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数智化转型中的科学学科高阶教学探索

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2025年11月6日下午,上海市中小学教学数智化转型交流展示活动(义务教育科学学科专场)在上海市西南位育附属实验学校举行。本次活动由上海市教师教育学院(上海市教育委员会教学研究室)主办,上海市徐汇区教育学院承办,上海市西南位育附属实验学校协办。上海市教师教育学院(上海市教育委员会教学研究室)义务教育科学教研员沈慧丽、上海师范大学基础教育处处长郭长江、华南师范大学德育与教师发展系主任左璜、上海科学技术出版社科学编辑部吴玥、新教材责编何孝祥、上海科技教育出版社焦婧茹、中国福利会少年宫张鑫、徐汇区义务教育科学教研员李秀滋、于琪等老师共同出席。来自广州越秀区骨干教师代表、上海市各区义务教育科学学科教研员、中小学数智化转型项目成员、科学学科中心组成员、各区中小学科学学科骨干教师代表、上海市缩小城乡学生科学素养差距项目组成员、第八期科学学科青年骨干教师研修班成员、徐汇区义务教育中小学科学教师也参加了此次活动。

本次活动由教学观摩、校长致辞暨主题发言、主题交流、主旨报告和专家点评等部分组成。

教学观摩

西位实验姚俊岭、叶洲、吕可为三位老师分别执教五年级第一学期第五单元《我们周围的大气》第1课时《空气的成分》、二年级第一学期第四单元《小小工程师——纸桥》第2课时《任务与要求 设计与制作》和六年级第一学期第二单元《能与生活》第7课时《如何安全用电》三节展示课。

在《空气的成分》一课中,姚俊岭老师以“我是环保小卫士”为单元任务导入,引导学生围绕“空气的成分”展开探究。通过阅读资料、圈画关键信息,学生初步构建对空气成分的认知;在“观察蜡烛燃烧”与“探究蜡烛熄灭原因”的实验中,借助氧气传感器与二氧化碳传感器实时采集数据,将看不见的气体变化转化为可视化数据,推动学生从现象出发,提出猜想、开展实验、分析数据,逐步建构“燃烧消耗一定量的氧气”的科学概念。在数字化教学系统的助力下,不仅提升了实验的精准度,也增强了学生的证据意识与逻辑推理能力。

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在《任务与要求 设计与制作》一课中,叶洲老师以工程思维为主线,引导学生从“发现问题”走向“设计改进”。学生通过回顾纸桥承重测试中暴露的问题,明确“设计并制作不同的夹层增强承重”的任务。在“设计不同的夹层”环节,学生绘制草图并借助平板电脑上传展示,开展小组互评,优化方案;在“制作不同的夹层”环节,学生依据设计图动手操作,通过折、裁、黏等方式完成夹层制作,体验从图纸到实物的工程实践过程。数字化平台的运用实现了设计思路的即时共享与评价反馈的高效互动,促进学生的系统思维与合作能力的发展。

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在《如何安全用电》一课中,吕可为老师以“电路火灾视频”创设真实问题情境,激发学生对用电安全问题的关注。通过“观察镍铬线温度变化”的教师演示实验,学生初步建立“电流增大→温度升高”的认知;随后,学生分组操作家庭电路模拟装置,借助电流传感器与温度传感器记录数据,分析用电器数量与电路安全之间的关系,理解“电能转化为热能”背后的科学原理。本节课还通过观察熔断器实验、诊断家庭用电隐患等活动,将科学知识转化为生活实践,强化学生的安全用电意识与技术应用能力。

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致辞暨主题发言

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三节精彩的教学展示后,老师们齐聚主会场。上海市西南位育附属实验学校党支部书记、校长孙爱军致欢迎辞并作“数智赋能,科学致远——培养面向未来的创新者”的主题发言,从理念目标、课程体系和行动策略方面阐述了学校科学教育的顶层设计,并就数智化解决新时代科学教育痛点的新路径以及学校运用数智技术从“教、学、评、管、创”等多个环节重塑科学教育的探索实践进行分享。孙校长表示,数智赋能科学教育是一条充满挑战与机遇的道路,它不是技术的简单叠加,而是教育理念的重构与教学模式的革新。学校应当以此为契机,让科学教育真正成为“点燃思维火种”的引擎,激发学生的创新能力。

主题交流

随后,上海市奉贤区金海小学李沛婷老师、上海市松江区第二实验小学康晶老师以及上海安生学校徐清如老师分别就《数智化技术助力的科学学科微项目学习》《数智赋能的探究活动设计》《智能体支持的初中科学学科工程实践教学》为题进行交流。

李沛婷老师以上海科学技术出版社《科学》二年级上册《小小工程师——纸桥》单元为例,介绍了数智技术与科学微项目融合,助推学生探究思维发展的实践路径。

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康晶老师则以上海科学技术出版社《科学》一年级下册《不同的纸》一课为例,从设计意图、实施过程、效果分析三方面分享了通过“三个助手”数字化平台和人工智能软件为课堂探究有效赋能的做法。

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徐清如老师从落实科学新课标中工程教育面对的课堂现实困境切入,以上海科学技术出版社《科学》六年级上册《小小工程师——节能小屋》单元为例,详细介绍了依托智能体平台课前数据诊断,精准定标;课中为情境设计、信息采集、建模和数据分析、方案迭代优化等多个环节赋能;课后开展多元评价等实施过程,让学生的工程素养得以跃升。

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主旨报告

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上海市教师教育学院(上海市教育委员会教学研究室)义务教育科学教研员沈慧丽老师为本次活动作《数智化转型中的科学学科高阶教学探索》主旨报告。沈老师阐述了高阶教学的定义与数智化融入的科学学科高阶教学关键特征,明确数智化转型中的科学学科高阶教学探索是科学学科在素养导向与数字化转型背景下的教学改革,提出了践行素养本位的单元教学、开展指向高阶思维发展的学科实践、应用数智技术全面赋能教学三个实施路径;并以此次活动中三节观摩课和老师们分享的项目为例,详细解读了内容组织逻辑化、实验活动精优化、互动交流效能化与评价伴随多元化四条高阶教学策略。沈老师希望科学老师们能够携手同行,共践科学学科在素养导向与数字化转型背景下的教学改革。

专家点评

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上海师范大学基础教育出处长郭长江老师对本次活动给予了充分肯定。并针对姚俊岭老师执教的《空气的成分》一课中课堂开放性赞赏有加,课堂上学生的精彩的提问正是科学思维火花碰撞的呈现,在本节课中学生提出的“氧气被二氧化碳转换成二氧化碳”这一不严谨却充满想象力的猜想,教师并未直接否定,而是敏锐地将其转化为宝贵的教学契机,这个源于学生的真实问题,极大地激发了他们的探究欲,使后续实验不再是验证已知结论的流程,而是解决自身困惑的真实探索,这样的课堂真正促进了学生思维的发展。

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此次活动为数智赋能的科学教育提供了碰撞思想、分享经验、凝聚共识的平台。数智化转型需要每一个教育人共同探索、形成合力。未来,徐汇教育将继续精研深耕,以学科核心素养为导向,数智赋能,推动科学学科高阶教学的转型,共同书写科学教育的新篇章!

供稿 :王霞(西位实验),于琪  供图: 江楓(西位实验) 编辑: 张瓅  审核: 浦正权