着学生的认知走,一级一级往上走,课程设计既不能揠苗助长,也不能脱离最近发展区。”
文化在课堂生长
文化融合是在地资源课程化的特色所在。它要解决的问题是:如何将资源中的文化内涵有机融入科学课程,让文化传承与科学学习相互促进,而不是让文化成为生硬贴上去的标签。
恩施世代流传着“神农赐硒”“仙茶救民”等动人传说,土家族、苗族群众围绕富硒农产品也形成了独特的种植习俗与饮食文化。这些源自乡土的记忆如何自然地走进科学课堂?难关是找到文化元素与科学内容的结合点。
“我们用文化为探究提供情境,为问题提供来源。”学校副校长冉铮介绍,“民间传说可以变成问题的种子,习俗可以变成探究的起点,这样文化就不是外来的附加品,而是课堂里自然生长出来的东西。”
在三年级“硒与健康”的课堂上,教师先娓娓讲述土家族老人用富硒腊肉款待客人的淳朴习俗,随即抛出一个问题:“为什么老一辈人喜欢用烟熏的方式保存腊肉?这里面有什么科学原理?”
学生分组讨论,有的猜想烟熏可以杀菌,有的认为烟熏能让肉脱水。教师没有直接给出答案,而是带领学生走进实验室,用简易方法对比烟熏肉和鲜肉的保质期差异。当实验结果呈现在眼前,学生不仅理解了水分活度与微生物生长的关系,还自己总结出一个朴素的道理:“原来老祖宗的习俗里藏着科学智慧。”
这种设计将文化元素作为探究的情境与素材嵌入课堂,让学生在探究科学知识的过程中潜移默化地了解地域文化、认同地域文化。文化元素与科学知识自然相融,而非此消彼长。
在六年级“硒产业探秘”项目中,学生走进当地富硒茶厂,近距离了解“恩施玉露”的制作工艺。他们不仅探究茶叶杀青、揉捻过程中的物质变化,还采访茶农,记录下代代相传的种植经验。学生设计的“硒宝在茶园”产品包装上,既有规范的硒含量检测数据,也有绚丽的土家族织锦纹样。
“以前觉得‘硒’就是一个躺在元素周期表里的化学符号,现在我知道,它是茶香、是酒韵,是融入我们恩施人血脉里的元素。”六年级学生张艺格在研学报告中写道。
调查显示,课程实施后学校85%的学生表示“为家乡是世界硒都而自豪”,而这一比例在课程实施前仅为38%。科学素养与文化自信在这里实现了协同提升。
每一次探究都指向素养提升
素养形成是在地资源课程化的终极目标。它要解决的问题是:如何让探究活动真正服务于学生核心素养的培育,避免“热闹多多、收获寥寥”的形式化困境。
“不少校本课程看上去很热闹,学生观察了、动手了、参观了,但科学思维没有真正启动,探究能力没有真实生长,这是我们最警惕的问题。”学校教研组长黄冠坦言。
如何将探究活动与素养培育精准绑定,让每一项活动都有明确的素养指向?学校的对策是:为每一项探究活动设定清晰的素养目标,用“任务链”催化深度思考。
在四年级“硒的还原实验”课上,教师没有按部就班演示实验步骤,而是先抛出一个贴近生活的问题:“被碘酒染色的衣服,用什么能洗掉?”学生猜测、辩论,然后自行设计实验方案,分组操作,严谨记录数据,最后还要联系生活,论证硒的还原性可能有什么用处。
学校还设计了别具匠心的“探究日志”,引导学生必须填写“我的猜想”“我的证据”“我的结论”三个核心板块。黄冠告诉记者:“以前学生做实验,就是照着步骤来一遍,得出数据就完了。如果不‘逼’着他们把猜想的思路和找证据的过程写下来,他们就不会往深处想——手动了,脑子没动。”
记者在翻阅日志时看到,一份四年级学生的记录显示:猜想栏写着“硒含量高的土壤,种出的植物叶子更绿”,证据栏绘制了对比图,结论栏则郑重写道:“初步支持猜想,但需要更多样本验证。”
“‘需要更多样本验证’——能写出这句话,说明学生已经有了‘证据可能不充分’的意识,这是科学思维在生根发芽。”黄冠说。
素养形成的另一道难关是培育的层次性与系统性。学生的素养提升是一个循序渐进的过程,不同年级应有不同侧重。对应“三阶课程体系”,学校构建了清晰的素养进阶路径:低年级侧重观察能力与探究兴趣,中年级侧重科学方法与实证意识,高年级侧重科学思维、创新实践与社会责任感。
学校还建立了立体化的“三维评价”体系:过程表现评价,依据实验日志、课堂观察;项目成果评价,聚焦研学报告、产品设计;素养增值评价,通过前后测对比,让每一名学生的素养进阶“看得见”。每学期一次全面测评,为教与学持续导航。
近年来,学生累计获得国家级科技类奖项80项、省级155项、州级580项。76%的学生能主动向家人和朋友介绍硒知识,90%以上的高年级学生能独立撰写结构完整、论据翔实的研学报告。
高旗实验小学探索的意义超过了“硒课程”本身。其价值在于设计了一套解决“在地资源课程化”难题的方法论,让任何一个拥有特色资源的地区——无论沿海的海洋资源、北方的农业资源,还是西部的矿产资源,都可以沿着这一思路开发出属于自己的在地化科学课程。
在高旗实验小学的“硒望农场”边,记者看到一群学生正蹲在地头专注地记录富硒白菜的生长数据。他们的讨论声清脆而投入:“你看这棵叶子更绿,会不会是因为那边土壤的硒含量更高”“我们采个样,明天去实验室测一下”……
8年前那些横亘于前的难题,正在这些稚嫩而认真的争论声里化作学生探索世界的起点。
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