一、 开发背景

近年来，国内上至国家教育行政管理层、下至社会各类教育相关机构、以及众多的家长越来越重视科学教育。2017年2月15日，教育部发布了《义务教育小学科学课课程标准》，规定从2017年秋季起，小学科学课程起始年级调整为一年级，而此前科学课程的设置从三年级开始。（上海于1979年率先从一年级开设科学活动课，探索儿童早期科学教育的必要性、可行性和基本教学形式。）另一方面，很多的社会教育培训机构也开始介入科学教育，甚至出现了一些专注于科学教育的机构或者社团。越来越多的家长也意识到儿童天生对科学的兴趣，会创设一些条件让儿童学习科学知识或者参加科学相关的探究活动。

与此同时，国际上也涌现了一些新的科学教育方法、理论，模式。比如起源于美国，倡导个性化和创造力，提倡学科整合和融合的STEM教育。还有诸如PBL（基于项目的学习），创客教育（Maker），探究式学习（Inquiry）等等科技教育相关的新名词。

然而，由于我国的科学教育的研究相对起步晚，对科学教育的核心问题的探讨仍处于初始阶段，缺乏对儿童科学学习与探究的规律、特点、过程、机制以及影响因素等问题的深入研究。

（一） 课程标准要求

课程主题主要从小学自然课程内容中选取，因此主要参考《上海市小学自然课程标准》设计本课程。在小学自然课程标准的课程理念中有以下建议：“关注学生学习的过程，通过创设学习情境、开发实践环节和拓宽学习渠道，帮助学生在学习过程中体验、感悟、构建并丰富学习经验，实现知识传承、能力发展、积极情感形成的统一。”“重视培养学生动手、勤于实践、勇于创新的意识、习惯和能力。”“重视课程内容的基础性和可发展性，从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面拓宽基础内涵，改变课程内容繁、难、偏、旧和脱离学生实际的现状，精选学生终身学习必备的基础内容。”“完善学习方式，拓展学习时空（倡导做、想、讲有机统一的学习过程；加强学校、社会和网络教育资源的同步建设，重视课内、课外多种学习途径的结合，重视学校课程和更广泛的社会实践的有机结合，形成丰富多彩的学习环境。）”

本课程主题均为小学自然课程中的动手制作类内容，属于小学自然科学的物质世界领域。在《上海市小学自然课程标准》中提出“以贴近学生生活的内容为载体，为学生创造充分的动手和探究的机会，激发他们探究的兴趣和欲望，让学生体验科学探究的过程和科学技术与人类活动的密切关系”的课程实施建议。

（一） 学情分析

上海的学生相比国内大多数的城市学生有更广泛的科普阅读视野，更丰富的科普场馆的参观体验，但是科普阅读和科技场馆游览常浮于视觉上接受输入科学知识这样的浅层学习（常表现为“我看到过了”），学生缺乏深度参与科学探究项目的过程体验和经历，缺少从学生自身出发的科学知识构建。

在我校的学科建设中，关注学生的学习需求与学习兴趣，在2016学年中，笔者曾设计调查问卷对我校高年级学生不同拓展课程的学习情况进行了调查，结果分析表明我校的学生主要对动手制作或实验、身体运动类课程的学习兴趣与学习需求最大。然而，在课程实施中，受课时、课程设置等限制，每学年仅有很少部分学生能够深度参与动手制作类拓展课程学习，更多的学生就是在日常的自然学科有限的课时中接触一些涉及制作类课程内容。

针对学生的深度科学探究体验匮乏，我校自然学科组每学期都会选择课程中的个别主题，组织各年级学生开展长周期探究活动，但是在主题内容的选取上，经常以植物的种植、动物（蚕宝宝、蜗牛等）的饲养、社会调查为主，对于制作类的内容开展深度探究体验活动较少。

此外，近年来，我校响应市教委号召，每学期都会组织全体学生走进不同博物馆，开展博物馆日活动，科技馆是我校每年必去的博物馆场馆之一。虽然针对不同的博物馆，我校已经开发了一些博物馆课程，但是课程内容仍有待补充和丰富，博物馆课程与学校课程也有待进一步的进行资源整合，馆校课程的实施也有待与学校各项教育教学工作的协调与整合。

（二） 场馆资源分析

本课程主要涉及场馆资源为上海科技馆的“智慧之光”展区。智慧之光展区设置了七十余件互动展品，让参观者体验数学、物理、化学、生物等学科的基本原理。在科技馆组织的教师座谈与参观活动中，我发现与小学科教版《自然》教材知识点相关联的展品主要有“环形激光琴”（五年级 智能控制）、“能量穿梭机”（四年级 能量的转化与转移）、“高空骑车”（四年级 物体的稳定性 重心）、“热动水车”（五年级  新材料）、“定动滑轮”（五年级 简单机械）、“沙水拨鼎”（三年级 空气压力应用）等。

在馆校合作课程中，科技馆智慧之光展区的深度参展设计分低年级（一、二年级）和中高年级（三-五年级）进行，科技馆方提供适合不同学龄学生的展品导览和介绍，如能设计科学实验小展台进行互动更好。

（三） 设计思路

本课程设计主要参考了“做中学”“PBL”“STEM”的教育理念，拟通过制作类学习内容的深度参与，有意识的构建学生的探究学习过程，培养学生科学探究的兴趣与自信心，鼓励小学生更加积极主动的参与科技制作的探索与尝试。在制作的过程中自然而然的萌发对科学概念及相关知识点的研究兴趣，形成相关科学概念的理解和认知，积累解决问题的技能、方法，并在老师的辅助下完成制作，收获属于自己的独一无二的作品。

在每一个制作项目中，学生的学习阶段主要分为“观察与制作”“交流与展示”“拓展与延伸”三个学习环节。通过学生自主的观察与制作活动，鼓励学生自主探究，以及在探究过程中观察、思考和发现；通过交流与展示，提高学生的语言表达，同伴学习能力；通过拓展与延伸，鼓励学生修改方案或者尝试不同方案甚至创造新的方案，丰富自己的学习活动。

此外，通过科技馆“智慧之光”展区的浸润式的参观活动，让不同年级学生通过浸润式参展，受到不同程度的科学触动，并且能对自己的作品进行修改或者修改创想，最终转化为学生科学探究的持续动力。

二、课程目标

1、通过制作项目学习，能够在制作过程中习得相应学年段所需达到的知识目标。如一年级学生通过《简易橡筋琴》项目能够意识到有不同的声音（轻响、高低、长短）；二年级学生通过《自制简易小车》项目懂得力让小车运动；三年级学生通过《安全的脚手架》项目发现三角形结构更稳定；四年级学生通过《神奇不倒翁》项目知道重心越低越稳定；五年级学生通过《自动开关》项目能够发现简单机械能为人类生活提供便利等科学知识。

2、能够积极主动的参与并熟悉“观察（设计）与制作——交流与展示——拓展与延伸（馆校结合完成）”制作类科学项目的学习过程。

3、通过本课程系列制作类项目的学习，逐渐培养学生的观察、制作、展示、提问、交流、反思等科学学习需要的相关技能。

4、通过动手制作，科技馆深度参展活动，培养学生科学学习的自信心，保持和激发学生持续开展科学探究的兴趣。

三、重点和难点

上述课程目标中1、2、3、4为重点， 3、4为难点。

四、课程内容

（一） 选取原则

本课程内容主要来源于小学各个年级自然科教版教材（具体参见上面表1），选取内容的具体学习目标参见下面表2。

（二） 内容架构

本课程与校内的《自然》基础学科教学相结合，结合基础学科课程教学的进度，在校内分年级开展五个主题活动版块的长周期探究活动，然后将课程的科技馆智慧之光展区的参展活动学习与学校在科技馆开展的博物馆日、春秋游以及科技研学活动等进行协调与整合，在参观科技馆活动的年级或者班级进行智慧之光展区的深度参观活动，并设计针对不同年级的多种参展方案供配套实施。

（一） 组织说明

学校参观科技馆活动的组织安排受各方面条件影响，比如众多博物馆的参展活动统筹、旅行社配套衔接、学生自然课程学习状况、活动开展时间与课程进度的匹配情况等等。在实施科技馆参展活动前，需要根据参观学生所在的年级，参观的时间，参展的人数，参展的目的以及科技馆方能够提供的参观支持等选择合适的预备方案，并对方案进行展前调整，以及参展后对方案调整说明的小结和整理归档。

一般情况下，我校学生在小学五年的学习中会有一次由学校组织的科技馆参展活动，活动时长大约是一天，但是学生参观科技馆时可能正在上一年级，也可能上四年级。此外，还需要看活动开展的时间是在上半学年还是下半学年，学生该学年的自然课上相应的主题知识是否已经完成相应的学习进度。

比如，如果参观如果是在五年级上学年（9月-12月）进行，那么五年级下的《简单机械》《智能控制》等相关内容就还没有学习，学生的参展方案可以选取四年级《神奇不倒翁》活动配套的科技馆参展方案，或者对1-4年级的活动进行整合重新设计，也可以针对五年级下的校内主题内容设计在科技馆的活动前的预参观活动。

实施科技馆参展活动前需要对活动过程进行分时段的活动内容设计，根据活动目标和活动内容设计学生参展的任务单和评价表，协调科技馆提供相关的展教服务项目，并安排相应的活动负责人。在科技馆智慧之光展区参展活动之后，对学生的任务单以及评价表进行收集和及时的分析反馈，小结汇总。

五、课程实施

(一) 课程设置

1. 课时安排：

将该课程与小学各年级《自然》课程开展的长周期探究活动结合，课程对应学年的学生通过4个课时的课内学习，参与该学年对应的制作类项目探究项目，每个制作类项目开始时，由自然老师发放项目任务单，项目结束后，收回进行相应的教师评价，并进行反馈。如一年级校内长周期探究项目《制作迷你橡筋琴》，三年级校内长周期探究项目《安全的脚手架》，附件1、附件3为相应的校内自然课程长周期探究活动的任务单（含学生自我评价表，教师评价表）。

将该课程与学校的博物馆日活动结合，在科技馆博物馆日活动中，组织参展的学生完成科技之光展区的深度参观活动，并完成相应的学习任务单。科技馆的参展活动分年级开展，展馆课程分低年级课程（一、二年级）和中高年级课程（三、四、五年级），学生的参展任务单分年级设计，如附件2、附件4为相应年级学生参与科技馆场馆活动的任务单（含学生自我评价表，教师评价表）。

2. 活动地点：

1) 校内：教室

2) 校外：科技馆智慧之光展区

3. 活动资源：

1) 校内：项目相关辅助材料。

2) 校外：科技馆展览资源：探索之光展区；人力资源配备：区域讲解。

六、课程评价

在《淘淘丫丫玩科学》课程的学习中，主要基于以下几个原则设计学生的学习评价表。

（一）将学习评价融于学习过程，学习评价指导学生的学习过程。

课程学习后学生提交的作业单主要由学生的《淘淘丫丫玩科学——分年级制作类项目任务单》和分年级的《科技馆智慧之光展区深度参观任务单》组成。作业单将学习过程与学习评价进行融合，既是学生学习的任务单，也是学习的评价单。以附件2一年级参观科技之光展区作业单的自我评价为例，评价表中包括了“文明有序参观”“听从工作人员/老师的安全提示”“参与体验科技之光展区的展示项目”“记录自己的参观体验”“完成任务单”等具体的行为评价指标，对学生参观的指导性强，学生在参展中，通过任务单对自己的参展活动进行反思、调整和评价。

（二）针对不同学龄的学生设定不同的评价指标，提升学生科学素养。

由于项目的设置与实施对应不同年级自然课程学习以及博物馆日活动，因此，在纵向上，学习评价的侧重点略有不同。如学校项目学习中在低年级侧重评价学生观察、展示能力，鼓励学生动手尝试，学会向同伴学习；在中高年级评价侧重设计、反思、合作，制作并反复调整修改的能力。在科技馆科技之光展区的参展中，同样因学生学龄不同，设计不同的评价目标来指导学生的参展活动，低年级指定展品项目观察体验以外，侧重鼓励学生寻找和发现自己感兴趣的展品项目以及与同伴对喜欢展示项目的交流和表达；中高年级有目的的观察体验指定展示项目，思考背后的科学原理，并鼓励学生寻找材料自己动手制作科学实验装置。

（三）评价表积累学生的学习成果，培养学生学习科学自信心。

评价表通过学生的作品秀记录学生的系列作品，积累学生的学习成果，教师亦可以收集学生的作品，通过各种形式的展示，分享给更多的学生，让学生通过作品秀获得更多的学习成就感，培养和提高学生学习的自信心。此外，学生通过作品秀观摩，通过观察、思考，内化为自己的制作能力，学生也能够从同伴的作品获取创作的灵感，对自己的制作过程、制作细节进行调整，从而生成更优秀的作品，激发学习的积极主动性，获得自主学习的自信心。