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8月4日，教育部发布《义务教育阶段科学教育“做中学”领航行动指南》。
过去一提到在“双减”中做好科学教育加法，很容易先想到“增加”：多开几节科学课，多添一些实验设备，多组织科技节、社团和竞赛，再把人工智能、航空航天等新内容放进课程。
这份《指南》的设计却有些不同，它明确要求：保持课程总课时不变，也不另外设置考试。
与此同时，4—9年级每个学生每学期要完成不少于1个科学探究实践任务，且不少于4课时。1—3年级完成科学课程原有的探究实践活动即可，不另作要求。
教育部在发布信息中也将课程规划、教学方式、评价改革和资源保障作为落实领航行动的重点。
没有增加总课时，也没有增加一场考试，这道科学教育加法究竟加在哪里？
仔细阅读《指南》及其任务示例，可以把它的实施逻辑提炼为四个相互连接的步骤：
从真实问题出发，让学生经历完整过程，为探究留下必要课时，再用表现性证据看见学习。
问题决定学生要做什么，完整过程决定学生怎样做，必要课时保证这些过程真实发生，表现性证据则帮助教师判断“学生到底学会了什么”。
学校和老师按这四个步骤实施，科学教育的加法不难做。
第一步：从一个真实问题开始
《指南》提出，“领航行动”要聚焦“真实问题”，开展跨学科项目式学习，突出综合性、实践性和开放性。
附件围绕生命健康、生态环境、地球奥秘、航空航天、新兴产业和人工智能六大主题，共提供了24个任务示例。
这些任务很少直接从“学习哪个知识点”开始。
在“科学护眼”任务中，学生先观察身边同学的用眼情况，结合班级视力数据，思考为什么会近视、怎样保护视力；
在“绿植生态水肥调控”任务中，学生从身边植物黄叶、枯萎和烂根等现象出发，研究光照、水分与养分怎样共同影响植物生长；
在“认识人工智能”任务中，学生尝试用不同提示词向生成式人工智能提问，比较回答差异，并追问：人工智能为什么会答错，它生成的内容能否直接采用？
通过这些任务示例，我们可以看出，一个适合“做中学”的真实问题，至少有三个特点。
首先，它与学生能够观察、体验或参与的生活有关。问题可能来自校园里的植物、家庭中的能源使用、运动中的安全防护，也可能来自学生每天接触的人工智能工具。
其次，学生能够围绕它搜集证据。他们可以观察、调查、实验、测量、制作模型、记录数据，而不只是上网搜索一个现成答案。
最后，探究得到的证据能够影响学生的判断或行动。学生可能因此修改护眼工具，调整植物养护方案，或者决定不直接采用人工智能生成的信息。
因此，真实问题的关键不在于题目听起来有多“高大上”，而在于学生是否能够真正对它采取行动。
《指南》同时明确，这些主题和任务只是供地方与学校参考。
学校可以结合当地生态、产业、场馆资源和办学特色，自主设计科学探究实践任务，并合理匹配实施年级和任务难度。
科学教育加法的第一步，便是让知识重新进入一个需要解释、检验或者解决的问题。
第二步：让学生经历完整过程
有真实问题，还不等于已经实现了“做中学”。
一节科学课可以很热闹：每名学生都有器材，实验现象也很明显，最后还完成了一件漂亮作品——但会动手不代表学会了探究。
科学探究本就是中小学核心素养的重要内容，《指南》又为科学探究规定了一条更完整的过程：
提出问题和假设、设计方案、搜集分析证据、得出结论并解释、制作改进、交流反思。
小学阶段，学生要能从身边现象和体验中提出可探究的问题，识别变量，制订简单方案，通过实验和调查获取信息；到了初中阶段，则进一步要求学生运用控制变量方法，开展推理论证和模型建构，调用多学科知识，把解决问题的想法付诸实践，并通过反思不断改进。
以附件中的“火箭往返的奥秘”为例。
学生先思考火箭为什么能够升空，又怎样实现回收；接着制订包括设计、加工、发射和回收在内的方案，利用卡纸、塑料瓶和普通打气筒制作水火箭。到了发射阶段，学生需要记录飞行高度、距离和落点。在限定充气次数的条件下，他们还可以改变箭体结构、尾翼数量或装水量，比较不同方案的结果，再根据数据调整设计。
做到这里，制作火箭已经不是任务的终点。
真正重要的是：学生为什么选择这种结构，哪一组数据支持了他的判断，失败来自气密性、尾翼、装水量还是操作方法，下一次应该怎样调整。
这也说明，《指南》中的“做”不只是传统实验操作。24项示例中还大量出现设计制作、模型建构、性能测试、故障排查和迭代优化。
学生既要像科学研究者一样，利用证据解释现象；也要像工程设计者一样，把想法变成可以测试、比较和改进的方案。
文件因此要求教师引导学生成为“问题提出者、方案设计者、问题解决者”。教师仍然需要提供任务单、方法指导、工具资源和必要支架，但不能提前替学生完成所有关键判断。
此外，《指南》明确提出，要鼓励学生大胆尝试、包容失败，在面对具有不确定性的问题时，通过不断试错、反思和改进，寻找解决方案，体验科学探索的曲折过程。
“大胆尝试、包容失败”这也给了学生“元学习”的机会。
学生要在失败中学会反思，没有反思的失败只是任务没有完成；能够推动重新判断和再次尝试的失败，才可能转化为学习。
第三步：为探究留下必要课时
完成探究的完整过程需要时间。
如果从提出问题、设计方案，到制作实验、搜集数据、修改作品和交流反思，全部被压缩在一节公开课中，常见的结果是：问题提前确定，材料提前准备，数据由教师提供，作品在课前完成，课堂展示则变成一次排练好的汇报。
学生看起来走完了全过程，实际作出判断的空间却很有限。
因此，《指南》规定，4—9年级每个学生每学期至少完成1个任务，并保证不少于4课时。
这些课时并非凭空增加。学校需要在保持总课时不变的前提下，统筹使用科学类课程中的跨学科主题学习课时，以及综合实践活动、地方课程和校本课程课时，可以集中安排，也可以分散安排。
至少4课时，首先是一条基本保障线。
从教学上理解，这段时间可以大致承载四类工作：进入情境并形成问题，设计和实施探究，分析结果并改进方案，最后进行交流与反思。
实际上，附件中的任务根据难度分别建议安排4—5课时、4—6课时或5—7课时。植物种植、生物调查等任务还可能需要跨越更长的自然周期。文件也鼓励学校利用社会资源，为学生开展长周期、持续性的科学探究提供支持。
必要课时真正保护的，不只是“动手活动时间”。
它还为学生保留了提出不同意见、等待现象出现、遭遇失败、讨论误差和修改方案的机会。
这也给学校提出了新的课程组织要求。
学校不能先找到四节零散课时，再随便塞进一个科学活动；更合理的做法，是先确定学生需要经历哪些探究环节，再统筹课程内容、场地、材料和教师力量。
第四步：用表现性证据看见学习
真实问题、完整过程和必要课时都具备以后，还需要回答最后一个问题：学生究竟学得怎么样？
科学探究不能只靠一张纸笔试卷评价，但也不能因为学生参与了活动、完成了作品，就笼统地认为“效果很好”。
《指南》提出重点关注四个方面：
第一是问题意识，学生能否从真实情境中发现并提出可以探究的问题；
第二是探究实践能力，学生能否规划路径，运用观察、实验、推理、解释、设计和测试优化等方法解决问题；
第三是反思改进能力，学生能否审视过程与结果，分析原因并完善方案；
第四是合作交流能力，学生能否有效分工、倾听意见、分享观点，并对他人观点进行有理有据的质疑。
这些能力很难仅凭最终成品判断，因此文件要求强化过程性评价，在关键环节设置观测点，通过课堂观察、实践操作、口头汇报、作品展示等方式，收集学生在探究过程中的表现性证据。
什么是表现性证据？
学生最初提出的问题是一种证据，方案草图、变量设计和实验记录是证据，失败原因分析、作品版本变化和修改理由也是证据。同伴提出了什么质疑，学生如何回应，同样能够反映他的理解与交流能力。
相比之下，一张活动照片通常只能证明学生参加过，并不能充分说明他在活动中作出了什么判断、使用了什么证据、发生了怎样的变化。
此外，表现性证据不能简单等同于“活动留痕”。
假设两组学生制作水火箭。一组一次飞得很高，却没有记录数据，也说不清成功原因；另一组连续几次失败，但逐次检查了气密性、装水量和尾翼角度，留下了多版方案和修改记录。
如果只看最终飞行高度，第一组可能更成功。
如果评价科学探究，第二组在数据记录、故障分析和方案迭代中，也可能呈现出非常有价值的学习证据。
李小祖逸自问自答，问：这么多不同类型的素材，老师们该怎么整理？答：用AI，此类任务的评价可能AI做的裁决更全面。
《指南》还提出评价主体多元，注重学生自评和同伴互评。有条件的学校可以邀请科学家、工程师等专业人员参与指导评价。最终，科学探究实践表现性评价以纪实方式纳入学生综合素质评价档案，但，不另作考试要求。
“不另作考试要求”意味着评价要尽可能回到学生真实完成任务的过程，发挥诊断和改进作用，而不是再把探究能力压缩成一套需要背诵的标准答案。
科学教育加的，是“探索的勇气”
把四个步骤连起来会发现，“做中学”要增加的，不只是一项任务或几节实践课，更是面对未知时继续向前一步的勇气。
对学生来说，这种勇气意味着，敢于提出尚无答案的问题，让猜想接受证据检验；即使实验失败、数据异常，也愿意分析原因、修改方案，再试一次。
《指南》也给了教师们“探索的勇气”，接受课堂不会完全按照教案展开，在适时指导与耐心等待之间作出判断，把问题、选择和解释逐渐交还给学生。
学校也需要这种勇气。在总课时不增加的条件下统筹课程、教师与资源，允许课堂出现不同进度、不整齐的结果和有价值的失败。
科学教育加的，是学生探索未知的勇气，是教师课程创新的勇气，也是学校“为不确定性留下空间”的勇气。
参考文献：
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来源丨教育学人AIED
编辑丨智库君
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