建設交互學習的家庭實驗室

史豐華

雖然每個小學都有實驗室，但實驗室與學生的生活并不親近，一周最多兩節的科學課遠遠滿足不了他們對科學的好奇心。雖然我們學校在科學實驗室的建設上投入很大，而且每天下午的社團時間實驗室也對學生開放，但是依然只能滿足少部分特長學生的學習需求，并不能讓全校每個學生都親自動手參與實驗。學校如何才給每個學生創造空間開展科學實驗？家庭實驗室項目讓我們看到了希望。

家庭實驗室項目將科學教育由課堂延伸至課外，彌補了常規科學課堂在時間和空間上的不足，實現了人人參與、人人發展、人人都能體驗科學探究的教育價值。家庭實驗室鼓勵學生從生活出發去發現問題，從興趣出發去研究問題，重視學生在探究過程中的動態生成，在尊重學生個性發展的同時，提高他們解決問題的能力，培養其科學精神。基于我校科學教師團隊的特點與現狀，我們打造了以交互學習為特點的家庭實驗室項目。

打造適宜的外部條件

1.基于學生心理特點建設“三個中心”

學生對新知識的掌握需要經過“認知—學習—應用”三個階段，學校據此打造了小學生認知中心、學習中心、應用中心三個平臺。

認知中心是通過研究人的認知過程來探索學習規律，主要激發學生學習科學的興趣，倡導學生是學習的主體，實現主動學習。

學習中心是通過課程集群教授相關課程，以項目做導向，通過團隊的形式一起來學習相關知識。

應用中心是通過系列主題活動，創造學生應用科學的機會，讓他們大膽展示自己，并促進自身個性化發展。

2.基于校本化實踐建設家庭實驗室師資與課程

隨著校本課程的不斷實施和完善，圍繞家庭實驗室又衍生出了新的學習方式和課程類型。2017年，我校完成了全校無線網絡覆蓋，學生帶著iPad進入了校園，在教師的指導下利用網絡學習語言，在學校門戶網中設立漢字學習平臺和CCtalk學習平臺，學生可以隨時隨地向來自全世界的科學名師求學，學習相關科學知識。

此外，在校本課程中添加了科學啟蒙課程、實驗探究課程和創新應用課程，構成了學校特有的課程集群。在層層推進的系列課程中，學生感受著來自不同風格的教師帶來的課程體驗，在這個過程中也找到了科學學習的方法和展示自己的舞臺。

3.基于家庭實驗室需要組建師資隊伍

學校依托家長資源、社會渠道積極與外界專家溝通，建立了一支服務于家庭實驗室建設的專業隊伍。隊伍由管理團隊和研發團隊兩部分構成，管理團隊負責家庭實驗室的建設規劃與實施，研發團隊則負責課程的設計、實施與評價。兩個團隊相互合作，為學生在家庭的科學學習保駕護航。

倡導多元的教學方式

1.深度挖掘課內實驗

由于時間和空間的限制，課堂科學探究理應被重視的觀察和實驗部分往往流于形式，借助家庭實驗室將課堂實驗與家庭實驗結合起來，不斷挖掘和拓展，不僅能讓學生的觀察和實驗更加深入，更能讓他們在充足的時間和空間內學會科學研究和思考。

以四年級“養蠶”內容為例，從個性化探究計劃的制訂，到按計劃有目的地探究，最終解決問題，學生的思考力、行動力和創新力都能得到很好的激發和發揮。這種結合課內實驗的延伸探究，不僅能很好地補充課內探究的不足，還能讓學生有更多時間和空間上的探究自由，充分發揮他們的主觀能動性，進一步激發他們的探究興趣，讓探究成為他們科學學習的習慣和常態。

2.創新開設線上實驗

為了更好地激發學生的研究熱情，拓寬分享交流的平臺，我們與滬江CCtalk直播平臺合作，嘗試利用直播平臺促進學生的學習。學校的馮浩鈞同學癡迷于研究小動物，他通過家庭實驗室開展觀察研究，不僅對小動物的習性、行為有了更深的了解，還當上了公眾號《輕松科普》的小編，發布了《行軍蟻》等許多小動物的觀察日記。為鼓勵馮浩鈞同學更好地發揮優勢，學校提供平臺讓他借用CCtalk進行網上直播。于是，他將自創課程“小動物大世界”搬進課堂，搬上直播平臺，面向全國的觀眾分享他的家庭實驗研究成果，與大家交流他的所學、所思、所感。

3.大力開發課程群落

家庭實驗室不僅改變了學生，也成就了教師。在家庭實驗室的平臺上，許多科學教師不再局限于課本知識的傳授，而是向創新科學課發起挑戰，“洗衣服的學問”“維生素C的秘密”“神奇的非牛頓流體”等精彩的創新課程，在全區、全市乃至全國的公開課舞臺上精彩綻放。

我們傾向把家庭實驗室看成是一場“師生共玩”的游戲，在這場有規則的“游戲”中，誰都可以玩，誰都可以玩得精彩。正是基于這樣的平臺與理念，學校的課程影響力越來越大，形成了許多品牌課程，如“石頭課程”“藥你好看——中草藥課程”“金薔薇課程”“草木染課程”“一路郵你課程”等。這些課程在家庭實驗室中萌生，在校本化實踐中成長，又慢慢衍生出更多的課程。

4.搭建系列評價平臺

為更好地體現和開發家庭實驗室的教育內涵，提升其教育價值，我們設計并搭建了家庭實驗評價的系列平臺，有校園科技節、專題報告會、實驗成果墻的集中展示，有校刊、校園網、微信公眾號等宣傳陣地的側重推介，還有網紅科學小達人、優秀家庭實驗室的評比，這些平臺有效地引導學生不斷瞄準更高的科學探究目標、追求更優的科學探究成果。

收獲意外的教學驚喜

當家庭實驗室項目剛剛在學校實行時，我們一度以為這只是一種好玩又有趣的科學探究模式而已，但是隨著項目的深入，我們發現家庭實驗室就像一張巨大的網，將學校上千家庭、上百教師都凝聚在了一起，實現了學校、學生、家長三位一體的教育模式。

1.家庭更齊心

我們鼓勵家長與學生尋找共同的研究主題，有了家長的陪伴，學生動手實驗也更加安全有效。家庭實驗室項目中，學生的學習從學校延伸至家庭，從家庭延伸至社會、自然，激發了家長對于課程建設、學校文化的認同感。學生和家長共建、共研、共創，不斷收獲生命成長的幸福感和自信力。

前面提到的馮浩鈞同學的爸爸，正好在當地動物園工作，父子倆加入家庭實驗室項目之后，便在家里設立昆蟲實驗室，以便更好地觀察和研究。父子倆除了自己查閱各種相關書籍、觀看紀錄片，還向專業的動物研究員請教。馮爸爸說：“以前覺得自己天天和動物打交道很枯燥，但自從孩子以動物飼養作為家庭實驗室的研究項目后，我重拾了對工作的興趣。我愿意指導更多的孩子飼養他們喜歡的動物，讓他們感受生命的魅力。” 在馮爸爸的組織策劃下，去年寒假，全家人走進海南五指山，在旅行的同時展開了屬于他們的科學考察之旅。他們通過直播平臺向大家分享旅途見聞：千奇百怪的小動物，尖峰嶺國家森林公園里現實版的“大板根”“絞殺”“天窗”“空中花園”，還有當地淳樸有趣的民風民俗。

2.家長更主動

學校通過發布首批家庭實驗室家長導師線上招募令，讓很多從事科研或愛好科研的家長積極加入導師團隊，成為學校的科學特聘教師，學校依托他們對學生進行指導，開展豐富多彩的公益課堂。

小瞳是家庭實驗室項目中的一位普通小女孩，爸爸是大學教授，承擔了很多編程及機器人方面的項目。小瞳受爸爸的影響，從小就對編程和機器人十分感興趣，剛上二年級就成為學校的“創客達人”，包攬了許多省市級創客競賽大獎。抱著試試看的態度，我們征詢小瞳爸爸意見，看是否可以來校為孩子們教授編程和機器人知識，結果他欣然同意。小瞳爸爸和小朋友一起玩編程，一起研究機器人，他沒想到，除了自己的女兒，還有這么多熱愛編程和機器人的孩子。得知學校也有編程社團、機器人社團和3D打印社團，他便主動提出愿意作為課程導師，來校為學生開展公益課堂，甚至將自己的項目帶到學校，與學校的教師和學生一起研究。

3.家校更和諧

為了更好地實施課程和指導，班主任和科學教師組成了社區導師團，分別對口聯系不同年級、不同班級，同時通過微信、視頻等網絡方式指導家庭實驗室的學生和家長開展家庭實驗活動，及時了解他們的實驗進展和問題。師生互動、親子互動、家校互動，推進了家庭實驗室的深入開展，點燃了學生對于科學的熱情，切實提高了他們的科學探究和思維能力。

家庭實驗室在我校已經運行兩年，吸納參與家庭數量達到150多個。累計線上直播40余次，直播視頻累計播放量達到20000余次。這樣的數據背后體現了家庭實驗獨有的科學魅力，也驗證了大數據、互聯網時代下新的教育方式在學校改革中的成功。