乡村少年硅谷：科技教育学习场的建构*
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乡村少年硅谷：科技教育学习场的建构*
夏翠莲
作者简介：
夏翠莲，南京市江宁区铜山中心小学（江苏南京，211156）校长，小学高级教师，主要研究方向为小学特色文化。
摘 要：
“乡村少年硅谷”是儿童体验科技创新的实践场域，旨在让儿童以良好的素养走向世界。通过课内与课外、动手与动脑、线上与线下、显性与隐性相整合的实践策略，构建物态、心理、文化、虚拟的科技教育学习场，让科技教育无处不在，无时不在。
关键词：科技教育；学习场；乡村学校
中图分类号：G622.3
文献标志码：A
文章编号：11673-9094(2017)11A-0050-05
说到硅谷，人们自然想到美国的那块科技创新地。其实，硅谷，已不是一个地名，而是科技创新的符号。南京市江宁区铜山中心小学立足乡村，通过环境营造、基地建设、课程开发、教学渗透、常态化活动等措施，把校园建成一个广大的科技实验室，建成一个创新人才培育和孵化的“少年硅谷”，让儿童在这高品质的科学探究实验的乐园中自由地生长，落实“科技育人”的理念，以此推动儿童整体素质的发展。
铜山中心小学地处江宁、溧水、当涂三县交界处，90%的学生来自铜山地区十三个社区的农村家庭。随着城市化进程的加速，农村学生以后的发展也是多元的。每个孩子都是天生的学习者、创造者，都具探究的欲望，创新心理品质影响着学生的终身发展，不管以后是升学、进城务工、走向世界还是建设新农村，他们在乡土特色的创新心理品质的滋养下，都会以科学的态度、求实的精神和实践能力去迎接生活、学习的挑战，改变自己，改变生活。
基于这样的思考，学校于九十年代初就提出了“以科技教育为突破口，全面实施素质教育”的发展战略，让学生在富有乡村气息的科技教育场中探究、学习,提升科学素养。
一、科技教育学习场的内涵和结构
学习场的理论是由德国拓扑心理学家K.勒温提出的一种学习理论。他认为，“场”既包括知觉到的环境（物质环境），也包括认知意义（个体的情感、态度、目的等）。学习是依托这两者而产生的。[1]
勒温学习场理论告诉我们，一个有效的学习过程是在一定的场域里发生的，在具体与抽象、生活与文本、认知与行动中，与儿童学习发生有意义的连接。儿童不仅仅在学习场中学习，也是学习场的建构者。教育者与儿童一道，在体验、创造、对话、分享中建构新的学习场，感受到知识的力量，在学习场中点燃思维的火花。
所谓科技教育学习场，就是基于勒温学习场的观点，特指在科技教育中实践学习场的理论，通过物化的、心理的、文化的、虚拟的科技学习时空的建构，让学生在科技教育学习场的体验与建构中发展科学素养。根据已有的认识，我们认为科技教育学习场可以从四个方面去把握：
（一）物态场
这是学生科学探究的重要场域，是开展科技教育的前提。二十多年来，学校本着“文化本位、乡土特色、科技气息、人文精神”这一理念对学校的环境进行整合，把物态的学习场——少儿科学院的基地建设在校园中，先后建立了百树林、中草药园等10个校内科技基地、科技场馆。在技能创造室里，学生可以利用迷你机床进行科技发明作品的加工，能自己动手做3D打印的作品。在水产养殖基地里，学生可以通过两个升降式大型网箱，随时研究鱼苗的生长情况。
走进铜小，“处处皆科学，时时可探究”，处处都有“小问号”“小惊叹号”“小省略号”，每个基地都是一个实验室，都有自己的实验项目，学校俨然成为“少年硅谷”。
同时，学校也积极开发校外的资源，南航金城学院、中国邮政航空公司等单位也为学生开展探究活动提供了资源。
（二）心理场
个体的认知、情感、性格等心理因素会融入科技教育过程之中，群体的心理氛围、人际关系、自由程度等精神因素也会融入科技教育过程之中，形成一个无时不在、无处不在的心理场，给儿童的学习以重大的影响。因此，学校在科技教育过程中，十分重视心理学习场的建设。
一方面，学校强调建构心理学习场，在乡村科技教育中培养少年儿童的创新品格，为少年儿童创新品格的发展奠定坚实的基础。创新品格中有很多种要素，学校特别关注儿童的自信与自主，科技创新的社会责任感，儿童创造的好奇心和探究欲，坚韧不拔的品格，审美情操，合作精神，质疑与批判的意识以及工匠精神，以这些元素的培养为基点，整体促进儿童创新品质的形成。
另一方面，学校强调建构心理学习场，在乡村科技教育中重塑学校的精神气质。浓浓的科技教育氛围，和谐的师生和生生关系，自由舒展的情绪状态，勇于质疑、敢于挑战的进取精神，让科技教育的精神浸入学校建设的每个细节之中。
（三）文化场
“只有优秀的学校文化才能孕育出优秀的学校教育”。二十年的科技教育实践，学校形成了“力行、立新”的学校文化，具体展开可以凝聚成八个字，即：“时时力行，事事立新”。“力行”可以解释为“致力于行动”，强调的是亲身体验、学以致用，杜绝只知不行、只说不干，坚信“实践出真知”， 践行陶行知提出的六个“解放”，做到“教学做合一”。[2]“立新”可以解释为“立足于创新”，这不是一味反对守旧、舍旧，指的是要用新的视角去审视生活中的事物，强调的是比别人早走一步，在别人的基础上多走一步，在自己的基础上再走一步，做到不唯书、不唯上、不唯师、只唯真，不人云亦云、固步自封，也不游离实际、好高骛远。“时时”与“事事”要求的是全方位、全过程的努力。
“十一五”期间，学校以《乡村小学校园科技文化建设的行动研究》这一研究课题为牵引，探索出 “环境营造、活动推进、课程开发、家校联动”的四轮驱动模式，推动了学校科技文化的建设。
1.科技教育环境文化。徜徉于校园，师生时刻感受到科技教育潜移默化的熏陶。学校墙面上随处可见富有感召力的标语口号，极具乡村特色的科技基地建设在校园之中，楼道走廊中设立着“小小科学家”“我的科技梦”……它们让科技与人文理念与师生的创新思维在校园交相辉映，给走进校园的人一种震撼、一些思索。
2.科技教育制度文化。学校成立了科技教育工作领导小组，专门设置了科技室，由一名科技总辅导员具体负责学校科技工作。为在普及中提高，学校成立了少年科学院，少科院内设立十多个研究所，各班级又有至少一个科技兴趣小组，均配有辅导员给予指导。此外，学校还聘请了十多位校外科技辅导员。为规范科技教育，保障科技教育健康有序地开展，学校先后制定了《科技辅导员任用办法》《铜山小学少科院章程》《铜山小学校本课程实施纲要》《铜山小学科技教育成果奖励办法》等规章制度。这一切共同构成了学校以科技室为中心，班级有小组，年级有窗口，学校有擂台的活动制度体系。
3.科技教育活动文化。“在活动中体验，在体验中成长”是学校开展科技教育活动的宗旨。每年一度的科技节活动已经成功举办了二十届，主题鲜明，面向全体，服务“三农”。种植养殖活动坚持走“教育一个孩子、带动一个家庭、影响一个村落”的科普之路，开展了亲子同育、班花建设、花样少年评比、种植养殖观察日记、种植养殖小课题研究五项活动，学校与《科学大众》、南航金城学院等科技资源丰富的单位开展的共建活动更是开阔了师生的视野……
4.科技教育课程文化。“童创课程”围绕“有个性、善思辨、乐学习、会创造”的育人目标开展规划。学校结合教材的实际，学生生活的实际，以科学课、校本课程科技课为主渠道，结合语文、数学、品德与生活、健康教育等学科进行渗透，传播科学知识、培养创新思维方法。同时，学校将科技的基地、场馆写进《铜小科技》校本教材，将学生中征集的活动案例写进教材，开发了节约水资源、生态保护、家乡的中草药等十处以“亲近性学习、主题性学习、创新性学习”三大类六十个项目的基地课程。
(四)虚拟场
虚拟学习场是新时期学生科技教育学习的重要渠道，它改变了学生以往接受知识的方式，拓展了学生学习的空间，也重新调整了人与人、人与社会、人与自然的关系。学校统建了科学博览馆，将科普知识资源转化为电子资源库，分为防震减灾、前沿科技、动物世界、植物奥秘、科技达人等不同的主题，以专题网站的形式建立科学知识移动博览馆，学生可以上网查阅，也可以在校园内各个走廊里的电脑上进行人机互动。学校开设“周末实验室”栏目，学生在学校网站和微信公众号中可以直观学习本校“小小科学家”们的发明作品、奇思妙想，自己亦可动手实践，享受创造带来的快乐。
这样立足本校的“少年硅谷E平台”，把乡村科技教育的实体基地与课程、虚拟的基地与课程进行有效整合，进一步开阔了科技教育实践领域，充分发挥互联网优势，开发和运用网络资源，让乡村小学科技教育逐渐走向现代化、国际化。
二、科技教育学习场的实践策略
科技教育学习场的建构，实现了科技教育从教为主走向学为主的转变，实现了科技教育从单一的活动开展走向全时空体验。其重要的实践策略就是整合，通过课内与课外、动手与动脑、线上与线下、显性与隐性等方面的整合，将科技教育贯穿在学生学习、生活的方方面面，达到“润物细无声”的学习效果。
（一）课内与课外的整合
“社会即学校、生活即课堂、教学做合一”，这是陶行知先生提出的学习主张。学生一起走进社区，走进高校，走进大自然，就成了科技教育学习的一种重要方式。课外的资源为课内学习提供了丰富的载体，课内学习的知识又成为进一步拓展课外学习的抓手。
1.重组教材。学校科学教研组采用集体备课的方式，对科学课教材进行深度挖掘，寻求科学课与科技教育的结合点，把二者进行有效的整合，比如把科学课上养蚕的内容和自由研究的内容相结合，开展养蚕活动的系列研究活动，把岩石单元的内容稍作修改变成对家乡土石进行调查研究的内容等。这种因材施教、灵活施教的做法，也取得了很好的效果。
2.盘活资源。学生们在科学课堂上学到的本领需要施展的舞台，而学校开设的各个科技基地和开展的各项科技活动便让学生有了施展手脚的地方。比如科学课上“生命科学”的内容正好和校动物养殖基地相结合，“植物教学单元”里的后续研究又能到植物园里进行实践，“环境科学”中调查研究的指导又为科普宣传小组的活动提供了研究方案。
3.社会实践。铜山小学地处丘陵山区，既有山，又有水，为开展科技实践活动提供了丰富资源。学校在每年三月份的植树节开展“小树认养”“千株同育”活动，要求每生养护一棵小树，为它锄草、浇水、施肥、修枝；四月份开展爱鸟周活动，学生研究小鸟的生活习性，生长规律，对人类的益处；五月份科普宣传周，学生关注“三农”问题，走出校门，到集市、到农村进行宣传活动。这些活动整合了数学、科学、语文等方面的资源和知识，培养了学生综合解决实际问题的能力。
（二）动手与动脑的整合
“动手又动脑，才能有创造”。这样的学习，是体验学习，是深度学习。带着问题去实践是有目的的活动，用反思去指导实践才能有更多深层次的收获，才能形成稳定的创新心理品质，才能以此为突破口，培养健全完整的儿童。
1.在动手动脑中，战胜困难、坚韧不拔。以“自动控量板茬化肥深施器”获得全国青少年科技创新奖的高悦同学，为了完成自己的小发明，和爷爷一起到田间劳作，找铁匠制作，经历了实验、失败、再实验的过程，培养了不怕困难、敢于创新的优良品质。
2.在动手动脑中，服务农村，关爱他人。乡村的学生对自己生活的家乡有着深厚的情感，基于此,学生研究的小课题聚焦“三农”问题，开展了紫心山芋研究、脱毒马铃薯研究、水花生研究等活动。有些小发明还饱含着学生的孝心，如周洲同学的“易发现油渍污垢节约清洁液的清洗器”的发明，就是为了让奶奶能更方便地洗衣服而发明的，因此他也被评为江苏省十大美德少年标兵。
3.在动手动脑中，改变理念，创新生活。学生的科学研究更多的是关注生态、环境的可持续发展。孩子们开展了“环保节水免浇花盆”“节水循环洗毛笔器”“环保卫生洁雅餐桌”“秸秆还田提高黑花生单产”等研究，他们还将这些技术推广到社区和家庭，这远比无数次的道德说教要有实际意义。
4.在动手动脑中，敬畏生命，涵养情怀。学校要求孩子和家长共养一种植物，孩子们精心养护自己的花，浇水、施肥，记录着它们的生长变化，感受着生命的成长历程。此项活动坚持下来要有毅力，精心呵护是对生命的关爱，揭示其生长规律需要探究，不断改进种养殖方法是一种创新……
5.在动手动脑中，学会审美，走近科学。科学研究一定是要搞“真研究”。小研究中，学生测量的数据都是精确到小数位，观察记录中都准确记录着每一天的变化，他们在精益求精、追求真理的科学殿堂中感受到了要踏踏实实做人的道理。小发明中，学生不仅要注意发明作品的实用性，还要考虑发明作品的美观性。发明社团的小研究员发明的鞭炮安全燃放器，从第一代到第三代的改良，从粗放到精致，从实用到既实用又美观，在发明的过程中学生审美能力不断提高。
（三）线上与线下的整合
互联网+时代的到来，显示出科技教育更加美好的愿景，开拓出科技教育更加宽广的视野。网络的资源为孩子们科技教育的学习提供了更多的选择。线上丰富的资源与线下的课程资源有效整合，让科技教育学习场的内涵和价值有了无限的张力。
1.开发使用“少年硅谷智能卡”。如何让基地课程更好满足学生发展的需要？如何动态管理好学校的基地课程？这些需要信息化手段来实现。“少年硅谷智能卡”能实时记录学生在项目课程中的资料，存入学生个人成长空间。同时，学生也可以用智能卡对学校开设的课程进行过程性、动态评价，评价的结果作为学校课程完善的依据。信息化手段让课程实施更加关注个体，让科技校本课程实施落到实处。
学校定点设置“科技教育学习场二维码”，在科技教育学习场的关键性小场域、小基地、小设施，设置了一个个二维码。教师、学生、家长通过扫码就可以进入“乡村少年硅谷智慧平台”，分享相应的科技教育信息。小小的二维码，达成了科技教育学习场的多维链接。
学校在晓庄学院心理研究所的指导下，对本校和周边学校学生进行创造力水平的测试，从测试结果看，铜山小学创造力优秀人数比例高于周边学校。学生的创造力整体得分也高于全国常模，这表明学生创造力倾向有了一定的发展。
(四)显性与隐性的整合
显性与隐性是学习场学习的两种形态。显性学习包括正式学习和非正式学习。正式的学习是学校明确的、事先规划的，非正式学习是随时发生的，自发形成的。隐性学习是潜移默化的，及时生成的。它们互为补充，互相影响，同时也可以互相转化。[3]
例如在“雨水循环处理使用基地”的课程学习时，学校共编制了“雨水是怎样净化的”“洗拖把的水从哪里来”“一年节约多少水”等六个学习项目。学生在项目学习之余，在课间玩耍之际，产生了“雨水循环探究20问”“除了用水池收集雨水，还能怎样收集雨水？能向晴天取水吗？”“雨水循环的原理还可以用到哪里？”小研究员们带着这样的问题，开展了“向晴天取水的研究”，发明了“循环处理洗毛笔器”。这些小研究成果，是正式学习与非正式学习的产物，显性课程与隐性课程整合的结果。
科技教育最终的目的是育人。科技教育既有显性学习，更多的应是隐性的学习。但不管是哪种学习，它们都指向育人。樊采薇同学参加发明社团后，由原来一个不善言辞、害羞腼腆的小女孩，成长为拥有三项发明专利的中国少科院小院士。科技教育带动了整个人的变化。这些都是科技教育对人的隐性影响，这影响不仅体现在科技教育发明创造东西，更体现在发明创造过程中的人的改变。
三、科技教育学习场建设的基本经验
科技教育学习场的建构，给学校带来了蓬勃的生机。学校先后荣获“江苏省科技教育特色学校”“中国少科院科普教育示范基地”等四十余项荣誉称号。学生发明专利达144项，涌现出高悦（全国少工委委员）、秦欣然（第九届中国青少年科技创新奖得主）等一批小小发明家。反思二十多年科技教育学习场的建设，学校有四条经验共享。
（一）科技教育学习场是基于儿童的学习场
儿童为先，这是学校建设“乡村少年硅谷”的重要理念。其基本要义就是“少年硅谷”一定是少年儿童自己的，是为儿童科技素养发展服务的，而且是以儿童为主体的。学校有一个定位，面向所有学生，而绝不是只面向少数尖子学生的，旨在培养学生的科技素养，不是仅仅为了培养科学家，与此同时，又注重学生人文素养的发展，并不囿于科技素养的发展，让科技素养与人文素养成为学生腾飞的两只翅膀。为此，我们还拟定了“少年硅谷儿童宣言”，让儿童学会做科技教育的小主人，在科技教育中主动建构，主动成长。
（二）科技教育学习场是指向生活的学习场
科技教育无国界，却有着自己存活的国度，有着自己的文化土壤。学校鲜明地提出，“乡村少年硅谷”应当体现并充分彰显民族特色、地方特色，因而它是中国的，是中国乡村的，是与铜山学生生活密切相关的科技教育。乡村田野、社区村落等生活场域都是学生学习的资源，把“大山”请进校园，把水产养殖基地呈现在儿童面前，在池塘里研究鱼的养殖，在种植园里进行各种种植方法的比较，从紫心山芋的成长中进行土壤适应性的研究，学生领养兔子、鸽子，照料柿子树、枇杷树、樱桃树，走进乡村田野，去探寻农田缺水的课题……几乎学校的所有地方、学生生活的空间都有小科技、小研究活动。因此，“乡村少年硅谷”不只是那个馆、那个园，而是整个学校，整个校园，整个学生的生活场域，都叫“少年硅谷”。
（三）科技教育学习场是充分开放的学习场
教育是“放”的艺术，不能束缚。科技教育亦是如此。陶行知“六大解放”成为学校科技教育的指南。学校把课堂搬进基地，搬进大自然，让学生感受空间开放带来的学习方式的变革；把民间老中医、种养殖能手、家长请进课堂，让学生感受“能者为师”带来的知识积累；把学生带进博物馆、科技馆，感受“带着书本去探究”的实践快乐……这里，学生的学习是自由的，开放的，他们真正成为学习的主人。
（四）科技教育学习场是深度体验的学习场
学生学习的过程，就是体验的过程。要提升科学素养，必得深度体验。校园的一草一木、一砖一瓦，校园活动、课堂学习都是深度体验的场域。凡事多问几个为什么，而不是仅仅靠网络搜索求得答案。小课题研究坚持每天观察记录，分析现象背后的科学原理……这样的深度体验，是基于问题，基于求真，基于实践的行动，必然会培养终身受用的科学素养。
乡村少年硅谷，科技教育学习场的建构，是学校瞭望世界，前瞻未来，基于培养学生核心素养的实践行动，旨在让乡村儿童依凭良好的素养走向世界。我们有理由相信，中国的乡村孩子有天赋、有理想、有志气，也有巨大的可能性，可以创造自己的科技世界。铜小教育人将不懈努力，力行，超越，让“乡村少年硅谷”发挥更大的教育功能。
参考文献：
[1][德]库尔特·勒温．拓扑心理学原理[M]．高觉敷，译．北京：商务印书馆，2003：14-16．
[2]陶行知.中国乡村教育之根本改造——在上海青年会的演讲[J].重庆陶研文史,2016(3):2-4.
[3]Bloom B S.Innocence in education[J].The School Review,1972,80(3):333-352.
责任编辑：石萍
Rural Children’s Silicon Valley: Construction of
Science Education Learning Field
XIA Cui-lian
(Jiangning District Tongshan Central Primary School, Nanjing 211156, China)
Abstract: Rural children’s Silicon Valley is the practical field for children’s experiencing scientific innovation, aiming to let them enter the world with good accomplishments. Such strategies are employed as combinations between in class and after class, using their hands and brains, online and offline, and explicitness and implicitness to construct physical, mental, cultural and virtual scientific educational learning field, so that children can receive science education at any place and at any time.
Key words: science education; learning field; rural school
（文章原发于《江苏教育研究》2017-11A理论版，图片来自网络）
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