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24寻找大国良师沙琦波：为做好科学教育加法贡献荧荧微光文丨范琪1993年，是浙江省九年制义务教育课程后的内容，从而形成对一切客观事物的总体：体系改革全面铺开的第一年，物理、化学、生物等学科统一整合为“科学”。彼时，沙琦波刚刚升入初中，她自觉是一个幸运的人，学生时代遇到的教师与过往的学习经历让她自那时起就怀有教书育人的理想。1 0 年后，沙琦波如愿以偿，成为一名初中科学教师。回望从教以来的点滴，她觉得自己从新手教师成长至今所走过的历程，正契合朱光潜先生谈练字时提出的“疵”“稳”“醇”“化”四境界。从青涩、规范、成熟，到形成自已的风格与体会，每一阶段，她都坚持让学生“动手动脑学科学”，努力建构指向核心素养的科学教育。自制教具，为学生建构科学观念不论是区域活动，还是市级公开培训，抑或省里组织的交流活动，刚踏上讲台的那段时间，沙琦波总是尽可能抓住一切机会聆听优秀教师分享经验。起初，她和台下学生的反应一样，觉得演示科学实验是一件十分新奇的事情。看得多了，才渐渐发现，许多出彩的课堂都有注重实验的共同点。此后，沙琦波开始边模仿边探索。她认为，学好科学的第一步是认识科学，教材中涉及的每一个概念都是学生从某个特定角度认识科学的起点。而初中科学是一门以实验为基础的学科，要想让学生深入理解“何为科学”，就应该让他们在实验中充分感知抽象概念背认识。于是，沙琦波成了学校里往实验室跑得最勤的教师，经常请实验员帮忙准备实验器械和材料。如果实验室没有，她就去校外搜罗。教授绿色开花植物的营养器官一叶一课前，沙琦波为寻找各类带叶植物询问了很多人，还几乎跑遍了宁波大大小小的花鸟市场。讲单叶和复叶时，她就拿出几株新鲜的月季和垂丝海棠，带学生一起用显微镜观察两者叶片的区别；讲叶的着生方式时，她沙琦波，浙江省又掏出几枝日本晚樱、黄杨和夹竹桃，让学宁波市四眼中学初中科学教师，正高级教师、浙江省特级教师，全国自制教具能手、教育部新时代中小学名师名校长培养对象，获2 0 2 2 年基础教育国家级教学成果奖二等奖，著有创意科学STEAM我这样教初中科学：指向核心素养培养等。生分析它们着生在树枝上的叶柄有哪些排列规律。如此用心的准备并非一时心血来潮的结果，沙琦波对实验的重视体现在日常的每一堂课。即便教材中没有要求演示的内容，她也尽力创造条件带学生进行探究。不过，一度令她苦恼的是，现成的教学仪器难以满足多样化的教学需要，有时即便去校外也难以找到理想的仪器模型。直到2 0 0 6 年，一次自制教具评比的参赛经历为她叩开了解决这个问题的一扇门。评比初选阶段，沙琦波用塑料瓶、气球和橡皮膜做了一个模拟人体呼吸的装置，用以演示隔肌运动引发呼吸的原理和过程。一番简单操作后，台下的学生马上理解了，使她备受鼓舞。此后，每当找不到合适的仪器模型，她便尝试自己制作或改良教具。以科学教材“植物向光性”一课为例，为让学生教育家EDUCATOR寻找大国良师25科学了解植物胚芽向光弯曲生长的原理，沙琦波设计了一个类比实验。她找来两条大小、形状相同的铁片和铜片，紧紧地将它们铆合在一起。加热后，由于相同条件下，铜受热后的膨胀速度更快，很快超过了铁片的长度，并向铁片一侧侧弯。通过观察实验，不少学生一下子理解了胚芽细胞向光生长的过程。“不做实验，或许学生也能直接将结论背下来，但单纯的记忆过程无法帮助学生建构科学观念。自制教具的作用就在于能够清晰呈现复杂现象，让学生看得清楚、想得明白，让他们能够感受自然现象蕴含的科学规律。”沙琦波说道。深入实践，探究生活的智慧2014年，沙琦波调任中小学区级教研员，负责中小学科学及综合实践课程的教研工作。因为兼顾的学科与学段较多，她的视野变得愈加宽广。站在新的视角，沙琦波看过许多科学课堂，她发现，很多教师注重学生的动手实践，不过，他们的目标往往在于让学生熟练掌握教材中的操作技能。“可是将来有多少学生会在实验室操作科学教材里的实验呢？”每每向授课教师提问后，沙琦波自已也会陷入思考。她认为，科学这门课程应该让学生学会科学知识，更应帮助他们获得了解和探索世界的能力。一些学生毕业后，之所以不能灵活应用科学知识，不是因为学习成绩差，也不是因.为所处环境缺少相关科学因素，而是他们仅掌握了实验室里的“死知识”，没有生长出自主探究的能力。这样一来，一旦脱离熟悉的问题和情境，学生就会因为“没学过”而不知所措。2018年，沙琦波带着新的思考回到了学校。她提出建构“初中科学6 E实践作业”，即立足挖掘（Excavation）、探索（Exploration）经历（Experience）延伸（Extension）迭代（Evolution）、评价（Evaluation）6 个环节，对来源于教材、自然、社会的实践作业重新架构，帮助学生学会“为什么思考”“怎样思考”。讲到二氧化碳的物理性质时，沙琦波带学生来到实验室，她为每个人准备了两个空针筒，请他们分别吸取30毫升的水和二氧化碳，再将吸取的二氧化碳全部注入吸有水的针筒。静置一分钟后，她提问：“吸有水和二氧化碳的针筒现在显示的体积是多少？”有学生回答：“48毫升。”她又问：“为什么二氧化碳和水的总体积变小了？”学生说：“应该是二氧化碳藏到水里面去了。”沙琦波点头表示赞同，继续问：“那为什么会是4 8 毫升呢？之后学生便开始讨论，有人说可能部分二氧化碳还没有溶解，几分钟后体积可能就会变得更小；有人说集气瓶中的二氧化碳纯度不足，混入了其他不能溶于水的气体；还有人说吸取的水中有溶解的二氧化碳，目前溶解度已EDUCATOR教育家26寻找大国良师接近饱和在沙琦波看来，用一瓶汽水就能为学生讲清二氧化碳溶于水的道理，之所以要花费这么多时间，是为了让学生能够结合实际提出问题与猜想，学着分析标准答案之外的多种可能。沙琦波对学生探究能力的培养不只发生在课堂。每年寒暑假期，她都会为学生布置一份实践作业清单，比如参观附近的自来水厂和污水处理厂，让他们了解净化污水的整套流程，再借助所学知识与网络，小组合作设计能够净化校园污水的简易装置。学生上交作业后，沙琦波还会让他们进行全班展示，请其他小组进行打分，共同总结、归纳每个装置的优缺点，并对原有装置加以改进。又如，请学生做好垃圾分类的背景调查，之后组织他们去垃圾处理厂了解垃圾分类的价值及垃圾燃烧发电的原理，并在民间寻找、验证“变废为宝”的方法。周末空闲时，她还会带学生走进田野，观察不同植物的花与果实的特点，看植物对光照的刺激会有哪些反应；与学生一起参加农忙，学习农民挑选种子的经验与方法，探索密度和浮力的应用沙琦波表示，每个学生都应该重视自然和社会这两本“活教材”，认真钻研过后，往往会发现许多生活的智慧。教学“快车道”，助力提升科学思维在教育信息化快速发展的背景下，沙琦波申报了“指向核心素养的信息技术与科学教学融合的实践研究”课题。经过阅读大量案例，她发现部分教师对于信息技术只是“为了应用而应用”，不仅没能充分挖掘信息技术的使用价值，还给日常教学带来了负担。沙琦波认为，信息技术有多种形式，如果教师不加筛选地利用，课程反而会被工具所绑架；只有按需取用，才可以进入教学的“快车道”。她指着工位上的传感器举了一个例子一一探究“做功改变内能”时，有教师会演示“变色魔术”实验，如果只是想让学生通过观察纸团颜色变化理解气体做功的过程，只需借助感温变色纸团与带活塞的针筒即可实现；如果还想进一步探究实验中“做功与温度的关系”，则可以再利用传感器精确记录温度变化的数据，为学生解释现象与数据的关系。信息技术能够对教育发挥什么样的作用，关键在于使用者如何应用。在沙琦波看来，信息技术融合科学教育真正需要解决的问题，是有效帮助学生树立科学思维。“之前由于技术限制，部分实验难以在课堂上操作，不少教师便直接让学生掌握结论，忽略了结论得出的过程，这也就跳过了学生概括客观事物、建构思维模型的环节。”经过总结和提炼，她提出适配不同课型的信息技术应用方法新授课应注重过程。可用交互技术、Flash等信息化工具，让学生以现象为起点，一步步了解得出结论的全过程，实现认知的层层递进。沙琦波举例，在探究实验“影响声音高低的因素”中，教师可以连接电脑与振动频率传感器，让学生一边倾听不同乐器发出的声音，一边观察电脑屏幕上的波纹线，通过对比，学生就可以自主总结声音高低与物体振动频率的关系。复习课应注重连通。可通过在线微课、微课板等平台帮助学生串联高频重难点，建构知识体系，分类、比较各个模型之间的异同。相比于检查背诵、设置填空题等方式，沙琦波更喜欢尝试借助信息技术诱发学生动脑思考。带学生复习“叶片结构与功能”的课堂上，她编制的Flash拼图游戏，可以让学生根据各部分“零件”的形状还原完整的叶片结构，加深对“叶”的整体把握。实验课应注重发现。可借助传感器、同屏技术等，让学生直观地感受物体的变化过程，从不同角度观察、思考问题。一次，沙琦波发现部分学生常在“匀速直线运动二力平衡”图像的问题上出错，关于这部分内容，教材中只探究了“静止状态下的二力平衡”，并以“物体静止时得出的结论同样适用于物体做匀速直线运动时的情形”一句带过，省略了实验的具体过程、数据的测定来源，以及数据与图像的关系。她觉得，这或许正是问题的症结所在，于是拿来马达和钩码，让物体带着钩码分别做向上和向下的匀速直线运动，再连接力传感器与光电门，将随时间变化测定的拉力数据实时呈现在电脑屏幕上，之后学生就能将这些数据绘成“s-t坐标图像”。今年7 月，沙琦波主持的信息技术与教学深度融合：初中科学2 0 年探索项目荣获基础教育国家级教学成果二等奖。她真诚地希望，每一名科学教师都能为指向核心素养的科学教育书写美好未来，为教育“双减”中做好科学教育加法贡献荧荧微光。教育家EDUCATOR