指向教師問題解決素養的研修課程設計與實施

顧軍榮，北京市順義區教育研究和教師研修中心科學教研員、高級教師。被聘為北京市中小學教師信息技術應用能力提升工程培訓優秀區級輔導員和北京教育學院高級研修中心新任班主任專業素養培訓指導教師。主持“基于STEM教育理念下的科學課堂教學實踐研究”和“指向學生問題解決素養的學習活動設計的實踐研究”等課題研究。論文《基于STEM教育理念以學為中心的科學實踐活動設計初探》《2020，我們的線上教學》等榮獲市級獎項。

為了全面深化課程改革，落實立德樹人根本任務，2019年11月，教育部連續發布《教育部關于加強和改進新時代基礎教育教研工作的意見》《教育部關于加強初中學業水平考試命題工作的意見》《教育部關于加強和改進中小學實驗教學的意見》等重要文件。文件要求：夯實基礎，開齊開足開好國家課程標準規定實驗，切實扭轉忽視實驗教學的傾向;拓展創新，不斷將科技前沿知識和最新技術成果融入實驗教學，豐富內容，改進方式;注重實效，強化學生實踐操作、情境體驗、探索求知、親身感悟和創新創造，著力提升學生的觀察能力、動手實踐能力、創造性思維能力和團隊合作能力，培育學生的興趣愛好、創新精神、科學素養和意志品質。為打造黨和人民滿意的高素質專業化創新型教師隊伍，縣級教研機構需要創新教研工作方式，發揮教研機構在推進區域課程教學改革、教學診斷與改進、課程教學資源建設、培育推廣優秀教學成果等方面的重要作用。而這些具體要求的落地與實施，離不開區級教研員針對不同學科、不同學段、不同教師的實際情況，因地制宜采用區域教研、網絡教研、綜合教研、主題教研以及教學展示、現場指導、項目研究等多種方式的研修活動，以及教研工作針對性、有效性和創造力的提升。

在國家課程標準要求中，科學學科被安排在初一、初二年級，每周一課時。以北京市順義區為例，多數學校為單人單崗教學，導致科學教師在校內開展同伴間教學研究受到一定限制，直接影響學生學習和教師發展。從深層意義上看，教學研討應當成為教師的一種職業生存方式[1]。那么，怎樣開展有效的教學研討，需要教研員持續的反思與實踐;如何在初中科學實踐活動課程中培養學生科學素養，為學生提供參與“建模、建構科學解釋、參與評論與評價（辯論）”等實踐、體驗和遷移的深度學習活動;如何引導教師扎根本土課堂，創造性地解決實際問題，也就成為區域教研部門亟待解決的首要任務?，F以北京市順義區科學實踐活動設計研修課程為例，對教師問題解決素養的培養策略進行說明。

一、實踐背景

對本區科學教學現狀調研分析發現，目前多數學校屬于單人單崗教學，教師在校內缺少相互研討對象。區域內專任教師只占50%，其余均為兼職，教師流動性較大;其中專業背景為物理學的占43.18%，化學占29.55%，其余為計算機科學與技術、數學、教育學、材料科學等。教師普遍對科學教育理論、課程標準解析與主題單元教學設計、現場課觀摩、實驗技能培訓、教學關鍵問題研究、學習活動設計與評價方法、課堂評價標準等方面存在學習需求。此外，通過對本區近三百節課進行觀察診斷后發現一些突出問題：一是教學目標的制定只是課程目標的重復性描述，沒有具體分解到學生學習目標;二是教學重難點與教學目標重復性設計，無法看出突破重難點的具體教學策略和學生學習策略指導;三是教學過程只關注“教什么”而忽視學生“學什么”“怎么學”，以及學習質量的評價方法。

為此，由區級師訓部門牽頭，順義區聘請北京教育學院數理學院為本區科學教師量身定制了個性化的科學專項培訓方案。師訓部門負責統籌協調方案的初期制定與修改、中期反饋與調整、后期總結與評價。區級科學學科教研員負責教學現狀與教師需求的調研與診斷，培訓方案的修改與完善，過程組織管理與監控，實踐追蹤與反饋，成果固化與交流。三方具體分工協作和教師參與實施過程的框架如圖1所示。

依托上述專項培訓計劃與方案實施框架，為了聚焦本區實際問題的解決和確保教師深度參與，教研員在組織管理中向教師布置制定科學課堂評價與學生活動質量評價標準、設計教案和學生活動方案等具體任務。通過主題項目活動體驗過程，使教師親身體驗學生在活動中的學習障礙點，自己發現并總結歸納出活動的內容、過程、資源、情境等基本要素，并將其作為設計學生科學實踐活動的主要內容。為了促進教師學以致用的有效落實，教研員將為期兩個月共64學時的短期專項培訓課程進行了持續性跟進式研修化處理。圍繞科學實踐活動設計主題，帶領研修共同體教師深度參與指向教師問題解決素養的研修課程的建構與使用。將與北京教育學院數理學院聯合組織實施的專項培訓轉化為指導本區日?？茖W教師研修活動的理論支撐，將后續教學實踐反思作為檢驗培訓效果的評價依據，從而將短期的、階段性專項培訓轉化成長期的、以問題解決為導向的、分主題研究的常態研修課程。與此同時，發揮網絡在線編輯的優勢，針對自選主題單元參考表、單元學習和課時學習教學設計表以及學習活動評價表等教學資源和學習管理工具，在集體網絡研修中由研修共同體教師一起共建、研討、修改、完善，達成共識，同步生成適合各校教師使用又能做到各取所需的教學資源庫，從而滿足學生多樣化發展需求。

二、建構過程與方法

教師專業發展水平是影響學生核心素養培養的關鍵影響因素之一。由于教師自身發展水平不同，以及所處的教學環境、各校的生源狀況等不同，所遇到的教學問題也會有所不同。所以，提升教師自身洞察問題、研究問題、解決問題的能力和勇氣就顯得尤為重要。研修過程中，教研員指導教師用研究的方法診斷分析學生在知識、能力、認識、觀念、行為等方面的障礙點，找到解決問題的思路，鼓勵教師在分組體驗中分組研修，在課堂教學中各自實踐，并力爭在建構研修課程過程中向教師演示如何開展、組織日常的科學課堂教學活動。首先，將本區科學教師組建成穩定研修共同體;然后，由科學教研員帶領共同體教師圍繞真實教學問題展開深入探索，即“觀察學生活動表現—反觀教學設計—定義發現的問題—分組體驗相關主題活動—重新設計學習活動—分組研討并實踐驗證設計方案—觀課議課并共同研制課堂評價標準—修改完善主題單元活動設計并實踐”;最后，由共同體教師一起找到影響學生深度學習的基本要素，圍繞這些要素設計出適合學生自主探究的學習活動方案。

1.轉變理念

經調查，本區21所學校硬件條件和生源特點存在一定差異，教師面臨的具體教學問題也各不相同。如何引導教師利用現有教學條件，從學生認知水平出發，依據科學學習規律，設計學習活動方案是教師必不可少的技能之一。教研員應將每一位教師既視為研究對象，又視為研究者。一是引導教師對學生原有認知特點、學習方式、學習障礙點等方面進行分析;二是指導教師對科學素養等課程目標進行逐級細化，分解成教學目標和學習目標;三是幫助教師設計以科學素養培養為導向的適合學生自主探究的學習活動方案。這樣，促使教師成為研修內容的設計者與實施者，以及研修課程的建構者與使用者。

2.確定內容

教研員根據上一學期到學校開展的聽評課活動調研以及教師訪談情況確定下一學期的研修課程主題內容。例如，本次科學實踐活動設計研修課程就是在充分調研的基礎上，將如何選擇學習情境與活動主題、如何設計驅動性問題、如何布置挑戰性任務、如何組織課堂實踐活動、如何評價學習活動質量等教師關心的熱點問題等作為具體研修內容。研修過程中指導教師采用問卷調研、學生訪談、活動觀察等形式對學生原有認知水平做出不同等級的評估，并對發現的問題進行定義，以此聚焦具體問題，明確研修方向。在依托科學素養內涵與科學實踐教育價值及學習進階理論的基礎上，通過觀摩優秀科學實踐活動案例、總結同類型活動的設計思路及教學流程，分組體驗并研討影響深度學習活動的主要因素，利用驅動性任務鼓勵教師自選主題設計活動方案（包括教學設計、教學流程、學習活動任務單、評價單等），組織觀課議課等實踐活動檢驗與完善活動方案，評出優質案例建構主題單元活動資源庫。實施上述具體內容操作過程如圖2所示。

3.實施過程

在充分尊重成人學習規律和特點的前提下，以提高教師個人本質力量為目標，從滿足教師自我實現的心理需求出發，通過教學實踐捕捉教師發展的源泉和起點，從而培養學科教師解決實際問題的能力，促使教師獲得自主發展成為可能。實踐證明，研修過程不只是知識灌輸，而是一種過程體驗，是教研員帶領教師理性思考教學的過程，是建構教學設計思維方法和實踐模型的過程，是生成一節“好課”框架與標準的過程，是厘清學習活動基本要素和流程的過程。教師完成上述一系列的研修活動一般要經歷“兩次倒轉”[2]的過程（見圖3）。

第一次“倒轉”是指教師依據課程標準中的主題內容，將人類重點認識成果進行典型化和簡約化處理，形成教學材料，設計成具有思維操作和加工對象的學習活動，以任務形式呈現給學生，即第一次“倒回去”，教師要設計出符合學生認知起點的教學設計過程。

第二次“倒轉”是指學生從自身認知起點出發，通過完成教師設計的挑戰性任務，經歷像科學家一樣研究、像工程師一樣設計和施工、像思想家一樣思考和辯論的過程，主動完成科學概念的建構，即第二次“倒過來”，教師要借助課堂的組織與管理激發出學生質疑、批判、推理、歸納、糾結、疑慮等情緒情感的過程。

整個過程要求教師要圍繞主題活動的內容、過程、資源、情境等要素進行設計，為學生提供必要的工具，使學生在模仿中建構認知。實踐證明，這種“以學為主”的活動設計，既有助于學生在活動體驗中完成知識與能力的自主建構，也有助于教師改變以講授為主的課堂教學方式。

三、實施效果與反饋

在信息時代，如何幫助學生學得迅捷、愉快和深入是教師的價值所在。而如何鼓勵學生提出質疑、表達獨立見解，如何指導學生使結論更加嚴密、拓寬思維容量、提升思維品質，是教師面臨的實際問題。在研修活動中，教研員借助“澄清—評價—質疑—建議”[3]等工具，鼓勵教師呈現自己模糊不清的科學概念和實際操作問題，提出表達和理解不準確的內容和環節，并對教學設計和學習活動設計提出改進建議，支持教師創造性地解決實際問題。教師在研修中學會了如何使用“澄清—評價—質疑—建議”等工具，并將其遷移到科學課堂，組織學生交流與討論，深度參與學習過程?？梢?，只有圍繞這些教師關心且急待解決的具體問題展開研究，才會使研修不浮于表面、流于形式。

1.減少拿來主義，形成穩定的教師研修共同體

在實施研修課程之前，大多數教師提出“需要一些現成的好的教學設計”。實踐后發現，教師由于缺乏對科學實踐類教學活動的深入思考與理解，這種簡單的“拿來主義”會造成“滿堂灌”“滿堂問”，或先完成“學案”再講解答疑的情況。為此，教研員在征集和考察每位教師不同發展意愿和個人擅長的基礎上，對共同體教師分別進行了同質化和異質化分組。同質化分組是將研究興趣點和發展意愿相同的教師分為一組，便于開展先行的課題研究。異質化分組是按照教師年齡結構、學科背景、研究擅長等差異，將其分配到上述同質化組中，即形成若干個主題研究方向不同的小研修共同體。這種權衡后的分組既保證了組內小研修共同體成員的研究取向一致，又保障了各組研究能力相當。在研修中，發揮每個小組青年教師的信息搜索和加工能力，為解決問題提供參考方案;發揮老教師對學生問題診斷和教學關鍵問題的處理經驗;鼓勵中年教師上示范性研究課，將課例作為研修資源，進行聽評課研討，共同研制課堂評價標準和學生活動評價方法。這時教師開始主動將研修活動體驗項目帶到課堂上，讓學生也經歷活動體驗過程，將學生思維過程的視頻或圖片分享到微信群，與大家討論實踐體驗與感受。這種基于教師體驗與實踐檢驗研制的課堂評價標準，不僅有利于教師達成共識，還有助于教師進行持續的反思性實踐。

2.減少剛性要求，豐富教師活動體驗式研修

在尊重和滿足教師個性化發展需求的基礎上，盡量減少對教師的剛性要求。教研員將教學關鍵問題等研修內容，以研制科學課堂評價標準和學生學習質量評價方法等具體任務的形式呈現給教師，教師更樂于主動參與;以活動案例征集與評選的方式，鼓勵教師自選主題設計學習活動，更能發揮教師主觀能動性;以論壇形式，倡導教師圍繞選擇活動情境素材和設計挑戰性活動等話題展開研討。例如，教師通過設計并制作凈水器活動體驗項目學習理念和方案設計與完善的方法;通過制作兩棲小車活動體驗技術設計基本理念及權衡思想;通過制作超感機器活動領悟創新思想與方法等。

3.增設活動設計環節，提升教師問題解決能力

教師首先完成關于科學實踐與科學素養等理論學習，其次參與關于活動設計理念與方法實際應用的分組體驗活動，然后圍繞“為什么選擇這個主題活動、準備了哪些活動資源、活動情境是什么、采用哪些活動方式、怎樣評價活動效果”等問題，參考活動設計模板，完成初始選題的活動設計，最后實踐檢驗設計方案并修改完善。目前教師已設計出“制作照相機”“電磁穿梭機”“制作乒乓球不倒翁”等活動。例如，宋方方老師團隊以“改善教室內空氣質量的建議”為主題設計出了包括“教室內空氣質量現狀調查”“吸入氣體和呼出氣體的研究”“改善教室內空氣質量建議報告”三個子活動的大單元活動。每個活動從課程目標逐級分解到教學目標和學習目標三個層次，依據目標導向設計出學習活動過程與評價方式，并將課標中關于了解空氣成分、認識氧氣、二氧化碳等物質的主要性質和用途及制取方法，空氣污染源及影響等知識目標內容，轉化為學生調研和數據分析、吸入和呼出氣體成分檢測，運用圖表等手段了解內呼吸原理、理解呼吸意義及與人類飲食健康的關系，初步建立世界是物質的、物質是變化的科學觀念等具體活動目標。圍繞上述分解后的學習活動目標，采用能否向學校提交“改善教室空氣質量的建議報告”作為活動的終結性評價。師生圍繞報告論點的科學性，論據的豐富性和可靠性等指標評選出優質報告，作為活動過程性評價與監控手段，使學生在整個活動中體驗科學表達和交流對社會生活發展的意義，以及探究成果對科學決策可能產生的積極影響，從而使學生獲得洞察問題和解決問題的意識與能力。而上述過程能否順利達成，很大一部分取決于教師是否具備一定的隨機應變能力。為此，在教學設計中要增加學習活動設計環節，使教師在設計學習活動過程中充分了解學生認知水平、學習進階規律以及活動體認的特點等學習活動影響因素，將有助于教師解決活動過程中可能生成的具體問題。

在研修反饋中，共同體教師一致認為：無論是從教學目標和活動目標的制定，還是從教學材料的選擇與運用，以及學習活動的設計與評價等方面，問題解決能力均有不同程度的提高。教學研討與活動體驗貫穿整個研修過程，教師在洞察問題和解決問題過程中主動參與教學內容和方法的選擇、課堂評價標準的制定、學習活動的設計等建構過程，自然也就成為了研修課程的設計者、建構者和使用者，同時也有效推動了課程改革的深化與教學方式的變革。

參考資料

[1]熊焰.校本教師專業發展研修手冊[M].天津：天津教育出版社，2012：37.

[2]郭華.深度學習及其意義[J].課程·教材·教法，2016（11）：25-32.

[3]劉月霞，郭華.深度學習：走向核心素養[M].北京：教育科學出版社，2018.

（責任編輯 姚力寧 ? 校對 郭向和）

作者簡介：顧軍榮，北京市順義區教育研究和教師研修中心科學教研員、高級教師，E-mail：gujunrong628@163.com（北京，101300）

基金項目：北京市教育科學“十三五”規劃2019年度一般課題“指向學生問題解決素養的科學實踐活動設計研究”（課題編號：CDDB19315）