教科版《科學(xué)》教材（3~6年級(jí)）送審報(bào)告

繼一、二年級(jí)教材送審之后，根據(jù)教育部《小學(xué)科學(xué)教材修訂送審工作有關(guān)要求的通知》（以下簡(jiǎn)稱通知），我們對(duì)3～6年級(jí)的科學(xué)教材進(jìn)行了全面修訂。

根據(jù)通知要求，這次修訂的目的是為了使教材的質(zhì)量得到提升，具體要求是加強(qiáng)整體設(shè)計(jì)，遵循兒童發(fā)展規(guī)律。遵照這一目的和要求，我們此次修訂的重點(diǎn)是以課程標(biāo)準(zhǔn)為核心，調(diào)整現(xiàn)行教材的框架結(jié)構(gòu)和相關(guān)內(nèi)容，提升和改進(jìn)教學(xué)活動(dòng)的原有設(shè)計(jì)。

教材框架結(jié)構(gòu)和內(nèi)容的調(diào)整

1.調(diào)整情況

2017年頒布的小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)重要變化，是在內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)部分進(jìn)行了學(xué)段劃分，突出了大概念在學(xué)生發(fā)展中的作用，強(qiáng)調(diào)了學(xué)習(xí)進(jìn)階理論在設(shè)計(jì)中的地位。我們清醒地意識(shí)到，雖然我們編寫(xiě)的教材已經(jīng)采取了以概念為核心的框架結(jié)構(gòu)，但如何將大單元的結(jié)構(gòu)方式與課程標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)體系更加完美地融合，仍然有許多工作要做。

我們首先將現(xiàn)行3～6年級(jí)教材的教學(xué)目標(biāo)與課程標(biāo)準(zhǔn)4個(gè)領(lǐng)域的207項(xiàng)學(xué)段目標(biāo)逐一核對(duì)，結(jié)果顯示，兩者的吻合度還是比較高的，但也發(fā)現(xiàn)了與學(xué)段目標(biāo)不夠吻合的部分。例如，地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域的13.1-3目標(biāo)，現(xiàn)行教材是在高年段實(shí)現(xiàn)的，為此，我們采取了在三年級(jí)下冊(cè)增設(shè)《太陽(yáng)、地球和月球》單元的措施。對(duì)個(gè)別學(xué)段目標(biāo)的錯(cuò)位，我們進(jìn)行了單元的拆解或合并，例如，在《新的生命》中分別植入“植物的生長(zhǎng)”和“動(dòng)物的一生”，而將“溫度和水的變化”與“溶解”合并為《水》，從而將呼吸和消化器官的教學(xué)集中在一個(gè)單元。對(duì)于現(xiàn)行教材中存在個(gè)別超出學(xué)段目標(biāo)的部分，則做了刪除，例如，《沉與浮》單元不再進(jìn)行浮力的比較，而是指向工程與技術(shù)，更名為《船的研究》，《我們的身體》單元主題明確為“健康生活”。

經(jīng)過(guò)這樣的調(diào)整，我們達(dá)到了如下效果：

將原3～6年級(jí)32個(gè)單元減少為28個(gè)（三、四年級(jí)每?jī)?cè)3個(gè)單元共計(jì)24學(xué)時(shí)，五、六年級(jí)每?jī)?cè)4個(gè)單元共計(jì)28學(xué)時(shí)），降低了教材難度，減少了課程容量。

對(duì)大部分主題和內(nèi)容進(jìn)行了改進(jìn)，使修訂后的教材既具有延續(xù)性，又提高了質(zhì)量。

修訂后的教材覆蓋了課程標(biāo)準(zhǔn)18個(gè)主要概念及下屬的207個(gè)學(xué)段目標(biāo)，落實(shí)了課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的4個(gè)領(lǐng)域的各項(xiàng)要求，同時(shí)保持了教材大單元設(shè)計(jì)的原有特色。

2.對(duì)調(diào)整后的框架、結(jié)構(gòu)和內(nèi)容說(shuō)明

我們編寫(xiě)的這套教材是按照課程標(biāo)準(zhǔn)4個(gè)方面的目標(biāo)和以概念為核心的課程內(nèi)容構(gòu)建體系的。在整體的結(jié)構(gòu)中，突出了科學(xué)概念和科學(xué)探究的雙螺旋協(xié)同發(fā)展，科學(xué)態(tài)度和科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的目標(biāo)作為隱性目標(biāo)蘊(yùn)含其中。根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)中課程設(shè)計(jì)思路明確的“小學(xué)科學(xué)課程的設(shè)計(jì)遵循國(guó)家的教育方針，充分考慮小學(xué)生的年齡特點(diǎn)與認(rèn)知規(guī)律，反映國(guó)際科學(xué)教育的最新成果，兼顧我國(guó)小學(xué)科學(xué)教育的實(shí)際情況”的思想，在這次送審的教材修訂稿中，我們繼續(xù)采取了大單元的呈現(xiàn)方式。這樣做的依據(jù)是基于學(xué)習(xí)科學(xué)的研究成果，圍繞大概念運(yùn)用學(xué)習(xí)進(jìn)階理論編制教材已成為越來(lái)越多的國(guó)家所采取的課程建設(shè)策略。其中，用模塊（大單元）的形式將孤立的、碎片化的事實(shí)性知識(shí)與科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)和思維技巧聯(lián)系到一起，被證明是非常有效的。因?yàn)檫@可以使教學(xué)聚焦于科學(xué)與技術(shù)的核心概念，避免膚淺地覆蓋大量主題，讓學(xué)生能夠有更多的時(shí)間更深入地探索，獲得對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的深入理解。另一個(gè)重要依據(jù)是，根據(jù)國(guó)際科學(xué)課程建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)，我們從2007年起，已經(jīng)在目前使用的教材中采取了這種方式。為了適應(yīng)我國(guó)科學(xué)教育的現(xiàn)狀，我們把單元的規(guī)模（課時(shí)數(shù)）縮減為6～8課。10年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐證明，這種呈現(xiàn)方式已被科學(xué)教師和學(xué)生所理解和接受。我們的具體做法是：

（1）嚴(yán)格按照課程標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)段目標(biāo)選擇教學(xué)內(nèi)容并界定學(xué)業(yè)水平

修訂版的3～6年級(jí)教材一共設(shè)計(jì)了28個(gè)單元，物質(zhì)科學(xué)單元10個(gè)，生命科學(xué)單元7個(gè)，地球與宇宙科學(xué)單元7個(gè)，技術(shù)與工程單元4個(gè)。每個(gè)單元與相應(yīng)領(lǐng)域的學(xué)段目標(biāo)對(duì)接，通過(guò)聚焦、探索和研討板塊描述了各階段學(xué)生應(yīng)該達(dá)到的學(xué)習(xí)水平。

學(xué)習(xí)進(jìn)階理論對(duì)我們的最大啟發(fā)是，學(xué)生要經(jīng)過(guò)多年連續(xù)不斷地學(xué)習(xí)關(guān)于科學(xué)學(xué)科的核心思想，才能發(fā)展對(duì)這些核心思想的理解，而一個(gè)設(shè)計(jì)良好的學(xué)習(xí)進(jìn)程，一端需要始于學(xué)生的前概念和推理能力，另一端需要對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)期望（可評(píng)價(jià)的學(xué)業(yè)水平）進(jìn)行準(zhǔn)確描述，兩端之間則需要提供合理而連續(xù)的思想脈絡(luò)和實(shí)踐活動(dòng)。這就決定了教材編寫(xiě)者必須思考各個(gè)年級(jí)的主題應(yīng)如何呈現(xiàn)，才能夠互為基礎(chǔ)、相互支撐。

我們意識(shí)到，修訂后的課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際上已為我們描述了學(xué)習(xí)進(jìn)程的兩端，我們的工作重點(diǎn)應(yīng)該是解決中間的設(shè)計(jì)。我們采取的策略是：分析學(xué)科知識(shí)對(duì)核心思想的貢獻(xiàn)，并在此基礎(chǔ)上確定這些思想所依賴的思想脈絡(luò)和實(shí)踐活動(dòng)。例如，地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域，從一年級(jí)的“我們的地球家園”到三年級(jí)的“太陽(yáng)、地球和月球”再到六年級(jí)的“地球的運(yùn)動(dòng)”和“宇宙”，逐步擴(kuò)大的是兒童認(rèn)識(shí)世界的視野。從三年級(jí)的“水”“空氣”“天氣”到四年級(jí)的“巖石和土壤”、五年級(jí)的“地表的變化”及“環(huán)境與我們”，是從地球物質(zhì)、4個(gè)圈層相互作用的角度引導(dǎo)學(xué)生理解發(fā)生在身邊的自然現(xiàn)象，兩條線索共同幫助學(xué)生逐步建立人與自然和諧相處的核心概念。物質(zhì)科學(xué)1～6年級(jí)的編寫(xiě)思路是：從物體、材料到物質(zhì);從常見(jiàn)的力到認(rèn)識(shí)力的作用，再到描述物體的運(yùn)動(dòng);從了解聲、光、電等不同形式的能量到發(fā)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換現(xiàn)象。生命科學(xué)的編寫(xiě)思路是從觀察生物的生命特征，到了解生物的發(fā)育和繁殖，再到認(rèn)識(shí)生物與環(huán)境之間的關(guān)系，最后建立生物多樣性的核心概念。

學(xué)生科學(xué)探究能力的發(fā)展是與知識(shí)的獲得、概念的構(gòu)建密不可分的。我們希望從一年級(jí)開(kāi)始，學(xué)生就能夠在觀察實(shí)驗(yàn)獲得大量事實(shí)的基礎(chǔ)上發(fā)展科學(xué)推理和論證的能力。借鑒美國(guó)STC課程的設(shè)計(jì)，教材修訂版三個(gè)年段的發(fā)展途徑分別是：一、二年級(jí)側(cè)重觀察、測(cè)量和確定物體的屬性;三、四年級(jí)深入地認(rèn)識(shí)某一事物（如空氣和水），發(fā)現(xiàn)事物的變化規(guī)律（如植物的一生、動(dòng)物的生命周期）;五、六年級(jí)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)有控制的對(duì)比實(shí)驗(yàn)（如生物與環(huán)境、能量）。我們相信，這一系列有序的探索活動(dòng)，能夠逐步發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力。

（2）利用大單元的靈活、包容和綜合特質(zhì)，對(duì)學(xué)段內(nèi)的目標(biāo)進(jìn)行交叉和整合

我們注意到，課程標(biāo)準(zhǔn)中的18個(gè)主要概念、75個(gè)學(xué)習(xí)內(nèi)容，被分解到4個(gè)領(lǐng)域3個(gè)學(xué)段形成的學(xué)段目標(biāo)是比較豐富的。例如，3～4年級(jí)物質(zhì)科學(xué)有37個(gè)、生命科學(xué)有23個(gè)、地球與宇宙科學(xué)有21個(gè)、技術(shù)與工程有11個(gè)，需要加以組織和編排。科學(xué)教育大力提倡在不同的概念間建立聯(lián)系，以促進(jìn)兒童形成對(duì)世界的完整認(rèn)識(shí)。因此，我們利用大單元的方式對(duì)學(xué)段目標(biāo)進(jìn)行了一定的排列和組合。例如，《水》單元從水是一種物質(zhì)的角度整合了主要概念1、2、6的10個(gè)學(xué)段目標(biāo);《環(huán)境和我們》單元從建立人與自然和諧相處的角度整合了主要概念10、12、15和16;《微小世界》單元進(jìn)行了生命科學(xué)、物質(zhì)科學(xué)和技術(shù)與工程領(lǐng)域的概念交叉;《物體的運(yùn)動(dòng)》《力和運(yùn)動(dòng)》單元加強(qiáng)了物質(zhì)科學(xué)和技術(shù)與工程領(lǐng)域內(nèi)容的聯(lián)系;《太陽(yáng)、地球和月球》單元?jiǎng)t做了地球與宇宙、物質(zhì)科學(xué)和技術(shù)與工程領(lǐng)域內(nèi)容融合的嘗試。我們相信，這些措施將有利于學(xué)生概念的發(fā)展并建立概念間的聯(lián)系，促進(jìn)他們對(duì)世界的深入理解。

（3）根據(jù)不同學(xué)段兒童的認(rèn)知特點(diǎn)，采取不同的目標(biāo)達(dá)成方式

技術(shù)與工程領(lǐng)域是修訂后的課程標(biāo)準(zhǔn)新增設(shè)的一部分內(nèi)容。仔細(xì)研究標(biāo)準(zhǔn)的這一部分目標(biāo)之后，我們決定采取的方法是，在低中年段主要將學(xué)段目標(biāo)融入相關(guān)單元的教學(xué)內(nèi)容之中，表現(xiàn)為與主題相關(guān)的課。例如，二年級(jí)《材料》單元的第6課是《做一頂帽子》，三年級(jí)《物體的運(yùn)動(dòng)》單元的第7、8課是《我們的過(guò)山車》，《運(yùn)動(dòng)和力》單元的第8課是《做一輛小車》，《聲音》單元的第8課是《自制一件小樂(lè)器》等。到了高年段，我們以把技術(shù)與工程的相關(guān)內(nèi)容設(shè)計(jì)成完整的一個(gè)大單元的形式為主，讓學(xué)生充分了解技術(shù)與工程的特點(diǎn)與要素，并有足夠的時(shí)間進(jìn)行活動(dòng)體驗(yàn)。另外，五年級(jí)的技術(shù)與工程單元偏重于一個(gè)具體問(wèn)題的解決過(guò)程，如“計(jì)量時(shí)間”“船的研究”。六年級(jí)的內(nèi)容側(cè)重于從宏觀上、整體上了解什么是技術(shù)、什么是工程，以及技術(shù)與工程在推動(dòng)社會(huì)發(fā)展方面所發(fā)揮的作用。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)的兩個(gè)大單元是《工具與技術(shù)》和《小小工程師》。

（4）與相關(guān)學(xué)科建立協(xié)同發(fā)展的關(guān)系

由于科學(xué)課程中會(huì)涉及數(shù)學(xué)等學(xué)科的相關(guān)內(nèi)容，與小學(xué)其他學(xué)科的目標(biāo)進(jìn)行匹配，是我們教材編寫(xiě)時(shí)需要關(guān)注的。我們要求編者在活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)一定要做相關(guān)的調(diào)研和確認(rèn)，以保證概念發(fā)展的一致性。例如，《物體的運(yùn)動(dòng)》單元中“描述自己所在的位置”是建立在二年級(jí)數(shù)學(xué)“方向與位置”的基礎(chǔ)上的;“船的研究”中船的載重量的探索活動(dòng)，建立在五年級(jí)數(shù)學(xué)“體積”的概念之后;《天氣》單元二十四節(jié)氣的內(nèi)容和對(duì)四季植物的觀察與部編小學(xué)語(yǔ)文三年級(jí)的課文形成了同步;《健康生活》單元從科學(xué)的角度解釋了保護(hù)身體器官的必要性，為道德與法治的“健康、安全地生活”目標(biāo)達(dá)成提供了依據(jù)。

（5）讓小學(xué)生了解更多的科學(xué)家，學(xué)習(xí)像科學(xué)家那樣思考

在科學(xué)教材中體現(xiàn)科學(xué)的本質(zhì)，一直是我們的追求。為了增進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)的理解，我們?cè)谶@次修訂版的每一冊(cè)起始都設(shè)置了《科學(xué)家這樣做》專篇。3～6年級(jí)的8冊(cè)教材中，根據(jù)每一冊(cè)的主要內(nèi)容，我們選擇了竺可楨、童第周、牛頓、達(dá)爾文等8位中外科學(xué)家，分別以適合小學(xué)生閱讀的語(yǔ)言，介紹了他們?cè)诳茖W(xué)領(lǐng)域的主要貢獻(xiàn)，描述了他們進(jìn)行科學(xué)研究的主要方法及其過(guò)程。我們相信，這會(huì)使科學(xué)和科學(xué)家的形象在孩子們的心目中鮮活起來(lái)，促進(jìn)他們對(duì)科學(xué)家和科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)的理解。對(duì)中國(guó)科學(xué)家群體的介紹，更會(huì)增進(jìn)他們對(duì)我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的了解，增強(qiáng)民族自信心和自豪感。

提升和改進(jìn)教學(xué)活動(dòng)的原有設(shè)計(jì)

課程標(biāo)準(zhǔn)要求小學(xué)科學(xué)教材應(yīng)體現(xiàn)探究過(guò)程，符合兒童的年齡特點(diǎn)和認(rèn)知規(guī)律，密切聯(lián)系學(xué)生生活，注意引發(fā)學(xué)生興趣。在修訂中，我們借鑒了國(guó)際科學(xué)教育近年來(lái)的理論研究成果，吸納了教材使用過(guò)程中來(lái)自教學(xué)層面的各種信息，根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的總目標(biāo)，對(duì)3～6年級(jí)各冊(cè)的活動(dòng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了提升和改進(jìn)。

1.關(guān)于體現(xiàn)探究過(guò)程

我們注意到，科學(xué)教育界對(duì)科學(xué)探究的認(rèn)識(shí)在不斷深入。2013年發(fā)表的新一代美國(guó)科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)（NGSS）中已明確用科學(xué)實(shí)踐的概念代替了科學(xué)探究，這意味著我們需要更全面和準(zhǔn)確地體現(xiàn)學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)中的探索活動(dòng)。這和我們?cè)诮滩氖褂眠^(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題十分吻合。目前，我國(guó)的部分科學(xué)教師對(duì)科學(xué)探究的理解還停留在動(dòng)手做的階段，對(duì)教材中設(shè)計(jì)的探究活動(dòng)的過(guò)程和目的還缺乏深入的認(rèn)識(shí)和理解。為此，在這次修訂中，我們特別關(guān)注了兩個(gè)方面：

（1）增強(qiáng)對(duì)科學(xué)思想和觀念的理解

探究是源于學(xué)生自身的認(rèn)識(shí)未知世界的活動(dòng)，如果僅僅為了獲得某一問(wèn)題的答案，這只是目的的一部分，并不是科學(xué)素養(yǎng)追求的更高目標(biāo)。學(xué)生在校學(xué)習(xí)科學(xué)的時(shí)間是有限的，教材承載的內(nèi)容也是有限的。教材中設(shè)計(jì)的探究活動(dòng)應(yīng)當(dāng)更加有效地幫助學(xué)生發(fā)展對(duì)各個(gè)領(lǐng)域重大科學(xué)思想和觀念的理解，同時(shí)滲透科學(xué)的方法和精神，這一切如果在科學(xué)教材中能夠具體化和活動(dòng)化，就可以廣泛地影響目前的教學(xué)實(shí)踐。

基于這一認(rèn)識(shí)，我們?cè)诮滩男抻啎r(shí)組建了由中國(guó)科學(xué)院從事不同領(lǐng)域研究的青年科學(xué)家參與的團(tuán)隊(duì)，對(duì)原教材探究?jī)?nèi)容的選擇和過(guò)程設(shè)計(jì)進(jìn)行了全面研究，并在多輪討論的基礎(chǔ)上，對(duì)教材活動(dòng)的原設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)和提升。

①?gòu)囊粋€(gè)個(gè)具體的現(xiàn)象中跳出來(lái)

從與科學(xué)家團(tuán)隊(duì)的討論中，我們深切感受到，小學(xué)生對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)的確是從一個(gè)個(gè)現(xiàn)象開(kāi)始的，不能讓他們停留在這些具體事物上，需要引導(dǎo)他們發(fā)現(xiàn)與更大概念間的聯(lián)系。

例如，“天氣”部分不是為了記錄氣溫而記錄氣溫，為了觀察風(fēng)而觀察風(fēng)，而是要有意識(shí)地引導(dǎo)孩子建立天氣現(xiàn)象與空氣、水等地球物質(zhì)以及太陽(yáng)的聯(lián)系，認(rèn)識(shí)到觀察和預(yù)報(bào)天氣是人類的一項(xiàng)科學(xué)活動(dòng)。

再如，“環(huán)境與我們”的內(nèi)容，不能僅局限于垃圾、節(jié)水、節(jié)能這一類具體話題上，要讓孩子們知道這些問(wèn)題來(lái)自地球的特殊構(gòu)造和人類不適當(dāng)?shù)幕顒?dòng)，知道環(huán)境與資源保護(hù)的重要性，形成健康和積極的生活方式。

②在不同學(xué)段和不同主題間建立起聯(lián)系

科學(xué)的思想和觀念對(duì)學(xué)生而言是要靠經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識(shí)的積累逐步完成的，因此教材的探究過(guò)程設(shè)計(jì)需要具有延續(xù)性和發(fā)展性，我們有意識(shí)地做了這方面的探索。

例如，我們?cè)谝荒昙?jí)上冊(cè)編寫(xiě)了《比較與測(cè)量》單元，通過(guò)重演人類對(duì)長(zhǎng)度的認(rèn)識(shí)歷史，促進(jìn)學(xué)生理解長(zhǎng)度測(cè)量的規(guī)則和工具。在三年級(jí)下冊(cè)的《太陽(yáng)、地球和月球》單元，用數(shù)方格的方法比較陸地和海洋面積的大小，使測(cè)量的方法和視角從一維擴(kuò)展到二維。

又如，三年級(jí)上冊(cè)沿用了一年級(jí)下冊(cè)“我們周圍的物體”在比較中認(rèn)識(shí)事物的方法，而在研究地球物質(zhì)“水”和“空氣”的過(guò)程中，在比較的基礎(chǔ)上，又增加了猜測(cè)和證實(shí)。這樣，從“我們的地球家園”“天氣”“太陽(yáng)、地球和月球”“地表的變化”到“環(huán)境和我們”，既保持了探究方法上的一致，又逐步深入，使學(xué)生認(rèn)識(shí)事物的經(jīng)驗(yàn)不斷豐富，獲得的不僅僅是有關(guān)地球的知識(shí)，更深化了對(duì)地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域核心概念的理解。

（2）促進(jìn)理論與證據(jù)的協(xié)調(diào)

科學(xué)思維的本質(zhì)是理論和證據(jù)的協(xié)調(diào)，探究活動(dòng)最終要促進(jìn)的是兒童在事實(shí)和解釋之間的協(xié)調(diào)能力和協(xié)調(diào)愿望，包括尊重他們親眼所看到的，“意識(shí)”到自己的想法，愿意通過(guò)嘗試和實(shí)驗(yàn)來(lái)判斷一個(gè)想法是不是正確。這一過(guò)程需要從幼兒階段就開(kāi)始有所經(jīng)歷，是科學(xué)教材設(shè)計(jì)的一項(xiàng)十分重要的任務(wù)。我們著重從以下方面進(jìn)行了努力：

①?gòu)?qiáng)調(diào)探究過(guò)程之間的關(guān)系

針對(duì)在教材使用中觀察到的只重視事實(shí)收集和班級(jí)匯報(bào)，忽視討論和論證的現(xiàn)象，我們借鑒學(xué)習(xí)循環(huán)理論，將教材的呈現(xiàn)方式設(shè)計(jì)為“聚焦”“探索”“研討”“拓展”四個(gè)板塊?！熬劢埂痹谟诿鞔_探究的問(wèn)題究竟是什么，“探索”提供了獲取事實(shí)、呈現(xiàn)事實(shí)及初步形成解釋的過(guò)程性活動(dòng)，“研討”列出了集體論證和辯論的關(guān)鍵問(wèn)題，“拓展”提出了延伸學(xué)習(xí)的相關(guān)建議。四個(gè)板塊設(shè)計(jì)的目的不僅在于幫助教師明確每個(gè)階段的教學(xué)任務(wù)，更重要的是在于促進(jìn)學(xué)生理解過(guò)程間的關(guān)系，即解決科學(xué)問(wèn)題的過(guò)程是一個(gè)獲得證據(jù)，合理使用證據(jù)建立解釋，并通過(guò)與同伴的討論，修正自己看法的完整的科學(xué)思維過(guò)程，學(xué)生在這一過(guò)程中經(jīng)歷的是他們的理論與證據(jù)的相互協(xié)調(diào)，而這恰恰與科學(xué)家們的研究工作極為相似。

②讓探究與知識(shí)、技能的獲得更好地融為一體

在教材使用中我們也觀察到，科學(xué)教育的各項(xiàng)目標(biāo)是需要精心設(shè)計(jì)、落實(shí)到課堂教學(xué)的各個(gè)活動(dòng)中才能實(shí)現(xiàn)的，缺乏指導(dǎo)的探究往往是低效且膚淺的。在這次修訂中，我們要求編者對(duì)探究活動(dòng)的關(guān)鍵步驟和基本操作要做到具體、清晰和規(guī)范，用實(shí)拍照片呈現(xiàn)觀察和實(shí)驗(yàn)的相關(guān)細(xì)節(jié)，將探究的關(guān)鍵步驟、基本操作與學(xué)生的認(rèn)知框架結(jié)合起來(lái)，與我們想培養(yǎng)的科學(xué)思維方法結(jié)合起來(lái)，以促進(jìn)學(xué)生原有認(rèn)知與新的信息之間積極的相互作用。

例如，《生物與環(huán)境》單元對(duì)種子發(fā)芽、綠豆苗生長(zhǎng)所進(jìn)行的觀察和實(shí)驗(yàn)，教材對(duì)什么條件改變了、什么沒(méi)有變、如何控制變量都做了明確的要求和指導(dǎo)，這一做法在《電路》《聲音》《能量》等單元中也都有明顯的體現(xiàn)。

2.關(guān)于尊重兒童和他們的認(rèn)知規(guī)律

為了使修訂后的教材能夠更好地適合我國(guó)兒童的年齡特點(diǎn)和認(rèn)知規(guī)律，我們采取的一項(xiàng)重要措施是，從2018年春季起，分別在9個(gè)省的51所小學(xué)，對(duì)修訂后教材的28個(gè)單元全部進(jìn)行了試教（有部分單元試教了兩次）。我們對(duì)試教過(guò)程也做了明確的要求，包括觀察的內(nèi)容和重點(diǎn)、需要收集的資料以及如何進(jìn)行前后評(píng)測(cè)。所有的試教學(xué)校都按時(shí)完成了試教任務(wù)，并撰寫(xiě)了試教報(bào)告，對(duì)于我們改進(jìn)和完善教材，使教材進(jìn)一步貼近兒童的需要，發(fā)揮了十分重要的作用。在教材修訂中，我們采取的具體措施是：

（1）給兒童充分陳述、交流他們觀點(diǎn)的機(jī)會(huì)

兒童是帶著他們的認(rèn)識(shí)來(lái)到教室的，不是一塊白板等待我們?nèi)ネ磕?，他們面?duì)各種現(xiàn)象時(shí)也會(huì)產(chǎn)生自己的解釋和預(yù)測(cè)，只有兒童意識(shí)到自己的想法與獲得的新的信息之間存在矛盾的時(shí)候，他們才會(huì)產(chǎn)生探索的欲望并修正自己的觀點(diǎn)。因此，我們?cè)诮滩闹惺肿⒁馓峁ｉT的時(shí)間和機(jī)會(huì)讓兒童陳述和交流自己的認(rèn)識(shí)、觀點(diǎn)和看法。比如，我們?cè)O(shè)計(jì)的每個(gè)單元的第一課都幾乎與調(diào)動(dòng)和測(cè)查學(xué)生的科學(xué)前概念有關(guān)，即就單元的探究主題啟發(fā)學(xué)生陳述自己已經(jīng)知道了什么，還想知道什么，同時(shí)用班級(jí)記錄單的形式認(rèn)真地記錄下來(lái)，在后續(xù)的學(xué)習(xí)中引導(dǎo)他們不斷地補(bǔ)充和修正，在單元的最后一課進(jìn)行整體回顧。

在探索部分，我們同樣積極鼓勵(lì)兒童陳述和交流他們的理論。繼“聚焦”部分提出問(wèn)題之后，我們?cè)O(shè)計(jì)的第一個(gè)活動(dòng)很多是“說(shuō)一說(shuō)、畫(huà)一畫(huà)我們對(duì)這個(gè)問(wèn)題的看法”。在教材設(shè)計(jì)的探究過(guò)程之后還要反復(fù)追問(wèn)“你還可以有什么方法”，并告訴兒童“你還可以想到更多”。

（2）基于兒童的生活和經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)對(duì)它們進(jìn)行挑戰(zhàn)

這是教材教學(xué)內(nèi)容選擇和探究活動(dòng)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要原則。我們?cè)趯徱暚F(xiàn)行教材之后，在這方面進(jìn)一步做了改進(jìn)。例如，《工具與技術(shù)》單元對(duì)工具與技術(shù)的理解，選擇了兒童所熟悉的砸核桃;《小小工程師》單元對(duì)工程系統(tǒng)性的認(rèn)識(shí)是從“了解我們的住房”開(kāi)始的;在《能量》單元，對(duì)多種多樣能量形式的了解，是通過(guò)引導(dǎo)兒童分析公園的場(chǎng)景，討論設(shè)施帶來(lái)的變化，同時(shí)調(diào)查家里使用的能量展開(kāi)的;《化學(xué)變化》單元的切入點(diǎn)則是“廚房中的化學(xué)變化”。

我們?cè)O(shè)計(jì)的一些活動(dòng)，能夠挑戰(zhàn)兒童的已有經(jīng)驗(yàn)。比如，在《環(huán)境與我們》單元的最后一課，我們就設(shè)置了一個(gè)真實(shí)的環(huán)境治理問(wèn)題，并選擇了角色扮演的形式，讓兒童逐步理解環(huán)境問(wèn)題是復(fù)雜的，需要從不同的角度加以平衡和協(xié)調(diào)。

（3）構(gòu)建符合兒童心理發(fā)展特點(diǎn)的教學(xué)活動(dòng)體系

在這次修訂中，為了尊重兒童的心理發(fā)展特點(diǎn)，我們對(duì)一些單元的內(nèi)在結(jié)構(gòu)幾易其稿，經(jīng)歷了反復(fù)修改的過(guò)程，最突出的例子是《物體的運(yùn)動(dòng)》單元。原設(shè)計(jì)是按運(yùn)動(dòng)和位置、直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)、速度、斜面上的運(yùn)動(dòng)、多種多樣的運(yùn)動(dòng)形式和我們的過(guò)山車的順序安排的。經(jīng)過(guò)兩輪試教，教研員和試教教師提出還是應(yīng)該將多種多樣的運(yùn)動(dòng)形式前置，因?yàn)檫@更符合在課堂教學(xué)中觀察到的兒童的心理需求?！豆ぞ吲c技術(shù)》單元也是一個(gè)經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)后再確認(rèn)的例子。開(kāi)始，關(guān)于杠桿、斜面和輪軸這三種簡(jiǎn)單機(jī)械，編者都設(shè)計(jì)為通過(guò)收集數(shù)據(jù)，在對(duì)比中進(jìn)行認(rèn)識(shí)和了解。通過(guò)試教，我們意識(shí)到，必須讓兒童經(jīng)歷親身體驗(yàn)的過(guò)程，因此，在輪軸部分就設(shè)計(jì)了兒童直接參與的體驗(yàn)活動(dòng)。

（4）展現(xiàn)兒童在科學(xué)活動(dòng)中的思想過(guò)程

兒童在科學(xué)活動(dòng)中的思想過(guò)程包括理論概括、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、假設(shè)驗(yàn)證、數(shù)據(jù)解釋、科學(xué)發(fā)現(xiàn)等認(rèn)知過(guò)程，這也是促進(jìn)兒童科學(xué)思維發(fā)展的基本要素。作為科學(xué)教材，關(guān)注兒童是如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的，是如何將事實(shí)和解釋聯(lián)系在一起的，是如何描述科學(xué)理論的十分重要。我們必須通過(guò)精心設(shè)計(jì)的活動(dòng)給兒童提供支持，促進(jìn)他們認(rèn)知能力的發(fā)展。

在這次教材修訂中，我們努力運(yùn)用大單元的方式，從連貫的視角出發(fā)，讓兒童不斷經(jīng)歷上述思想過(guò)程，并積累屬于自己的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)。例如，用“你認(rèn)為物體是怎樣發(fā)出聲音的”“有哪些證據(jù)可以支持你的想法”等問(wèn)題，將兒童對(duì)聲音的探索形成一個(gè)有機(jī)的“鏈條”;用“如果不停地給杯子里的水加熱，會(huì)出現(xiàn)什么情況”使預(yù)測(cè)成為理論與證據(jù)之間的紐帶;通過(guò)“空氣有質(zhì)量嗎”的提問(wèn)，讓兒童做出猜測(cè)，并用自己的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行證實(shí)。

與此同時(shí)，我們還努力為兒童經(jīng)歷的思想過(guò)程賦予鮮明的兒童特點(diǎn)。如對(duì)空氣有質(zhì)量的驗(yàn)證，設(shè)計(jì)為用墊圈作為計(jì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn);在描述地球的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)時(shí)，用橡皮泥和橙子做地球模型;在解釋日食的發(fā)生原因時(shí)，僅通過(guò)3張紙片進(jìn)行相關(guān)的模擬和發(fā)現(xiàn)。

我們還注意到，兒童的思想過(guò)程具有與年齡相稱的一些弱點(diǎn)。例如，他們?cè)诶米C據(jù)建立解釋的時(shí)候，能力還比較弱，表現(xiàn)為匹配度不夠高。針對(duì)這一特點(diǎn)，我們?cè)诮滩牡摹把杏憽卑鍓K，注意引導(dǎo)兒童關(guān)注其他小組是怎么想的，其他同學(xué)是怎么想的，以便在不同意見(jiàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行比較，并使用班級(jí)記錄單的形式呈現(xiàn)各種意見(jiàn)和觀點(diǎn)，讓兒童意識(shí)到，對(duì)同一問(wèn)題會(huì)有不同的視角和解釋，每個(gè)人都需要在社會(huì)化的學(xué)習(xí)中，促進(jìn)自己科學(xué)思維的發(fā)展。