科學(xué)教材 走向深度整合的課程系統(tǒng)

隨著科技的發(fā)展，人們逐漸認(rèn)識到從綜合的角度認(rèn)識、解決問題的重要性。小學(xué)科學(xué)課程內(nèi)容涵蓋了自然科學(xué)主要領(lǐng)域的基礎(chǔ)內(nèi)容，包括物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與空間科學(xué)、科學(xué)技術(shù)與應(yīng)用等。小學(xué)科學(xué)課程將這些領(lǐng)域綜合在一門課程中，更好地體現(xiàn)了自然科學(xué)獨特的教育功能、相似的思維方式和共同遵循的研究法則。當(dāng)下的小學(xué)科學(xué)教材整合需要“合并同類項”，避免簡單重復(fù)，從學(xué)科內(nèi)到學(xué)科間，尋找“共同因子”。但不能止于此，而應(yīng)該從目標(biāo)、內(nèi)容、教學(xué)、評價等方面進行系統(tǒng)設(shè)計，實現(xiàn)更高層次的融合，以培養(yǎng)完整的人。

一、目標(biāo)定位：聚焦科學(xué)素養(yǎng)

課程目標(biāo)是科學(xué)教材的方向盤，具有顯著的導(dǎo)向功能，它能將各方面力量整合為課程實施的協(xié)調(diào)行動。小學(xué)科學(xué)課程的終極目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)?！墩n標(biāo)》指出，學(xué)生通過科學(xué)課程的學(xué)習(xí)，“保持和發(fā)展對自然的好奇心和探究熱情;了解與社會發(fā)展和認(rèn)知水平相適應(yīng)的、必要的科學(xué)知識，了解基本的科學(xué)方法，了解科學(xué)技術(shù)對社會和個人的影響，認(rèn)識科學(xué)本質(zhì)，崇尚科學(xué)精神，樹立基本的科學(xué)思想，并具備一定的應(yīng)用它們處理實際問題、參與公共事務(wù)的能力”。具備了上述的知識、觀念、能力、態(tài)度等，我們就說這個人具備了一定的科學(xué)素養(yǎng)。關(guān)注孩童的科學(xué)素養(yǎng)，對于實現(xiàn)科學(xué)課堂多元、自主和可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。

科學(xué)素養(yǎng)是人綜合素質(zhì)的重要組成部分，是一種可培養(yǎng)、可教化的能力、品質(zhì)等，不同于先天稟賦。它既不是孤立的知識點，也不同于單方面的能力，而是知識、能力與情感、態(tài)度、價值觀的有機整合，特別強調(diào)價值態(tài)度的重要性。如，批判性思考作為學(xué)生發(fā)展的核心素養(yǎng)之一，離不開相關(guān)領(lǐng)域知識經(jīng)驗的積累，離不開自我規(guī)劃與總結(jié)反思能力，更有賴于對他人、對自我的積極態(tài)度。缺乏一定的知識和必要的自尊、自信與自律，缺少挑戰(zhàn)困難的勇氣與意識，缺少挑戰(zhàn)傳統(tǒng)經(jīng)典過程中的自我覺醒，批判性思考會成為順乎本能的自我膨脹。

孩童時期的科學(xué)素養(yǎng)是一種核心素養(yǎng)，是學(xué)生適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展所必備的關(guān)鍵知識、能力和態(tài)度的綜合表現(xiàn)。它是跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的共同要求，不同于特定領(lǐng)域的專業(yè)素養(yǎng)要求。孩童時期的科學(xué)素養(yǎng)還是基本的，具有自身特定結(jié)構(gòu)、功能和生長力量的單元，如同樹木的年輪印刻在生命的中心地帶，在生命歷程中不斷擴散，始終發(fā)揮著核心作用。如，實驗探究、合作溝通、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、有原則、會反思等能力與品格乃是健康成長的必要元素。它們應(yīng)貫穿在科學(xué)教材編寫和使用的全過程，需要堅持不懈地加以培養(yǎng)，非一朝一夕就能見成效。

二、內(nèi)容選擇：關(guān)注“大概念”

2013?年，美國國家研究理事會頒布了新版《K-12?年級科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》）。該《標(biāo)準(zhǔn)》追求面向公眾的“更少、更高、更清晰”的科學(xué)教育。在教什么的問題上追求“更少”，讓兒童有充分的時間和機會，進行更深入的探究，避免選擇大量的主題，或糾纏于大量細(xì)節(jié)?！案佟毙栌伞案摺北ＷC，“會當(dāng)凌絕頂，一覽眾山小”，否則，所見非常有限，成了“井底之蛙”?！案逦辈粌H是課程設(shè)計指導(dǎo)作用發(fā)揮的前提，也是科學(xué)內(nèi)在品質(zhì)所要求的，科學(xué)本來就拒絕含糊不清。

《標(biāo)準(zhǔn)》將更少、更高、更清晰的科學(xué)教育定位在“科學(xué)和工程內(nèi)部以及交叉部分有限的幾個核心觀念”上，使學(xué)生“有機會參與科學(xué)調(diào)查論證以及獲得對物質(zhì)世界的更深入的理解”。如，生命科學(xué)方面的核心觀念僅保留4個：

有機體有對它們生命發(fā)展、成長和繁殖有利的結(jié)構(gòu)和功能。（從分子學(xué)到有機體、結(jié)構(gòu)和過程）

有機體有傳遞一代到另一代的機制和進程。（遺傳—繼承或特征的變異）

有機體和特定的有機體群從它們的環(huán)境中獲得必要的資源，環(huán)境包括其他的有機體和物質(zhì)的因素。（生態(tài)系統(tǒng)、相互作用、能量和動力）

生物進化解釋了物種的統(tǒng)一性和多樣性。

每個核心觀念都伴隨著一個問題以及若干子問題。如，生命科學(xué)的第一個核心觀念的問題是：生物是怎樣生存、生長和繁殖的。

它包括3?個子問題：

有機體的結(jié)構(gòu)是如何幫助它們執(zhí)行生命功能的？（結(jié)構(gòu)與功能）

有機體的結(jié)構(gòu)和功能是怎樣隨著它們生長和發(fā)展而變化的？（有機體的生長和發(fā)展）

有機體是怎么獲得它們生存和生長的物質(zhì)和能量的？（生物體中物質(zhì)和能量流動的組織）

仔細(xì)分析《標(biāo)準(zhǔn)》的表述，我們會發(fā)現(xiàn)，每個核心觀念以命題而非概念術(shù)語的方式表達(dá)，以清楚地說明其內(nèi)涵與學(xué)習(xí)要求。相關(guān)問題既與兒童關(guān)于世界的疑問相關(guān)聯(lián)，也與正在出現(xiàn)的社會、科技和環(huán)境的主要問題相關(guān)聯(lián)，清楚地表明了尋求這些問題的答案對于科學(xué)研究來說是至關(guān)重要的。顯然，這些核心觀念及相關(guān)的問題引導(dǎo)，既不同于若干自然與生命現(xiàn)象的羅列、標(biāo)識而日積月累的常識，也不同于對這些現(xiàn)象的分類、排列、抽象所形成的概念性知識，而是更為上位的思考，是對物質(zhì)與生命世界發(fā)生與發(fā)展機制的整體性描述與揭示。面向大眾的科學(xué)教育內(nèi)容原來可以變得這么簡明！可見，與學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)相適應(yīng)的教育教學(xué)內(nèi)容，多為具有統(tǒng)攝性與衍生性、位于最中心圈層的核心概念（其他知識依次排列在它的外圍）。它是其他知識依附的“根”。

2017年年底，我國教育部頒布新版《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡稱《課標(biāo)》）。課標(biāo)組專家從每個領(lǐng)域的教學(xué)內(nèi)容中提煉“大概念”，目前僅保留18個主要概念，75個學(xué)習(xí)內(nèi)容，明確要求教材編寫者在教材中重點表現(xiàn)出來，并在教學(xué)中引導(dǎo)，使學(xué)生理解與掌握。科學(xué)教材關(guān)注“大概念”，并非不要“小概念”，而是強調(diào)用“大概念”組織教材內(nèi)容，從認(rèn)識周圍世界的各種現(xiàn)象入手，逐步展現(xiàn)科學(xué)情境，從小概念向大概念不斷擴展，逐步建立大概念與相關(guān)小概念之間的有機聯(lián)系，從而把課堂知識串聯(lián)起來，使之成為有機關(guān)聯(lián)的整體。

三、情境設(shè)置：面對現(xiàn)實生活中的問題

許多科學(xué)探究內(nèi)容是不能通過直接告訴兒童的方式來進行教學(xué)的，尤其是“大概念”“核心概念”的學(xué)習(xí)，它必須嵌入兒童已有的生活經(jīng)驗。因此，科學(xué)教材必須創(chuàng)設(shè)探究情境，未來的科學(xué)課程必須走向深度的課程整合。教師必須依照科學(xué)教材，關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)活動，設(shè)計基于真實情境的探究。

這里所說的學(xué)習(xí)情境是指學(xué)生學(xué)習(xí)活動環(huán)節(jié)：一個概念的學(xué)習(xí)、一次探究計劃的討論、一項實驗的進行、一次制作活動的開展、一個探究成果的發(fā)布等等。它具體回答學(xué)生在學(xué)習(xí)場合到底要做什么。如果要思考什么，通常被稱為問題情境;如果要完成某種任務(wù)，通常被稱為任務(wù)情境。情境與通常所說的背景有聯(lián)系，一般需要提供關(guān)于事件來龍去脈的信息（所謂“背景化信息”“情境脈絡(luò)化”等），比較完整地呈現(xiàn)發(fā)展的態(tài)勢。但它又不只是提供背景信息，而是常常引導(dǎo)學(xué)生進一步理解并處置情境，完成相關(guān)任務(wù)。對做什么的任務(wù)規(guī)定通常也內(nèi)在地規(guī)定了如何做，因為如何做的方式方法要與做什么相適應(yīng)。

傳統(tǒng)的課堂是這樣引導(dǎo)學(xué)生“科學(xué)探究”的。先提出一個問題，再以自己的經(jīng)驗為基礎(chǔ)提出一個假設(shè)，提出所要求觀測和實驗的項目。然后展開探究：進行相關(guān)的實驗、觀察相關(guān)的項目、收集相關(guān)的數(shù)據(jù)。最后根據(jù)這些數(shù)據(jù)得出一個所謂的“結(jié)論”。這類探究進行了“去情境化”的處理：知識形成的背景、過程，那些真實、具體、生動的細(xì)節(jié)被大大“簡化”了，剩下了由特定的問題、術(shù)語、材料所表達(dá)的概念、定律、程序以及支撐這些概念、定律、程序的“具體數(shù)據(jù)”，其中不乏為了突出所謂“本質(zhì)特征”而苦心設(shè)計的“實驗”。這樣處理的本意在于突出學(xué)科基礎(chǔ)，方便學(xué)生運用學(xué)科知識解決問題，提高探究的效率，但它將從知識到行動的過渡簡單化，容易造成知識學(xué)習(xí)與現(xiàn)實生活脫節(jié)。學(xué)生實施上述科學(xué)探究，的確可以獲得肢體感官的愉悅，但科學(xué)本質(zhì)的理解卻大大被戕害了。學(xué)生可以按步驟進行課堂探究，而面對真實情境卻無從下手了。

因此，好的情境設(shè)計應(yīng)當(dāng)有利于學(xué)生的理解、參與，促使學(xué)生調(diào)動內(nèi)部與外部的資源處理情境問題，并對行動過程和結(jié)果進行反思，真正培養(yǎng)出學(xué)生的實際能力與品格。

四、學(xué)業(yè)評價：基于真實表現(xiàn)記錄

科學(xué)教育的評價普遍遭到質(zhì)疑：采用紙筆考試，會導(dǎo)致走向應(yīng)試課堂;采用實踐操作，面廣量大，不利于操作。如何走出科學(xué)教育評價的困境？

《課標(biāo)》提倡走向基于表現(xiàn)的評價。所謂“表現(xiàn)”，就是把自己的想法、感受、態(tài)度等內(nèi)在的素養(yǎng)狀況通過體態(tài)、動作、圖畫、語言、符號等媒介表達(dá)出來，或?qū)W習(xí)過程中的表現(xiàn)行為，或表現(xiàn)出來的結(jié)果?；谡鎸嵄憩F(xiàn)的評價意味著讓學(xué)生在挑戰(zhàn)現(xiàn)實問題或表現(xiàn)性課題（如探究匯報）中用五官表現(xiàn)出來豐富多樣的行為：宣讀報告、提問與質(zhì)疑、實驗展示、實際材料的操作與使用、團隊合作等等，然后對其行為或完成的作品進行觀察，做寫實性記錄、歸類整理，并依據(jù)評價內(nèi)容的界定對其表現(xiàn)水平進行劃分，建立一定標(biāo)準(zhǔn)，得出相應(yīng)評價。在這一過程中，寫實性記錄是必要基礎(chǔ)，構(gòu)建相應(yīng)的可傳遞、可檢驗的評價標(biāo)準(zhǔn)則是關(guān)鍵。如，關(guān)于科學(xué)實驗中數(shù)據(jù)收集的行為分類及相應(yīng)的評分準(zhǔn)則為：

數(shù)據(jù)是由整理正確反映實驗結(jié)果的方法收集、記錄而成的。4分

數(shù)據(jù)是以推斷實驗結(jié)果的方法記錄而成的。3分

數(shù)據(jù)是以混亂的方法記錄的，或僅是在老師幫助時記錄而成的。2分

數(shù)據(jù)不完整，或以漫無計劃的方法記錄。1分

無論是事實的記錄，還是依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的評分，都是客觀、可公開、經(jīng)得起檢驗的，而不是憑個人各不相同的主觀印象打分?；谏鲜龀绦虻谋憩F(xiàn)，評價并非沒有誤差，只不過問題產(chǎn)生后可以通過公開的研討機制進行修正。

【名師簡介：曾寶俊，小學(xué)科學(xué)特級教師。教育部《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》修訂組核心成員，教育部課程與教材專家委員會委員，蘇教版小學(xué)科學(xué)教材組核心成員。全國優(yōu)秀科技輔導(dǎo)員，蘇州市教育人才，無錫市名教師。著有《微亦足道——小學(xué)科學(xué)課堂細(xì)節(jié)研究》《小學(xué)科學(xué)教材教法與教學(xué)設(shè)計（低年級）》《小科學(xué)教師入門十課》，發(fā)表論文數(shù)百篇】