小學(xué)科學(xué)教材“ 四螺旋結(jié)構(gòu)” 的教學(xué)理解

摘 要：2024 年秋季學(xué)期是2022 版新課標(biāo)頒布后正式啟用新教材的起始年。新課標(biāo)和新時代背景下，教科版小學(xué)科學(xué)教材的編寫遵循了課程標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)向、大觀（ 概） 念導(dǎo)向、專家思維導(dǎo)向、經(jīng)驗(yàn)改造導(dǎo)向等學(xué)術(shù)共識。同時，“ 四螺旋結(jié)構(gòu)” 是一種理解教材編寫意圖的更上位視角，其中包括了學(xué)科核心素養(yǎng)、跨學(xué)科概念、學(xué)習(xí)內(nèi)容領(lǐng)域、單元板塊設(shè)計、課時板塊設(shè)計的“ 四螺旋結(jié)構(gòu)” ，這些要素相互交織、螺旋上升，共同構(gòu)成了新教材編寫的核心框架和指導(dǎo)思想。

關(guān)鍵詞：科學(xué)教材;教材編寫;思維教學(xué);小學(xué)科學(xué)

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

隨著全球化和信息化的快速發(fā)展，科學(xué)教育的重要性日益凸顯，它不僅關(guān)系到個人科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展，更關(guān)系到國家未來的核心競爭力，科學(xué)素養(yǎng)已成為衡量一個國家公民素質(zhì)的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。科學(xué)教材作為傳授科學(xué)知識、培養(yǎng)科學(xué)思維和探究能力的重要工具，其編寫質(zhì)量直接關(guān)系到學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的達(dá)成效果。在新課標(biāo)和新時代背景下，科學(xué)教材的編寫需緊密圍繞科學(xué)本質(zhì)、學(xué)生認(rèn)知規(guī)律及社會發(fā)展需求，構(gòu)建一套既符合學(xué)術(shù)共識又具有創(chuàng)新性的教材內(nèi)容體系?？茖W(xué)教材不僅要涵蓋基礎(chǔ)的科學(xué)知識，更要通過實(shí)踐活動引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、實(shí)驗(yàn)、推理、分析等一系列科學(xué)思維方法，形成一套類似科學(xué)家解決問題的思維能力?？茖W(xué)教材的編寫既要遵循科學(xué)教育的基本原則，又要從學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展出發(fā)，結(jié)合科學(xué)探究過程的設(shè)計，逐步幫助學(xué)生構(gòu)建起科學(xué)觀（ 概） 念。同時，教材內(nèi)容如何體現(xiàn)跨學(xué)科整合，與學(xué)生日常生活產(chǎn)生更緊密的聯(lián)系，使科學(xué)學(xué)習(xí)更加生動、有趣且富有實(shí)踐意義，都是教材編寫過程中需要考慮的重點(diǎn)、難點(diǎn)和研究熱點(diǎn)。

當(dāng)下，科學(xué)教材的編寫有哪些學(xué)術(shù)共識？有哪些普遍性原則與標(biāo)準(zhǔn)？ 如何理解教材編寫意圖？ 筆者嘗試從編寫者的角度，結(jié)合當(dāng)前國內(nèi)外科學(xué)教育領(lǐng)域最新研究成果與教材編寫實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分析科學(xué)教材編寫邏輯在教學(xué)實(shí)踐中的運(yùn)用和理解，旨在為使用教材的師生提供參考依據(jù)，共同推動小學(xué)科學(xué)教育邁向更加科學(xué)、高效、人文的新階段。

一、科學(xué)教材編寫的學(xué)術(shù)共識

（ 一） 課程標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)向

我國近代小學(xué)科學(xué)課最早可溯源到110 年前的“ 格致” 課。1912 年，“ 格致” 易名為“ 理科”，1923 年，改為“自然”，2001 年，改“自然”為“科學(xué)”，課程名稱的系列變化反映了學(xué)科目標(biāo)、學(xué)科內(nèi)容與學(xué)科思想的變化[1] 。在課程名稱變更的背后，實(shí)際上是相應(yīng)時期的“標(biāo)準(zhǔn)”在引導(dǎo)課程內(nèi)容的建構(gòu)。從民國時期的《綱要》（簡稱），到新中國成立以后頒布的《大綱》（簡稱），再到2001 年后的《課程標(biāo)準(zhǔn)》（簡稱），人們對科學(xué)教育的理解隨著時代的發(fā)展，在理念上經(jīng)歷了數(shù)次更迭，唯一不變的是，“課標(biāo)” 作為教材編制的根本依據(jù)，始終主導(dǎo)著教材內(nèi)容的選擇和組織。如今，我國一共存在8 個不同版本的小學(xué)科學(xué)教材，這些版本的存在反映了我國科學(xué)教育的多樣性和復(fù)雜性。雖然不同版本的教材為了滿足不同地區(qū)的教育需求，在內(nèi)容、教學(xué)方法和側(cè)重點(diǎn)上有所不同，但每個版本的教材在編制過程中的首要環(huán)節(jié)都是研究“課標(biāo)”，教材編寫的基本原則是：必須涵蓋“課標(biāo)”要求培養(yǎng)的所有學(xué)科素養(yǎng)，和“課標(biāo)”要求掌握的所有核心概念。因此，當(dāng)我們拿到不同版本小學(xué)科學(xué)教材，發(fā)現(xiàn)內(nèi)容組織方式各不相同，疑惑于如何利用教材開展教學(xué)的時候，最終解釋權(quán)都要回溯到“課標(biāo)”，某種意義上，用“課標(biāo)”視角審視不同版本教材，我們會發(fā)現(xiàn)，其實(shí)這些所謂的“不同”，都可以歸于“大同”。

（ 二） 大觀（ 概） 念導(dǎo)向

科學(xué)教育是一種傳授基本科學(xué)知識，體驗(yàn)科學(xué)思維方法和科學(xué)探究方法，培養(yǎng)科學(xué)精神與科學(xué)態(tài)度，建立完整的科學(xué)知識觀與價值觀，進(jìn)行科研基礎(chǔ)能力訓(xùn)練和科學(xué)技術(shù)應(yīng)用的教育。以上總結(jié)起來可以理解為：科學(xué)教育需要使受教育人養(yǎng)成基礎(chǔ)的科學(xué)素養(yǎng)。有學(xué)者對素養(yǎng)給出了定義，素養(yǎng)要建立在大觀（概）念的基礎(chǔ)上。所謂“大觀念” 是指反映專家思維方式的概念、觀念或論題，它具有生活價值[2] 。因此，科學(xué)教材在大觀（概）念引領(lǐng)下組織內(nèi)容和結(jié)構(gòu)，成為必然。溫·哈倫在《科學(xué)教育的原則和大概念》和《以大概念理念進(jìn)行科學(xué)教育》兩部著作里對14 條科學(xué)教育大觀（概）念進(jìn)行了界定，并深入闡述了如何利用大觀（概）念開展科學(xué)教育[3] 。大觀（概） 念在科學(xué)教育中的應(yīng)用及其重要性體現(xiàn)在，大觀（概）念是素養(yǎng)導(dǎo)向的課堂轉(zhuǎn)型的一個重要抓手，能夠幫助教師和學(xué)生更好地理解和應(yīng)用科學(xué)知識;能夠跨越不同課程學(xué)科的邊界，模糊學(xué)科界限，提供一種整合性的教學(xué)方法;能夠幫助學(xué)生像科學(xué)家一樣思考，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和解決問題的能力。

（ 三） 專家思維導(dǎo)向

科學(xué)教材之于兒童，最大的意義不在于知識傳遞，而在于認(rèn)知方式的訓(xùn)練和思維能力培養(yǎng)。“像科學(xué)家一樣” 的科學(xué)啟蒙教育成為拯救20 世紀(jì)80 年代后的小學(xué)科學(xué)教科書的重要手段和“理念”[4] 。有學(xué)者也提出通過小學(xué)科學(xué)大單元“循證” 學(xué)習(xí)新模式實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)像科學(xué)家一樣思考，像科學(xué)家一樣探究[5] 。在現(xiàn)行八個版本的科學(xué)教材里，我們會發(fā)現(xiàn)對知識內(nèi)容的組織形態(tài)，會更多用思考的方式呈現(xiàn)，極少用結(jié)論的方式界定。盡管有人用知識本位的理念質(zhì)疑當(dāng)下教材只給研究方法不給研究結(jié)論的理念正確性，也有人拿科學(xué)研究的復(fù)雜性、專業(yè)性、嚴(yán)謹(jǐn)性質(zhì)疑小學(xué)生怎么可能像科學(xué)家一樣做研究，但不可否認(rèn)的事實(shí)是，“像” 是模仿的過程，是“真” 的基礎(chǔ)和前提，科學(xué)家思維的形成，需要一個由“像”到“真”的過程。有學(xué)者在研究教材編寫邏輯時也提出，人類認(rèn)識科學(xué)過程的三種主要方式包括：按照人類對科學(xué)概念的認(rèn)識發(fā)展順序編排內(nèi)容;創(chuàng)設(shè)能夠進(jìn)行科學(xué)體驗(yàn)的環(huán)境，體會科學(xué)研究過程;將科學(xué)核心概念的學(xué)習(xí)與技術(shù)、工程和社會實(shí)際相結(jié)合，加強(qiáng)學(xué)科聯(lián)系[6] ?？梢姡茖W(xué)教材編寫要達(dá)到既定的育人目標(biāo)，必須遵循專家思維導(dǎo)向，這里的“專家”包含了科學(xué)家、發(fā)明家、工程師等一眾泛科學(xué)研究者。

（ 四） 經(jīng)驗(yàn)改造導(dǎo)向

在《2022 版義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》）的文本表述中，“情境”一詞出現(xiàn)了106 次，如此高頻次的出現(xiàn)凸顯情境在科學(xué)學(xué)習(xí)中的重要性?！扒榫场敝灾匾?，是因?yàn)槠浒鴮W(xué)生深度學(xué)習(xí)需要的經(jīng)驗(yàn)，這里的“經(jīng)驗(yàn)”，主要指向杜威教育哲學(xué)里提到的“經(jīng)驗(yàn)”。在“經(jīng)驗(yàn)”理論的視角下，知識不是“已完成的產(chǎn)品” 而是發(fā)展中的經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生不是被動的接受者而是主動的參與者，教學(xué)不再是機(jī)械地裝填而是教師指導(dǎo)下學(xué)生個體經(jīng)驗(yàn)的升級與轉(zhuǎn)化。由于兒童經(jīng)驗(yàn)的未終結(jié)性，才給了教育者空間和機(jī)遇，讓教師可以利用這些經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行指導(dǎo)，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)的“ 轉(zhuǎn)化” 并促進(jìn)兒童的“生長”[7] 。對于學(xué)習(xí)素材，要反映科學(xué)史上知識產(chǎn)生的生動實(shí)踐、反映現(xiàn)代生活的常見情境與學(xué)生經(jīng)驗(yàn)[8] 。最典型的經(jīng)驗(yàn)改造導(dǎo)向就體現(xiàn)在科學(xué)教材大單元的起始課里，圍繞兒童原始經(jīng)驗(yàn)開展教學(xué)活動，在教師引導(dǎo)下，暴露并梳理關(guān)于單元學(xué)習(xí)內(nèi)容的前概念，進(jìn)而在單元分課時里對核心概念展開基于經(jīng)驗(yàn)改造的探究學(xué)習(xí)活動。同時，在課時內(nèi)容的設(shè)計上，也會體現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)改造導(dǎo)向的痕跡，聚焦提問，分析推理，論證反思，概念重構(gòu)，都是個體經(jīng)驗(yàn)在深度思維活動的推動下不斷被提煉和重建的過程。

二、教科版科學(xué)教材編寫邏輯的教學(xué)理解

2024 年教科版科學(xué)新教材在2017 版教材打下的深厚基礎(chǔ)上，進(jìn)一步凸顯了六大特色：注重育人功能，堅持素養(yǎng)導(dǎo)向，凸顯科學(xué)思維，強(qiáng)調(diào)進(jìn)階貫通，融合中國元素，重視地區(qū)普適。筆者有幸深度參與了2024 版教科版科學(xué)教材的編寫工作，也全程參與了2017 版教材的試教和教參編寫工作，對教科版教材編寫特色和編寫邏輯有較為深刻的體會。教材編寫是一項(xiàng)巨大且龐雜的系統(tǒng)性任務(wù)，國家的意志，社會的期待，專家的理念，使用者的感受，都要糅合于有限的教材篇幅里。因此，理解教材的編寫意圖，絕不能從某一個單一的維度做判斷，要從更高位的視角審視教材內(nèi)容表達(dá)的理念。認(rèn)真研究教材編寫邏輯后我們會發(fā)現(xiàn)，“四螺旋結(jié)構(gòu)”就是一種更全面理解教材編寫意圖的上位視角，如圖1 所示。

（ 一） 學(xué)科核心素養(yǎng)“ 四螺旋”

《標(biāo)準(zhǔn)》界定的四大學(xué)科核心素養(yǎng)為“科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任”[9] 。雖然4 個核心素養(yǎng)被單獨(dú)界定，但它們之間本身存在多重交叉，它們的關(guān)系可以理解為“四螺旋”的交織結(jié)構(gòu)。如“科學(xué)思維”本身就是科學(xué)探究與實(shí)踐的一個重要部分。除思維與實(shí)踐本身具有很強(qiáng)的交互關(guān)系之外，科學(xué)知識與概念的使用是思維與實(shí)踐的重要元素，態(tài)度與責(zé)任也是科學(xué)實(shí)踐的重要依據(jù)和育人價值之一[8] 。小學(xué)科學(xué)教學(xué)理論研究，也正在實(shí)現(xiàn)從重點(diǎn)關(guān)注探究中的“做”，到著重關(guān)注思維中“論”的階段過渡[10] 。教材編寫在單元教學(xué)目標(biāo)和課時教學(xué)目標(biāo)中將核心素養(yǎng)的“四螺旋” 結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合，體現(xiàn)在教師進(jìn)行教學(xué)準(zhǔn)備過程中，要從教學(xué)預(yù)設(shè)、活動設(shè)計、課堂生成等多方面做好核心素養(yǎng)的螺旋式融合。核心素養(yǎng)“四螺旋” 結(jié)構(gòu)中的4 個要素，雖然沒有孰輕孰重之分，但必須要找準(zhǔn)“科學(xué)探究”這個載體，才能從容應(yīng)對素養(yǎng)達(dá)成的目標(biāo)要求。

例如，一年級上冊第一單元“我們知道的植物”一課，科學(xué)探究的活動載體就是觀察一個種植了各種植物的自然景觀公園，通過觀察和比較，讓學(xué)生在豐富的自然環(huán)境中認(rèn)識植物———植物有的生長在陸地上，有的生長在水里;有的高，有的矮，多種多樣，留下一個關(guān)于植物多樣性的印象。之后通過觀察不同種類的植物，觀察校園的一個角落，認(rèn)識到植物分布廣泛、種類多樣，形成關(guān)于植物多樣性的初步科學(xué)觀念。科學(xué)思維層面，依托植物觀察探究活動，把“比較”作為主要思維活動，依據(jù)一年級學(xué)生不確定的形象思維特點(diǎn)，確定學(xué)生在豐富大量感知觀察基礎(chǔ)上，發(fā)展比較思維，建立對植物的初步認(rèn)識。態(tài)度責(zé)任方面，基于植物觀察的思維活動，可以激發(fā)學(xué)生的分享欲，表達(dá)欲，在課堂上形成善于傾聽、樂于表達(dá)和主動分享有關(guān)植物信息的積極氛圍。一年級上冊第二單元“觀察與比較”一課，科學(xué)探究的活動載體是分辨三杯不同顏色的醬油水，聚焦到感覺器官獲取到的信息能通過比較的方法，對各種事物加以識別、分析、判斷，形成能夠通過眼、耳、鼻、舌、皮膚等各個感覺器官的觀察，來比較事物相同點(diǎn)和不同點(diǎn)的科學(xué)觀念，進(jìn)而引發(fā)學(xué)生進(jìn)行觀察和比較的思維活動，本課中幾個層次不同的任務(wù)都在強(qiáng)化比較思維的運(yùn)用，也進(jìn)一步滲透了感覺器官是人的“學(xué)習(xí)器官”的意義，如圖2 所示。探究任務(wù)中關(guān)于配制顏色深淺不同醬油水的記錄單，對于學(xué)生養(yǎng)成如實(shí)記錄并講述事實(shí)的科學(xué)態(tài)度，有十分重要的基礎(chǔ)啟蒙意義。

（ 二） 跨學(xué)科概念“ 四螺旋”

《標(biāo)準(zhǔn)》定義了科學(xué)課程需要學(xué)生掌握和習(xí)得的4 個跨學(xué)科概念：物質(zhì)與能量，系統(tǒng)與模型，結(jié)構(gòu)與功能，穩(wěn)態(tài)與變化[9] 。這4 個跨學(xué)科概念直接對接13 個學(xué)科核心概念，這意味著，教師在組織學(xué)生開展學(xué)科核心概念學(xué)習(xí)時，必須要考慮如何在學(xué)科核心概念里找到相應(yīng)的跨學(xué)科概念屬性。在《標(biāo)準(zhǔn)》還未定稿時，課標(biāo)專家組曾拿出一套方案，將每一條學(xué)科核心概念與4 條跨學(xué)科概念進(jìn)行連線，意在表達(dá)該條學(xué)科核心概念對應(yīng)的跨學(xué)科概念是什么。后來通過不斷的論證發(fā)現(xiàn)，任何一條學(xué)科核心概念，都可以在4 個跨學(xué)科概念里找到相應(yīng)的表達(dá)出口，點(diǎn)對點(diǎn)的“連線” 必須變成“大箭頭”，才能更充分體現(xiàn)4 大跨學(xué)科概念通過“ 四螺旋結(jié)構(gòu)”纏結(jié)熔合的效果，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科概念對學(xué)科核心概念的統(tǒng)領(lǐng)，如圖3 所示。也可以反過來理解，“跨學(xué)科概念” 的核心落腳點(diǎn)在“跨” 字，若無法在細(xì)分核心學(xué)科概念里找到共通之處的概念，就無法被稱為“跨學(xué)科概念”。在具體的課堂教學(xué)中，“跨學(xué)科概念”教學(xué)可以通過多個現(xiàn)象、多種事物學(xué)習(xí)來鞏固學(xué)生對某一個跨學(xué)科概念的理解，也可以通過一個現(xiàn)象、一種事物聯(lián)系與整合多個跨學(xué)科概念[11] 。

以一年級上冊“周圍的植物”單元為例，指向的學(xué)科核心概念是兩個：①生命系統(tǒng)的構(gòu)成層次;②生物體的穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)。整體來看，整個單元和4 個跨學(xué)科概念都有聯(lián)系，但每個課時的跨學(xué)科概念指向各有側(cè)重，如圖4 所示。

一是結(jié)構(gòu)與功能的跨學(xué)科概念指向。本單元“觀察植物” 一課，學(xué)生從顏色、大小、形狀、軟硬、氣味等角度仔細(xì)觀察植物的各個部位，拓展環(huán)節(jié)又思考仙人掌有什么特別的地方，隱含了大量結(jié)構(gòu)與功能方面的概念指向，雖然本課的要求只是客觀觀察和記錄就可以，可以理解為“明線”，不需要一年級的學(xué)生對觀察的內(nèi)容做任何解釋和分析，但跨學(xué)科概念的理念指向作為一條“暗線”，必須得到關(guān)注。通過仔細(xì)地觀察活動，學(xué)生完全可能提出一些結(jié)構(gòu)與功能方面有意義有價值有大概念指向的問題：所有植物的顏色都是綠色嗎？ 仙人掌為什么有刺，綠籮就沒有？ 不同植物的葉片形狀為什么長的不一樣？ 植物的氣味有什么用. . . . . . 這些問題都可以用“結(jié)構(gòu)與功能” 跨學(xué)科概念進(jìn)行理解和解釋，植物的生存和生長需要什么，它就會有相應(yīng)的身體結(jié)構(gòu)去適應(yīng)這種需要，具備相應(yīng)的功能;環(huán)境條件是干旱還是濕潤，是低溫還是高溫，也會影響植物身體結(jié)構(gòu)的變化，從而具備在不同環(huán)境獲取生存資源的能力。

二是穩(wěn)定與變化的跨學(xué)科概念指向?！爸参锏淖兓?一課，很直接地體現(xiàn)了“ 穩(wěn)定與變化”跨學(xué)科概念，教材中研討環(huán)節(jié)設(shè)置的問題：植物在生長過程中會發(fā)生哪些變化？ 不僅需要學(xué)生關(guān)注到“ 變化”，也同時需要關(guān)注到“ 不變”，包括植物從小到大的變化趨勢“不變”，綠豆和大蒜還有其他很多植物，在發(fā)芽、長葉的生長順序“不變”，不同的綠豆種子長出來的植株模樣“不變”. . . . . . 這對學(xué)生在概念進(jìn)階中逐步理解生物的遺傳和變異有極為重要的鋪墊意義。

三是系統(tǒng)與模型的跨學(xué)科概念指向。“給植物畫張像” 一課，通過科學(xué)繪畫的真實(shí)性記錄，并輔以文字標(biāo)注的“圖注” 畫像法，本身就是一種模型化的表達(dá)方式，對今后進(jìn)一步開展手繪設(shè)計方案的學(xué)習(xí)，用繪圖表達(dá)自己的觀點(diǎn)、看法、解釋有重要意義?！?校園里的植物” 一課，校園本身就一個系統(tǒng)，是一個具有多種多樣生物的系統(tǒng)，在更高階的科學(xué)概念里，學(xué)生會知道這是一個校園生態(tài)系統(tǒng)。本課中，學(xué)生通過圖畫記錄的方式，認(rèn)識這個他們學(xué)習(xí)成長的環(huán)境，特別是里面的各種各樣的植物，就是一個在大腦里隱約建立校園生態(tài)系統(tǒng)平面模型的過程，只不過這個過程是以認(rèn)識植物為主要內(nèi)容載體的活動。

四是物質(zhì)與能量的跨學(xué)科概念指向。物質(zhì)和能量是物理學(xué)中兩個基本概念，它們相互關(guān)聯(lián)，共同構(gòu)成了我們對自然界的理解。對物質(zhì)與能量關(guān)系的研究，可以幫助我們更好地理解自然界規(guī)律和物質(zhì)世界的行為。物質(zhì)與能量的跨學(xué)科概念在一年級植物這個單元，是以“暗線”形式存在的?！爸参镩L在哪里” 一課，教材中有一個氣泡提問：土壤為植物提供了什么？意在引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注土壤為植物提供的物質(zhì)和能量來源，轉(zhuǎn)化為植物生長的物質(zhì)和能量。教材安排了兩個主要探究任務(wù)，分別是觀察土壤中和水中植物的生長狀態(tài)，拓展部分還安排了在土壤和濕紙巾里“種綠豆”的實(shí)驗(yàn)，意圖在引導(dǎo)學(xué)生跳出土壤的限制，從更基礎(chǔ)的物質(zhì)能量的角度，思考植物的生長到底需要什么，是哪些基礎(chǔ)的物質(zhì)能量在支持植物的生長。當(dāng)然，這節(jié)課也要同時結(jié)合結(jié)構(gòu)與功能的跨學(xué)科概念，建構(gòu)關(guān)于對不同環(huán)境下（土壤和水中） 生長的植物異同點(diǎn)的認(rèn)識。

（ 三） 學(xué)習(xí)內(nèi)容領(lǐng)域“ 四螺旋”

2022 年《標(biāo)準(zhǔn)》頒布后，對傳統(tǒng)科學(xué)教學(xué)內(nèi)容里界限清晰的四大領(lǐng)域劃分進(jìn)行了弱化，從跨學(xué)科概念的明確，到學(xué)科核心概念的語句表達(dá)方式，都釋放出更強(qiáng)調(diào)領(lǐng)域融合的目標(biāo)信號。但同時我們也能發(fā)現(xiàn)，13 個學(xué)科核心概念也依然保留了四大領(lǐng)域的影子，如圖3 所示，第1-4條屬于物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域，第5-8 條屬于生命科學(xué)領(lǐng)域，第9 - 11 條屬于地球宇宙科學(xué)領(lǐng)域，第12-13 條屬于技術(shù)工程領(lǐng)域。在教材編寫的內(nèi)容選擇上，以一年級上下冊4 個單元為例，“周圍的植物”“我們自己”“常見的動物”三個單元都是生命科學(xué)領(lǐng)域的主題內(nèi)容，“身邊的物體”主要是物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域的主題內(nèi)容。同時，地球宇宙科學(xué)領(lǐng)域和技術(shù)工程領(lǐng)域會無痕穿插于以上4 個單元的內(nèi)容里。例如，在學(xué)習(xí)到關(guān)于植物、動物的生長環(huán)境，以及動植物與環(huán)境相互影響的相關(guān)內(nèi)容，就需要將地球宇宙科學(xué)相關(guān)的理念指向帶入進(jìn)來。在做“時間膠囊”，給蝸牛建個“家”等課時的活動設(shè)計中，都會涉及大量設(shè)計、建造、評估測試方面的活動，這是技術(shù)工程融合于其他領(lǐng)域教學(xué)的直接體現(xiàn)。如果具備條件，教師甚至可以依據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)土人情和學(xué)校實(shí)際，重新整合教材活動，以項(xiàng)目化任務(wù)開啟教學(xué)和學(xué)習(xí)活動，把某個工程技術(shù)項(xiàng)目直接作為單元線索邏輯，更好體現(xiàn)學(xué)習(xí)領(lǐng)域深度融合的“四螺旋結(jié)構(gòu)”。

（ 四） 單元板塊設(shè)計“ 四螺旋”

“單元首頁，課時任務(wù)，單元小結(jié)，科學(xué)閱讀”是教科版新教材每個單元的統(tǒng)一編寫體例，可以理解為通過這4 個板塊的“四螺旋”架構(gòu)結(jié)合，形成了教科版教材的體例特色。其中，單元小結(jié)是上一個版本教材沒有的板塊，這個板塊主要是幫助學(xué)生更好理解整個單元學(xué)習(xí)內(nèi)容的概念架構(gòu)，內(nèi)在邏輯，思維指向，主要意圖就是幫助學(xué)生將一個單元學(xué)習(xí)建構(gòu)起來的認(rèn)知體系，用更加簡單清晰且明確的方式表達(dá)出來。單元首頁，重要性在于其提出的單元大情境真實(shí)問題。例如“ 身邊的物體” 單元首頁，提出“我們周圍有各種各樣的物體，在介紹時，需要描述它們的形狀、顏色. . . . . . ” “常見的動物”單元首頁，提出“自然界有很多動物。我們在周圍看到過螞蟻、蝴蝶、蝸牛、蚯蚓，還發(fā)現(xiàn)過蝸牛的殼、蚯蚓的糞便等。這些動物是怎樣生活的呢？”明確了單元研究的起點(diǎn)，如果把單元比喻為一個需要重新理順的線團(tuán)，單元首頁就是這個線團(tuán)的線頭。在大觀（概） 念教學(xué)日益成為共識的當(dāng)下，單元首頁的情境創(chuàng)設(shè)功能不可忽視。有學(xué)者在長期的探索中提出，跨學(xué)科項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的組織方式可以遵循組合、遞進(jìn)、沖突三種原型。三種原型都是以跨學(xué)科的真實(shí)問題為起始點(diǎn)，以形成體現(xiàn)跨學(xué)科理解的跨學(xué)科項(xiàng)目成果為終點(diǎn)，變化的是從始到終之間學(xué)科的不同整合方式[12] ?？梢?，教科版新教材以單元首頁為起始，課時任務(wù)為主體，單元小結(jié)為梳理，科學(xué)閱讀為補(bǔ)充，充分借鑒了跨學(xué)科項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的內(nèi)容構(gòu)建思路，更好幫助學(xué)生在頭腦中實(shí)現(xiàn)對核心概念地圖的清晰化構(gòu)建。

（ 五） 課時板塊設(shè)計“ 四螺旋”

科學(xué)課程本身的跨學(xué)科屬性，注定其內(nèi)容領(lǐng)域跨度巨大，從課程名稱的變化也能看出來，從“格致”，到“ 理科”，再到“ 自然”，如今“ 科學(xué)”的名稱已使用了23 年。在筆者看來，如今科學(xué)課研究內(nèi)容更偏“博物學(xué)”范疇，大致可以細(xì)分為3 個類別的研究內(nèi)容：科學(xué)類、人文類、技術(shù)工程類。小學(xué)科學(xué)大部分內(nèi)容都是科學(xué)類問題，例如一年級關(guān)于植物動物研究，關(guān)于人體身上的觀察感官研究，關(guān)于物體物理屬性的研究。人文類不太多，例如高年段研究一個具體的環(huán)境問題，在平衡各方利益后采取的適切處理方式;人類研究科學(xué)的歷史;科學(xué)家的故事等等。技術(shù)工程類問題的數(shù)量僅次于科學(xué)類問題，強(qiáng)調(diào)對技術(shù)本質(zhì)的理解，對工程建造的體驗(yàn)。教科版教材在處理不同類別課時內(nèi)容時，采用了兩種基本體例，一是“聚焦、探索、研討、拓展” 4 個板塊，主要處理科學(xué)類和人文類問題;二是“明確問題、制定方案、實(shí)施方案、評估改進(jìn)”4 個板塊，主要處理技術(shù)工程類問題。兩種體例表達(dá)方式不同，但環(huán)節(jié)板塊數(shù)量相同，因此，我們可以簡單將課時板塊的設(shè)計理解為不同類別的“四螺旋結(jié)構(gòu)”，這是學(xué)生在思考問題過程中應(yīng)該習(xí)得的基本思維方式，在學(xué)生完成六年小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)后，無論今后面對何種問題，“四螺旋” 結(jié)構(gòu)的思維方式一定能成為一個框架性的問題處理模版。

參考文獻(xiàn)：

[1] 潘洪建. 中國小學(xué)科學(xué)課程發(fā)展110 年（ 1912—2021） [ J] . 教育與教學(xué)研究，2021，35（7） ：47-63.

[2] 劉徽. 真實(shí)性問題情境的設(shè)計研究[ J] . 全球教育展望，2021，50（11） ：28-46.

[3] 溫·哈倫. 科學(xué)教育的原則和大概念[ M] . 韋鈺，譯. 北京：科學(xué)普及出版社，2011.

[4] 段發(fā)明，劉倩. 我國小學(xué)科學(xué)教科書70 年回顧與展望———文化視角的審視[ J] . 課程·教材·教法，2019，39（7） ：63-69.

[5] 沈曉峰. 小學(xué)科學(xué)大單元“ 循證” 學(xué)習(xí)模式探究[ J] . 教育與裝備研究，2024，40（10） ：56-60.

[6] 張軍霞. 科學(xué)教材編寫應(yīng)回到原點(diǎn)[ J] . 課程·教材·教法，2022，42（6） ：149-155.

[7] 夏淑玉. 從杜威“ 經(jīng)驗(yàn)” 理論看深度學(xué)習(xí)的發(fā)生[ J] . 四川師范大學(xué)學(xué)報（ 社會科學(xué)版） ，2020，47（3） ：112-120.

[8] 任建英. 核心素養(yǎng)導(dǎo)向的中小學(xué)科學(xué)教材編寫模型探討[ J] . 上海教育科研，2023，439（ 12） ：40-45+80.

[9] 中華人民共和國教育部. 義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版） [ M] . 北京： 北京師范大學(xué)出版社，2022.

[10] 杜偉，楊丹婷，陳曉芬. 以高階思維為主導(dǎo)的小學(xué)科學(xué)教學(xué)實(shí)踐研究[ J] . 教育與裝備研究，2022，38（8） ：29-34.

[11] 史加祥. 新課標(biāo)視野下小學(xué)科學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的理解與實(shí)踐[ J] . 教學(xué)與管理，2022，894（ 29） ：67-71.

[12] 夏雪梅. 跨學(xué)科項(xiàng)目化學(xué)習(xí)：內(nèi)涵、設(shè)計邏輯與實(shí)踐原型[ J] . 課程·教材·教法，2022，42（ 10） ：80-86.

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