2017年8月1日—5日，海淀区科学教师国际研修项目“基于科学本质的探究教学”高级研修班顺利完成第三阶段的研修课程。延续第一阶段和第二阶段的研修，本次研修课程仍由美国伊利诺理工学院的Norman G. Lederman教授和Judith S. Lederman教授担任主讲专家。

图1 研修班成员合影

2016年8月，在第一阶段研修课程中，两位教授以工作坊的形式向学员深入讲解了有关科学探究和科学本质的内容。研修班学员在2016-2017学年的第一学期，完成了本学科基于科学本质的探究教学案例设计，并通过专家指导与反馈、学员反思与修改、课堂实施等环节修改完善。2017年1月的第二阶段研修课程中，在集体观摩部分学员的说课和课堂教学的基础上，两位教授组织研修班学员对如何设计与实施科学探究和科学本质的教学展开深入研讨。

第三阶段的研修课程，在加强学员对科学探究和科学本质理解的基础上，聚焦于科学探究和科学本质教学设计、实施与改进的关键问题及策略，以及如何开展科学探究观和科学本质观的评价。

一、基于实证分析，强化对科学探究和科学本质的理解

第一天的研修中，Norman G. Lederman教授和Judith S. Lederman教授请学员介绍在2016-2017学年的第二学期中设计与实施科学本质和科学探究教学的效果。然后，两位教授介绍在第二阶段研修结束前学员完成的科学本质观和科学探究观问卷的调查结果，针对统计数据反映出的学员理解有待提升的“科学数据不等同于科学证据”“探究步骤会影响探究结果”“理论和定律的区别与联系”等三个方面进行深入解读。通过组织学员参与“糖果溶解性的探究”活动，提升学员对探究步骤和结果之间关系的理解，促进学员对如何设计活动将科学探究和科学本质融入教学有更清晰的认识。

图2  Norman G. Lederman教授在讲解

图3 Judith S. Lederman教授在讲解

图4 学员介绍教学设计情况

图5 学员参与“糖果溶解性的探究”活动

二、基于案例研讨，聚焦教学设计、实施与改进的关键问题及策略

第二天和第三天的研修中，两位教授和研修班学员观摩部分学员的课堂教学案例以及Judith S. Lederman教授的现场课“糖果溶解性的探究”，并分析美国中学教师对“气压”的教学设计。学员的教学案例包括101中学陈争老师的现场课“能量的转化”、八一学校宋晓萌老师的课堂录像“认识科学本质——以质量守恒定律为例”、 清华大学附属中学白建娥老师的课堂录像“元素周期表的诞生”。针对这些教学设计和实施的案例，两位教授组织学员分析哪些环节体现了科学本质和科学探究，并进一步思考还可以在哪些节点增加科学本质及科学探究的有关内容。针对时间有限、探究教学如何提高开放度、如何外显科学本质和科学探究等一系列问题，两位教授结合案例提炼并示范了相应的解决策略。

图6 陈争老师的现场课

图7 Judith S. Lederman教授的现场课

对于如何规划新学年的科学本质和科学探究教学，Norman G. Lederman教授和Judith S. Lederman教授组织学员展开研讨，请部分学员汇报学期初对一个核心知识主题的教学设计，并要求阐述哪些环节体现科学探究和科学本质的哪些方面，以及用哪些问题与学生对话从而将科学探究和科学本质以外显的方式教给学生。

图8 学员研讨新学年的教学设计

图9 学员介绍新学年的教学设计

KY.COM罗滨校长参与了案例观摩的研修，指出本次研修关注学生的跨学科学习、实践性学习和输出型学习，在研修形式上是基于共同体、关注学生学习和科学本质的体验式研修，建议学员在观摩案例时，明确观察目标、明确观察的维度和方法，关注学习目标是否清晰以及学习过程的组织与改进。

三、准确分析，聚焦科学探究观和科学本质观的评价

在第四天的研修中，两位教授带领学员逐一讨论科学本质观（Views of Nature of Science D+）和科学探究观（Views about Scientific Inquiry）调查问卷中的题目，明确每道题目测查科学本质和科学探究的哪些内容，讲解每道题目的正确答案和评分方式。第五天的研修中，两位教授带领全班学员一起讨论对两份问卷作答样例的评分结果，并对评分不一致的题目进行深入讨论，从而提高学员之间的评分一致性，保证学员将来对学生作答进行评分的准确性。

图10 讨论调查问卷样例的评分方式

在结束本次研修课程前，Norman G. Lederman教授和Judith S. Lederman教授表示，这样一个具有长期性、持续性的教师专业发展项目，会有助于促进教师理解和实施科学探究和科学本质教学。在新学期开始的时候，学员们将要开始继续尝试和研究，可以随时把案例发给教授，教授会对案例进行修改并提供反馈。

第五天下午的研修，主要是本次研修的总结研讨活动。KY.COM的支瑶副校长主持，并介绍下一阶段研修课程的内容、时间和形式。围绕支瑶副校长提出的“我的收获”“我的认识发展”“备课、上课时，我们会（想）”这三个主题，研修班学员展开热烈的研讨，向全班分享各组的思路和想法。支瑶副校长对学员的发言进行点评，强调科学本质和科学探究是学生应学习的重要内容之一，并阐明科学本质和科学探究能够促进学生“爱学习”和“会学习”。通过三个阶段的研修，学员经历了“认知—行动—优化认知—优化行动”的认识发展历程，都有很多收获，尤其是认识到有必要在教学中外显科学探究和科学本质，并且学习了外显的策略方法。

图11 支瑶副校长主持研修总结活动

图12 学员参与研修总结活动

KY.COM的罗滨校长参加了本次研修的总结活动。罗滨校长表示，对研修班的收获和海淀未来科学教育的发展充满信心，从研讨中可以看出研修班学员对科学本质和科学探究内涵的理解加深了，对科学本质和科学探究对于学生成长的价值的认识也加深了。建议学员主动地学习和研究，进一步思考如何实现真正的科学探究式学习，包括在教学过程中甄别好的问题和任务、以适当的方式提出问题、让学生的思维外显化，进一步思考“科学本质”和“核心素养”的关系，进一步思考如何评价学生并基于评价结果找到改进教学过程的方法。希望研修班学员真正地行动起来，学习教授组织研修活动的方式，将研修所学的知识和思维方式辐射到全校、全区。

图13 罗滨校长在研修总结活动上发言

学员收获：

通过三个阶段的研修，实现了对科学本质（NOS）和科学探究（SI）教学的理念内化和准确理解，找到了行动的方向和策略，明确了如何改进教学，包括在教学目标中增加科学本质和科学探究、设计问题和活动外显科学本质和科学探究。对于设计和实施科学本质（NOS）和科学探究（SI）的教学与评价，更有自信。

（1）更有自信

学员1：对科学本质（NOS）和科学探究（SI）教学更有自信了，一方面是我能做，另一方面是我应该做。

（2）关于为什么教科学本质（NOS）和科学探究（SI）

学员2：NOS和SI的培养，可以促进学生创造力的培养。

学员3：NOS和SI可以提升学生对科学的认识，进而可以培养学生的学科素养。

学员4：NOS和SI教学，可以帮助学生学会如何解决问题，这也符合当下考试改革的方向。

学员5：我们的学生缺乏批判性思维，而NOS和SI外显化，非常有助于培养学生的批判性思维，这也有助于中国学生核心素养的落实。

（3）关于为什么外显地教科学本质（NOS）和科学探究（SI）

学员5：NOS和SI的外显，一方面是通过强化来提高学生对NOS和SI的认同，另一方面，也让学生知道，自己的科学探究是与科学家发现科学规律和科学理论的过程是类似的。

学员6：NOS和SI的外显，其实是教师进行一个系统的梳理，明晰科学研究的过程，让没有太多知识的学生可以了解科学研究的方法，也是符合本次高中课程改革的方向的。

学员7：老师不仅要授之以鱼，还要授之以渔，我们对于学生的培养，最重要的就是对学生逻辑思维体系的培养，让学生掌握一套科学的方法论体系（NOS和SI）。

（4）关于备课、上课时如何做？

学员8：进行NOS、SI的教学，应该把我们原来的熟悉的课本、知识体系进行梳理，来与NOS、SI进行对应、整理，来明确哪些内容可以很好地与NOS、SI结合，也就是说，我们不能随机、随意地在课堂上生硬地插入一些有关于NOS、SI的内容，而是有一个上位的、整体的设计，是有目标、有计划的加入。这样做，一方面，不会打乱原有的内容教学；另一方面，也是保障NOS、SI教学的有效性。

 

图14 学员对“收获和认识发展”的分享

图15 学员对“备课、上课时，我们会（想）”的分享

图16 学员对“备课、上课时，我们会（想）”的分享

（文/图：张荣慧，柯珊，李丽娟）