顾军荣，北京市顺义区教育研究和教师研修中心科学教研员、高级教师。被聘为北京市中小学教师信息技术应用能力提升工程培训优秀区级辅导员和北京教育学院高级研修中心新任班主任专业素养培训指导教师。主持“基于STEM教育理念下的科学课堂教学实践研究”和“指向学生问题解决素养的学习活动设计的实践研究”等课题研究。论文《基于STEM教育理念以学为中心的科学实践活动设计初探》《2020，我们的线上教学》等荣获市级奖项。

[摘   要]为有效开展科学研讨，提升教师的问题解决素养，研究者从区域实践出发，以科学实践活动设计为例，探讨共同体教师在转变观念、确定内容、实施过程、固化成果等一系列研修活动体验中，完成教师研修课程的自主建构与使用路径，以切实提升教师自身洞察问题和解决问题素养。

[关键词]科学实践活动设计;研修课程;问题解决素养

为了全面深化课程改革，落实立德树人根本任务，2019年11月，教育部连续发布《教育部关于加强和改进新时代基础教育教研工作的意见》《教育部关于加强初中学业水平考试命题工作的意见》《教育部关于加强和改进中小学实验教学的意见》等重要文件。文件要求：夯实基础，开齐开足开好国家课程标准规定实验，切实扭转忽视实验教学的倾向;拓展创新，不断将科技前沿知识和最新技术成果融入实验教学，丰富内容，改进方式;注重实效，强化学生实践操作、情境体验、探索求知、亲身感悟和创新创造，着力提升学生的观察能力、动手实践能力、创造性思维能力和团队合作能力，培育学生的兴趣爱好、创新精神、科学素养和意志品质。为打造党和人民满意的高素质专业化创新型教师队伍，县级教研机构需要创新教研工作方式，发挥教研机构在推进区域课程教学改革、教学诊断与改进、课程教学资源建设、培育推广优秀教学成果等方面的重要作用。而这些具体要求的落地与实施，离不开区级教研员针对不同学科、不同学段、不同教师的实际情况，因地制宜采用区域教研、网络教研、综合教研、主题教研以及教学展示、现场指导、项目研究等多种方式的研修活动，以及教研工作针对性、有效性和创造力的提升。

在国家课程标准要求中，科学学科被安排在初一、初二年级，每周一课时。以北京市顺义区为例，多数学校为单人单岗教学，导致科学教师在校内开展同伴间教学研究受到一定限制，直接影响学生学习和教师发展。从深层意义上看，教学研讨应当成为教师的一种职业生存方式[1]。那么，怎样开展有效的教学研讨，需要教研员持续的反思与实践;如何在初中科学实践活动课程中培养学生科学素养，为学生提供参与“建模、建构科学解释、参与评论与评价（辩论）”等实践、体验和迁移的深度学习活动;如何引导教师扎根本土课堂，创造性地解决实际问题，也就成为区域教研部门亟待解决的首要任务。现以北京市顺义区科学实践活动设计研修课程为例，对教师问题解决素养的培养策略进行说明。

一、实践背景

对本区科学教学现状调研分析发现，目前多数学校属于单人单岗教学，教师在校内缺少相互研讨对象。区域内专任教师只占50%，其余均为兼职，教师流动性较大;其中专业背景为物理学的占43.18%，化学占29.55%，其余为计算机科学与技术、数学、教育学、材料科学等。教师普遍对科学教育理论、课程标准解析与主题单元教学设计、现场课观摩、实验技能培训、教学关键问题研究、学习活动设计与评价方法、课堂评价标准等方面存在学习需求。此外，通过对本区近三百节课进行观察诊断后发现一些突出问题：一是教学目标的制定只是课程目标的重复性描述，没有具体分解到学生学习目标;二是教学重难点与教学目标重复性设计，无法看出突破重难点的具体教学策略和学生学习策略指导;三是教学过程只关注“教什么”而忽视学生“学什么”“怎么学”，以及学习质量的评价方法。

为此，由区级师训部门牵头，顺义区聘请北京教育学院数理学院为本区科学教师量身定制了个性化的科学专项培训方案。师训部门负责统筹协调方案的初期制定与修改、中期反馈与调整、后期总结与评价。区级科学学科教研员负责教学现状与教师需求的调研与诊断，培训方案的修改与完善，过程组织管理与监控，实践追踪与反馈，成果固化与交流。三方具体分工协作和教师参与实施过程的框架如图1所示。

依托上述专项培训计划与方案实施框架，为了聚焦本区实际问题的解决和确保教师深度参与，教研员在组织管理中向教师布置制定科学课堂评价与学生活动质量评价标准、设计教案和学生活动方案等具体任务。通过主题项目活动体验过程，使教师亲身体验学生在活动中的学习障碍点，自己发现并总结归纳出活动的内容、过程、资源、情境等基本要素，并将其作为设计学生科学实践活动的主要内容。为了促进教师学以致用的有效落实，教研员将为期两个月共64学时的短期专项培训课程进行了持续性跟进式研修化处理。围绕科学实践活动设计主题，带领研修共同体教师深度参与指向教师问题解决素养的研修课程的建构与使用。将与北京教育学院数理学院联合组织实施的专项培训转化为指导本区日常科学教师研修活动的理论支撑，将后续教学实践反思作为检验培训效果的评价依据，从而将短期的、阶段性专项培训转化成长期的、以问题解决为导向的、分主题研究的常态研修课程。与此同时，发挥网络在线编辑的优势，针对自选主题单元参考表、单元学习和课时学习教学设计表以及学习活动评价表等教学资源和学习管理工具，在集体网络研修中由研修共同体教师一起共建、研讨、修改、完善，达成共识，同步生成适合各校教师使用又能做到各取所需的教学资源库，从而满足学生多样化发展需求。

二、建构过程与方法

教师专业发展水平是影响学生核心素养培养的关键影响因素之一。由于教师自身发展水平不同，以及所处的教学环境、各校的生源状况等不同，所遇到的教学问题也会有所不同。所以，提升教师自身洞察问题、研究问题、解决问题的能力和勇气就显得尤为重要。研修过程中，教研员指导教师用研究的方法诊断分析学生在知识、能力、认识、观念、行为等方面的障碍点，找到解决问题的思路，鼓励教师在分组体验中分组研修，在课堂教学中各自实践，并力争在建构研修课程过程中向教师演示如何开展、组织日常的科学课堂教学活动。首先，将本区科学教师组建成稳定研修共同体;然后，由科学教研员带领共同体教师围绕真实教学问题展开深入探索，即“观察学生活動表现—反观教学设计—定义发现的问题—分组体验相关主题活动—重新设计学习活动—分组研讨并实践验证设计方案—观课议课并共同研制课堂评价标准—修改完善主题单元活动设计并实践”;最后，由共同体教师一起找到影响学生深度学习的基本要素，围绕这些要素设计出适合学生自主探究的学习活动方案。

1.转变理念

经调查，本区21所学校硬件条件和生源特点存在一定差异，教师面临的具体教学问题也各不相同。如何引导教师利用现有教学条件，从学生认知水平出发，依据科学学习规律，设计学习活动方案是教师必不可少的技能之一。教研员应将每一位教师既视为研究对象，又视为研究者。一是引导教师对学生原有认知特点、学习方式、学习障碍点等方面进行分析;二是指导教师对科学素养等课程目标进行逐级细化，分解成教学目标和学习目标;三是帮助教师设计以科学素养培养为导向的适合学生自主探究的学习活动方案。这样，促使教师成为研修内容的设计者与实施者，以及研修课程的建构者与使用者。

2.确定内容

教研员根据上一学期到学校开展的听评课活动调研以及教师访谈情况确定下一学期的研修课程主题内容。例如，本次科学实践活动设计研修课程就是在充分调研的基础上，将如何选择学习情境与活动主题、如何设计驱动性问题、如何布置挑战性任务、如何组织课堂实践活动、如何评价学习活动质量等教师关心的热点问题等作为具体研修内容。研修过程中指导教师采用问卷调研、学生访谈、活动观察等形式对学生原有认知水平做出不同等级的评估，并对发现的问题进行定义，以此聚焦具体问题，明确研修方向。在依托科学素养内涵与科学实践教育价值及学习进阶理论的基础上，通过观摩优秀科学实践活动案例、总结同类型活动的设计思路及教学流程，分组体验并研讨影响深度学习活动的主要因素，利用驱动性任务鼓励教师自选主题设计活动方案（包括教学设计、教学流程、学习活动任务单、评价单等），组织观课议课等实践活动检验与完善活动方案，评出优质案例建构主题单元活动资源库。实施上述具体内容操作过程如图2所示。

3.实施过程

在充分尊重成人学习规律和特点的前提下，以提高教师个人本质力量为目标，从满足教师自我实现的心理需求出发，通过教学实践捕捉教师发展的源泉和起点，从而培养学科教师解决实际问题的能力，促使教师获得自主发展成为可能。实践证明，研修过程不只是知识灌输，而是一种过程体验，是教研员带领教师理性思考教学的过程，是建构教学设计思维方法和实践模型的过程，是生成一节“好课”框架与标准的过程，是厘清学习活动基本要素和流程的过程。教师完成上述一系列的研修活动一般要经历“两次倒转”[2]的过程（见图3）。

第一次“倒转”是指教师依据课程标准中的主题内容，将人类重点认识成果进行典型化和简约化处理，形成教学材料，设计成具有思维操作和加工对象的学习活动，以任务形式呈现给学生，即第一次“倒回去”，教师要设计出符合学生认知起点的教学设计过程。

第二次“倒转”是指学生从自身认知起点出发，通过完成教师设计的挑战性任务，经历像科学家一样研究、像工程师一样设计和施工、像思想家一样思考和辩论的过程，主动完成科学概念的建构，即第二次“倒过来”，教师要借助课堂的组织与管理激发出学生质疑、批判、推理、归纳、纠结、疑虑等情绪情感的过程。

整个过程要求教师要围绕主题活动的内容、过程、资源、情境等要素进行设计，为学生提供必要的工具，使学生在模仿中建构认知。实践证明，这种“以学为主”的活动设计，既有助于学生在活动体验中完成知识与能力的自主建构，也有助于教师改变以讲授为主的课堂教学方式。

三、实施效果与反馈

在信息时代，如何帮助学生学得迅捷、愉快和深入是教师的价值所在。而如何鼓励学生提出质疑、表达独立见解，如何指导学生使结论更加严密、拓宽思维容量、提升思维品质，是教师面临的实际问题。在研修活动中，教研员借助“澄清—评价—质疑—建议”[3]等工具，鼓勵教师呈现自己模糊不清的科学概念和实际操作问题，提出表达和理解不准确的内容和环节，并对教学设计和学习活动设计提出改进建议，支持教师创造性地解决实际问题。教师在研修中学会了如何使用“澄清—评价—质疑—建议”等工具，并将其迁移到科学课堂，组织学生交流与讨论，深度参与学习过程。可见，只有围绕这些教师关心且急待解决的具体问题展开研究，才会使研修不浮于表面、流于形式。

1.减少拿来主义，形成稳定的教师研修共同体

在实施研修课程之前，大多数教师提出“需要一些现成的好的教学设计”。实践后发现，教师由于缺乏对科学实践类教学活动的深入思考与理解，这种简单的“拿来主义”会造成“满堂灌”“满堂问”，或先完成“学案”再讲解答疑的情况。为此，教研员在征集和考察每位教师不同发展意愿和个人擅长的基础上，对共同体教师分别进行了同质化和异质化分组。同质化分组是将研究兴趣点和发展意愿相同的教师分为一组，便于开展先行的课题研究。异质化分组是按照教师年龄结构、学科背景、研究擅长等差异，将其分配到上述同质化组中，即形成若干个主题研究方向不同的小研修共同体。这种权衡后的分组既保证了组内小研修共同体成员的研究取向一致，又保障了各组研究能力相当。在研修中，发挥每个小组青年教师的信息搜索和加工能力，为解决问题提供参考方案;发挥老教师对学生问题诊断和教学关键问题的处理经验;鼓励中年教师上示范性研究课，将课例作为研修资源，进行听评课研讨，共同研制课堂评价标准和学生活动评价方法。这时教师开始主动将研修活动体验项目带到课堂上，让学生也经历活动体验过程，将学生思维过程的视频或图片分享到微信群，与大家讨论实践体验与感受。这种基于教师体验与实践检验研制的课堂评价标准，不仅有利于教师达成共识，还有助于教师进行持续的反思性实践。

2.减少刚性要求，丰富教师活动体验式研修

在尊重和满足教师个性化发展需求的基础上，尽量减少对教师的刚性要求。教研员将教学关键问题等研修内容，以研制科学课堂评价标准和学生学习质量评价方法等具体任务的形式呈现给教师，教师更乐于主动参与;以活动案例征集与评选的方式，鼓励教师自选主题设计学习活动，更能发挥教师主观能动性;以论坛形式，倡导教师围绕选择活动情境素材和设计挑战性活动等话题展开研讨。例如，教师通过设计并制作净水器活动体验项目学习理念和方案设计与完善的方法;通过制作两栖小车活动体验技术设计基本理念及权衡思想;通过制作超感机器活动领悟创新思想与方法等。

3.增设活动设计环节，提升教师问题解决能力

教师首先完成关于科学实践与科学素养等理论学习，其次参与关于活动设计理念与方法实际应用的分组体验活动，然后围绕“为什么选择这个主题活动、准备了哪些活动资源、活动情境是什么、采用哪些活动方式、怎样评价活动效果”等问题，参考活动设计模板，完成初始选题的活动设计，最后实践检验设计方案并修改完善。目前教师已设计出“制作照相机”“电磁穿梭机”“制作乒乓球不倒翁”等活动。例如，宋方方老师团队以“改善教室内空气质量的建议”为主题设计出了包括“教室内空气质量现状调查”“吸入气体和呼出气体的研究”“改善教室内空气质量建议报告”三个子活动的大单元活动。每个活动从课程目标逐级分解到教學目标和学习目标三个层次，依据目标导向设计出学习活动过程与评价方式，并将课标中关于了解空气成分、认识氧气、二氧化碳等物质的主要性质和用途及制取方法，空气污染源及影响等知识目标内容，转化为学生调研和数据分析、吸入和呼出气体成分检测，运用图表等手段了解内呼吸原理、理解呼吸意义及与人类饮食健康的关系，初步建立世界是物质的、物质是变化的科学观念等具体活动目标。围绕上述分解后的学习活动目标，采用能否向学校提交“改善教室空气质量的建议报告”作为活动的终结性评价。师生围绕报告论点的科学性，论据的丰富性和可靠性等指标评选出优质报告，作为活动过程性评价与监控手段，使学生在整个活动中体验科学表达和交流对社会生活发展的意义，以及探究成果对科学决策可能产生的积极影响，从而使学生获得洞察问题和解决问题的意识与能力。而上述过程能否顺利达成，很大一部分取决于教师是否具备一定的随机应变能力。为此，在教学设计中要增加学习活动设计环节，使教师在设计学习活动过程中充分了解学生认知水平、学习进阶规律以及活动体认的特点等学习活动影响因素，将有助于教师解决活动过程中可能生成的具体问题。

在研修反馈中，共同体教师一致认为：无论是从教学目标和活动目标的制定，还是从教学材料的选择与运用，以及学习活动的设计与评价等方面，问题解决能力均有不同程度的提高。教学研讨与活动体验贯穿整个研修过程，教师在洞察问题和解决问题过程中主动参与教学内容和方法的选择、课堂评价标准的制定、学习活动的设计等建构过程，自然也就成为了研修课程的设计者、建构者和使用者，同时也有效推动了课程改革的深化与教学方式的变革。

参考资料

[1]熊焰.校本教师专业发展研修手册[M].天津：天津教育出版社，2012：37.

[2]郭华.深度学习及其意义[J].课程·教材·教法，2016（11）：25-32.

[3]刘月霞，郭华.深度学习：走向核心素养[M].北京：教育科学出版社，2018.

（责任编辑 姚力宁   校对 郭向和）

作者简介：顾军荣，北京市顺义区教育研究和教师研修中心科学教研员、高级教师，E-mail：gujunrong628@163.com（北京，101300）

基金项目：北京市教育科学“十三五”规划2019年度一般课题“指向学生问题解决素养的科学实践活动设计研究”（课题编号：CDDB19315）