深化實踐育人：義務教育科學 課程標準的主要特征與實施建議

齊家新

[摘要] 2022年4月《義務教育科學課程標準（2022年版）》正式頒布，標志著我國義務教育階段科學學科核心素養(yǎng)時代的正式來臨。通過研讀和比較新舊版科學課程標準，發(fā)現新版科學課程標準統(tǒng)整了學科核心概念和跨學科核心概念，強調課程的綜合性;優(yōu)化了不同學段的銜接，注重課程進階性;在課程內容描述和實施層面緊密聯(lián)系生活實際，強化課程實踐性。研究綜合提煉新課標呈現的綜合性、進階性和實踐性特征，并提出未來新課標落地的實施建議，即注重橫向綜合，把打碎的拼回去;實現縱向進階，把斷開的連起來;著力豎向實踐，把輸入的輸出去等。

[關鍵詞] 科學課標解讀;課程組織;科學實踐;實施建議

課程標準是課程的基本綱領性文件，對教材、教學和評價具有重要指導意義。作為基礎教育階段科學課程改革的綱領性文件，2022年4月新頒布的《義務教育科學課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）引領下一階段我國科學教育的發(fā)展方向，是開展設計、實施和評價科學課程最重要的依據。[1]但是，從課程標準到課程設計和課堂教學還有很長的路要走，正如美國科學教育標準制定委員會的《新一代科學教育標準》中所言“是標準而不是課程”。[2]因此，有必要從一線科學教師的視角出發(fā)，深挖教學層面的痛點，對比研究新舊課標的變化，解讀新版科學課程標準的理念和要求，以期指導課程設計、校準課堂實施、深化實踐育人。

一、新課標修訂的背景意義

（一）繼承中創(chuàng)新的歷史沿革背景

自2000年第八次課程改革以來，義務教育科學課程標準經歷了四輪修訂，每一輪修訂的背景都不同。世紀之交，我國基礎教育中原有的科學課程“自然”已不能滿足和適應時代發(fā)展的基本需要。國際教育改革中將科學教育變革作為提升未來人才競爭力的重要方向，我國中小學科學課程也開啟了改革征程。2001年頒布的《全日制義務教育科學（3-6年級）課程標準（實驗稿）》和《全日制義務教育科學（7-9年級）課程標準（實驗稿）》以全面提高科學素養(yǎng)為課程的核心理念，扭轉了我國長期以來只重視知識傳授的偏向，為中小學科學教育的實施指明了方向，是我國科學教育發(fā)展的一座里程碑。[3]此后，經過十年的實踐，我國初步建立起系統(tǒng)有序的科學課程體系，但是課程標準的容量偏難繁舊、學科間缺乏銜接、內容梯度不夠等問題日益凸顯?；谏鲜霰尘?，為了進一步提升國民科學素質，我國修訂并頒布了《義務教育初中科學課程標準（2011年版）》。同樣，小學科學課程經過十六年的探索，于2017年頒布了《義務教育小學科學課程標準》。[4]該課程標準的頒布將三年級起步開設的科學課程，延伸至小學一年級，真正實現了基礎教育年段的全覆蓋。此次新課標的修訂，正是在繼承中創(chuàng)新了課程的設計理念、目標設置與內容組織等方面經驗。

（二）時代性回應的課程改革需要

當今世界正處于百年未有之大變局，新冠肺炎疫情不僅加速了自然科學與技術、工程、數學、環(huán)境等學科融合的趨勢，也深刻影響著人們生活、學習、工作方式，同時給人類反思自身生活方式提供了契機。在后疫情時代，人類與自然的關系走向何方？科學教育應該給予學生怎樣的深刻記憶與勝任力培養(yǎng)，方能讓其適應并改造未來社會？科學家、教育研究者與一線教師毋庸諱言需要躬身入局，科學課程改革也必須對紛繁復雜的科學知識進行篩選調試、關聯(lián)組織與價值深化，方能為學生注入科學的諸多力量。國際科學課程改革已然進入了新概念爆炸性增長的時代，“核心素養(yǎng)”“學習進階”“大概念”等前沿理念不斷涌現。而我國科學教育課程改革面對著目標素養(yǎng)化、內容統(tǒng)整化、實施具身化與評價精準化的時代，以核心素養(yǎng)為準繩深化科學學科育人價值，已成為必然趨勢。此外，圍繞大概念構建和統(tǒng)整課程內容，精簡科學概念并廓清學科體系，基于學習進階設計課程內容同樣需要在新一輪的科學課程標準修訂中貫徹落實。加之，教育部作出關于義務教育深化教育教學改革和“雙減”工作決策部署，未來的科學課程改革應當在追求縱深價值意義的同時，精簡內容體系，達成縱向進階與橫向統(tǒng)整。

（三）現實中改進的內容結構調整

向第二個百年奮斗目標邁進之際，立足黨的十九大以來的新變化、新要求，結合國際科學教育的新趨勢，現行的義務教育科學課程標準在引導和推動科學教育教學改革方面發(fā)揮了重要作用，但也存在一些急需解決的問題：缺少人與社會、人與環(huán)境和諧相處等重要的科學態(tài)度目標;科學課程中并未融入時代性的STEM教育理念，也缺乏項目式教學與學科聯(lián)動;科學探究中缺少科學思維維度;部分教師反映課程內容較多，難以完成任務學習（如宇宙部分難度較大，物理電磁難度較大）;活動建議的指向不明確，無法對應具體內容;課程的城鄉(xiāng)區(qū)域適應性有待進一步提高等。因此，科學課程標準的修訂應當在現實教學反饋中改進，對內容結構進行詳細調整。具體思路如下：深入思考科學育人價值，重新擬定課程目標;精簡冗雜的科學概念，添加跨學科概念及實踐活動;強調技術、工程、數學等學科與科學的聯(lián)動，促進學生理解科學的應用路徑;針對核心概念增加相應的學業(yè)要求等。

二、新課標呈現的主要特征

檢索“新課標”全文，進行高頻詞語統(tǒng)計，將詞語頻率和字體大小關聯(lián)，剔除部分非相關字詞，可以得到圖1所示的可視化詞云圖。其中，最高頻的當屬“科學”，共出現486次，最少的“自主”也有36次?？梢姡靶抡n標”非常重視科學課程中的探究、觀察、實驗、制作、展示、合作、交流、調查、實踐等學習方法，提倡從生活中的問題、現象、情境、學生興趣出發(fā)，達成學生思維的提升和對概念的理解，最終落實科學核心素養(yǎng)。

（一）凝煉核心素養(yǎng)，深化學科育人

自OECD于21世紀初提出“核心素養(yǎng)”結構模型后，世界各國都紛紛啟動構建符合本國的核心模型。[5]《義務教育初中科學課程標準（2011年版）》對科學素養(yǎng)做了一個簡要的界定：科學素養(yǎng)包含多方面的內容，一般指了解必要的科學技術知識，掌握基本的科學方法，樹立科學思想，崇尚科學精神，并具備一定的應用其處理實際問題、參與公共事務的能力。《義務教育小學科學課程標準（2017年版）》在分析國際科學教育趨勢和比較各國科學課程標準的基礎上，發(fā)現國際上關于“科學知識”的表述有“核心概念”“大概念”“關鍵概念”等方式。為了改變應試教育背景下死記硬背等的知識和原理學習，以及符合中國文化中常用“觀念”表述“概念”的習慣，因此將“科學知識”改為“科學觀念與應用”，最終構建了四個方面的科學學科核心素養(yǎng)：科學觀念與應用、科學思維與創(chuàng)新、科學探究與交流、科學態(tài)度與責任。[6]

“新課標”進一步分析了我國科學教育的政策以及國家科學課程標準，在測評了我國中小學生的素養(yǎng)后，將科學課程核心素養(yǎng)凝煉為科學觀念、科學思維、探究實踐、態(tài)度責任四個一級指標。四個指標相互依存，共同構成一個完整的體系，體現了科學課程全面的育人價值。除反映科學課程獨有的育人價值外，“新課標”還在二級指標和三級指標中增加了共通核心素養(yǎng)。如在“探究實踐”中，包括了學習能力、信息意識等共通核心素養(yǎng);在“態(tài)度責任”中強調了人地協(xié)調、健康生活、價值判斷、道德規(guī)范、家國情懷等共通核心素養(yǎng)。

（二）統(tǒng)整科學概念，強調整體綜合

近年來，主要發(fā)達國家新修訂的課程標準都強調對核心概念的理解。圍繞大概念和核心概念組織課程內容，將有助于學生對知識的深入理解和遷移運用。[7]《義務教育小學科學課程標準（2017年版）》將18個主要概念、75個學習內容、207個學習目標分解到物質科學、生命科學、地球與宇宙科學、技術與工程四個領域。一線科學教師普遍反映內容偏多，知識點零碎，如果對這么多知識點“各個突破”，學生就較難形成對科學本質的深度理解?！靶抡n標”指出，義務教育科學課程是一門體現科學本質的綜合性基礎課程。為了突出綜合性，本次修訂取消了原本的四個領域，精簡、整合和調整了部分內容，并對主要概念進行歸類，形成了4個跨學科概念：物質與能量、結構與功能、系統(tǒng)與模型、穩(wěn)定與變化。將核心概念由18個減少為13個，學習內容由75個減少為54個，知識點由207個減少為162個。與《義務教育初中科學課程標準（2011年版）》相比，知識點由234個減少為193個。[8]這也更好地體現了前沿科技進展，減輕了學生的學業(yè)負擔，落實了“雙減”政策。具體各個學段的知識點數量對比如圖2所示。由此可見，《義務教育小學科學課程標準（2017年版）》重視概念的細分和領域的界定，“新課標”則更強調概念的關聯(lián)性和跨學科屬性?！靶抡n標”提倡的綜合性，體現在13個學科核心概念和4個跨學科核心概念的相互關聯(lián)之中，通過統(tǒng)整不同領域的核心概念，構成了科學課程橫向的內容結構。

同時，綜合性也體現在技術、工程和科學的緊密聯(lián)系和高度整合之中。早期技術、工程和科學相對比較獨立，而在后疫情時代，我們每個人都時時刻刻感受到科學發(fā)現、技術發(fā)明、工程實踐的重要性，科學、技術、工程早已密不可分，共同作用于我們生活的環(huán)境和社會。這也就不難解釋，科學教育界刮起了一股STEM教育改造之風——倡導科學、技術、工程等之間是一種相互支撐、相互補充、共同發(fā)展的關系，只有在交互碰撞中，才能實現深層次的學習。[9]考慮到凸顯技術與工程實踐已經成為當前國際科學教育主流思想，各國紛紛在科學教育文件中增加并重視此類內容，《義務教育小學科學課程標準（2017年版）》增加了技術與工程領域，原本該領域內容屬于物質世界，將其單列出來以示重視。單獨成領域后，部分教師誤認為要花費大量時間單獨講授這部分的知識，在教學中將工程技術與科學探究分割，常常“顧此失彼”。例如，《義務教育小學科學課程標準（2017年版）》中的核心概念“技術的核心是發(fā)明，是人們對自然的利用和改造”之下，1～2年級段有“認識常見工具，了解其功能”的學習內容，有些課堂活動停留在“觀察工具箱里的工具，小組交流錘子、鑷子、小刀等工具的名稱、功能”，并未讓學生真正使用簡便工具對身邊的物品進行簡便的加工或改造。這就導致了技術與工程的脫節(jié)，學生也無法理解核心概念的內涵?！靶抡n標”希望修復“斷裂”，重建聯(lián)結，將原先的核心概念整合為“技術與工程創(chuàng)造了人造物，技術的核心是發(fā)明，工程的核心是建造”，這條核心概念在1～2年級段的學習內容也調整為“學會使用錘子、安全剪刀、放大鏡等簡單工具;應用身邊的材料和工具，制作簡單的手工作品”。由此可見，“新課標”將綜合性提升到了課程必須遵循的基本原則的高度，注重讓學生從整體上認識世界。

綜合性還體現在學習活動的跨學科設計上?！靶抡n標”設立了跨學科主題學習活動，加強學科間相互關聯(lián)，帶動課程綜合化實施，且每學期跨學科主題學習課時不低于10%。在教學策略方面，其給出建議：可以采用科普劇、戲劇演出、發(fā)布會、博覽會、嘉年華、角色扮演、模擬辯論、短視頻等多種形式進行展示，通過多種方式呈現自己的作品，注重培養(yǎng)學生的綜合能力。

（三）注重內容銜接，達成學習進階

進入21世紀以來，通過學習進階，發(fā)展學生對核心概念的理解，已經成為當代基礎教育科學課程改革的核心理念。[10]我國對“學習進階”的研究也已經應用到了課程設計和教學實踐?！读x務教育小學科學課程標準（2017年版）》將學習內容階梯式分為小學低年級段、中年級段、高年級段，由淺入深地提出學習要求。但是，對科學核心概念的理解，僅僅小學六年還不足夠，需要在更大的時間跨度內逐級深入和持續(xù)發(fā)展。因此，“新課標”基于學生思維能力發(fā)展階段，按照1～2年級、3～4年級、5～6年級、7～9年級的分段，在縱向上進階設計了課程目標、課程內容、學業(yè)要求、學業(yè)質量等。

學習進階主要表現在同一核心概念，在不同的年級階段學習的具體內涵是不相同的。以核心概念“生命系統(tǒng)的構成層次”下的學習內容“人體由多個系統(tǒng)組成”為例（如表1），1～2年級要求識別眼、耳、鼻、舌、皮膚等器官;3～4年級要求描述呼吸、攝取養(yǎng)分的器官;5～6年級要求認識腦;7～9年級要求認識感覺器官、呼吸系統(tǒng)、血液循環(huán)系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、運動系統(tǒng)等。

學習進階還表現在同一核心概念下的學習內容，在不同的學段學習活動的深度以形式階梯式展開?！靶抡n標”在學習活動方面給出建議：圍繞核心概念，可以開展觀察、體驗、調查、實驗探究、項目研究等學習活動。1～2年級可以用五感去感知物體，側重體驗，基本在具體、簡單、知識水平;3～4年級可以根據觀察和分析，進行分類和排序等思維活動;5～6年級可以進行調查，思維水平也從知識到觀念、具象到抽象、簡單到復雜;7～9年級可以開展實驗探究和項目研究，由意識到行動。學生在九年時間由表及里，由宏觀到微觀，由簡單器官到復雜系統(tǒng)，逐步深入認識人體系統(tǒng)的組成。

可見，學習進階呈現為圍繞核心概念展開的一系列由簡單到復雜、相互關聯(lián)的學習序列。學習進階體現出兩個典型特點，一是學習內容由淺入深，從具象的感性認識走向抽象的理性認知;二是學習活動從簡單的體驗探究活動到綜合的探究實踐活動。

（四）聯(lián)系生產生活，強化科學實踐

利伯蒂·海德·貝利說，教育最高的目標，就是使人對生活飽含熱情?！靶抡n標”全文中“生活”一詞出現了259次，“實踐”出現了154次。聯(lián)系生產生活，首先體現在學習內容的描述上更貼近生活。例如，用“認識空氣是無色、無味的氣體”替換了2017年版課標中的“觀察并描述空氣的顏色、狀態(tài)、氣味等特征”，用“知道自行車、火車、飛機等常用交通工具的大致速度”替換了“知道自行車、火車、飛機等常用交通工具的速度范圍”。這些表述更加貼近學生的認識范圍和生活半徑。而且，聯(lián)系生產生活，還體現在課程實施部分?！靶抡n標”強調要創(chuàng)設真實情境，加強知識學習與現實生活、社會實踐之間的聯(lián)系。從附錄中給出的教學案例可見一斑：1～2年級在學習“辨別生活中常見的材料”時，從學生的生活出發(fā)，開展“家里的物品是什么做的”“介紹我的文具盒”等活動;7～9年級通過制作“頭部頸椎肌肉系統(tǒng)”模型來模擬長期低頭看手機對肌肉和關節(jié)的影響，從而理解“運動與相互作用”“生命系統(tǒng)的構成層次”和“設計與物化”核心概念。聯(lián)系生產生活，同樣體現在評價與考試命題之中。注重用實踐性、操作性的方式來測評學生，且測評題的材料盡可能來自生產生活實際，但情境要為學生所常見。

為了加強科學實踐，核心素養(yǎng)部分特地將科學探究修改為探究實踐，其包含了科學探究、技術與工程實踐。在技術與工程部分，新增了“設計與物化”這一核心概念，以此為應用和實踐的基礎，讓學生在這種實踐中進一步加深對所學科學內容的理解。更重要的是，讓學生形成“做中學”“學中思”的探究方法，真正發(fā)展學生的科學核心素養(yǎng)。

三、新課標的實施建議

“新課標”總體體現出三方面的特點：綜合性、進階性和實踐性，對一線教師來說，這三個特點為我們從課標走向課堂提供了寶貴的指引。如圖3所示，橫向綜合性、縱向進階性、豎向實踐性構成了“新課標”對課程實施的三維定位。因此，落實核心素養(yǎng)，深化實踐育人的路徑，可以從這三個維度出發(fā)。

（一）橫向綜合：把打碎的拼回去

在現實社會和生活中，知識不是片段的、零碎的集合，而是一個完整的系統(tǒng)。教育心理學之父桑代克說“學習即聯(lián)結”，橫向綜合性是指在貼近生活的真實情境中，開展跨學科、跨領域的學習。例如，3～4年級學段在學習“水、陽光、空氣、溫度的變化對生物生存的影響”時，可以開展“蒜苗成長日記”的任務（如表2）。在種植蒜苗的過程中，學生探究水、陽光、空氣、溫度的變化對蒜苗的影響，同時為了比較并記錄不同外界條件下蒜苗的生長情況，學習數學測量的方法，最后收獲勞動成果，制作蒜苗美食，自然而然融合了勞動學科種植蔬菜、烹飪食材的技能。這樣一個跨學科的學習任務，將原先分科零散的科學、數學、勞動的知識和技能融為一體，讓學生在真實的場景展開學習，激發(fā)了學生的學習動機和探究欲望，促進學生核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。

（二）縱向進階：把斷開的連起來

科學課程本身就整合了物理、化學、生物、地理、技術等學科，過去常常陷入知識點龐雜無序、廣而不深的教學困境。在“新課標”頒布之前，小學科學和初中科學更是存在“認知斷裂”。縱向進階性是指基于學生的思維特點和學科邏輯，合理設計學習目標、學習任務或活動的連續(xù)性和進階性。例如表3中“造船”項目案例，呈現了核心概念“設計與物化”的學習進階情況?？茖W課程由于自身特色，不可避免地會進行周期較長、年級跨度大的教學，教師要預先明確每個年級應達到的水平，考慮到不同年級學生發(fā)展的差異，探究與實踐的對象和方式，由簡單到復雜，層層進階、逐步提升、持續(xù)發(fā)展，融入中小學九年的學習過程。教師可以對照課標和教材，梳理出科學觀念、科學思維、科學實踐、態(tài)度責任在1～9年級的目標進階情況，明確進階過程。這樣可以準確把握學生的發(fā)展水平和學科邏輯，有效組織課程。

（三）豎向實踐：把輸入的輸出去

過去，學習被理解為純粹的單向輸入，學生大量、反復地練習;而現在，學習正變成一個輸入、創(chuàng)造、分享的全方位體驗。學習不再是知識灌輸和記憶的過程，而是意義建構的過程?？鬃诱f“學而不能行，謂之病”，一切素養(yǎng)的形成必須通過實踐這個路徑，在學科實踐中形成的素養(yǎng)才是學科的核心素養(yǎng)?！靶抡n標”明確提出以探究實踐為主要方式開展教學，讓學生經歷有效探究和實踐過程，激發(fā)學生在探究和實踐中的思維活動，啟發(fā)學生既重視動手操作，又注重動腦思考，實現學習的自我建構。例如，“抗疫舞臺劇”案例（如表4）從學生的生活出發(fā)，以舞臺劇的表現形式，將簡單機械地了解和記憶知識轉變?yōu)閯?chuàng)作和應用知識，并為身邊有需要的人送去關懷。

（四）把握綜合性、進階性與實踐性三者關系

科學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)必須通過實踐這個路徑，在實踐中形成的可遷移能力才是核心素養(yǎng)。課程的實踐性也必然要求課程的綜合性，因為在真實的問題面前，只靠一門學科知識和能力是不夠的。同樣，課程的實踐性也要求進階性，充分考慮學生的認知水平，按照學習進階設計探究活動，缺乏進階性的課程實踐無法促成學生實踐能力的螺旋上升。再者，課程的綜合性要求注重各學科知識的相互滲透和聯(lián)系整合，這意味著要注重課程實踐性，因為不經歷遇到問題、解決問題的實踐，綜合性就如一盤散沙，學科內、學科間就難以關聯(lián)起來。可以說，實踐性“盤活”了綜合性和進階性，而綜合性和進階性又促成了實踐性，三者彼此依賴，互為始終。

總而言之，科學素養(yǎng)的形成是長期的，只有通過綜合關聯(lián)、持續(xù)進階、躬行實踐才能達成。科學課程是一門綜合性基礎課程，具備實踐性，需要教師有極強的綜合素質，必須通過平時積極的學習才能夠駕馭?？茖W教師應該著眼于科技與教育發(fā)展趨勢，立足科學教育的綜合性，注重學科橫向聯(lián)系，持續(xù)優(yōu)化課堂教學的縱向進階脈絡，在一次次的實踐之中不斷精進。

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