新課標背景下小學(xué)科學(xué)教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)

●張懿，陳莉，謝伯巖

最新頒布的《義務(wù)教育科學(xué)課程標準》順應(yīng)立德樹人根本任務(wù)的時代需求和國際科學(xué)教育的改革趨勢， 旗幟鮮明地揭示了以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的科學(xué)課程的應(yīng)然狀態(tài)， 要求科學(xué)課程要立足學(xué)生的素養(yǎng)發(fā)展，提煉了科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實踐、態(tài)度責(zé)任四個維度核心素養(yǎng)的內(nèi)涵， 要求通過小學(xué)科學(xué)中物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)、技術(shù)與工程等領(lǐng)域基礎(chǔ)科學(xué)知識的學(xué)習(xí)， 引導(dǎo)學(xué)生形成基本的科學(xué)觀念，培養(yǎng)科學(xué)思維能力、科學(xué)探究與實踐能力、科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任等，并闡述了四者間相互依存、相互蘊含、共同體現(xiàn)科學(xué)課程育人價值的關(guān)系。這樣的改變?yōu)檫M一步深化科學(xué)課程改革指明了方向，對優(yōu)化科學(xué)課程結(jié)構(gòu)內(nèi)容、強化科學(xué)學(xué)科育人功能提出了新的要求和期待。 而當(dāng)前，新課標配套教材的修訂工作才剛剛啟動，新課標的頒布與配套教材的面世仍存在較長的時間間隔，立足于新課標的引領(lǐng)，一線教師對現(xiàn)行教材課程內(nèi)容進行重構(gòu)顯得更加迫切。以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，以課程性質(zhì)、課程目標、課程內(nèi)容等要求為準繩進行教學(xué)內(nèi)容的重構(gòu)，也必將對新課標在一線教學(xué)中的應(yīng)用與落實產(chǎn)生積極影響。

小學(xué)科學(xué)教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)一般指以對相關(guān)科學(xué)觀念的分析為基礎(chǔ)，結(jié)合一定的教育理論，對某一科學(xué)觀念下的某一主題（或單元）的教材內(nèi)容進行二次編排，進而滿足核心素養(yǎng)下發(fā)展學(xué)生科學(xué)觀念，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力、科學(xué)探究與實踐能力、科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任的課程目標。 本文將圍繞“運動觀”這一科學(xué)觀念之下的“運動和力”主題教學(xué)內(nèi)容（對應(yīng)新課標中的學(xué)習(xí)內(nèi)容 “3.1 力是改變物體運動狀態(tài)的原因”）進行研究。

一、圍繞科學(xué)觀念建構(gòu)內(nèi)容體系

作為科學(xué)課程本質(zhì)屬性的集中體現(xiàn)， 科學(xué)觀念在培育學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的過程中具有重要的奠基作用，是發(fā)展其他素養(yǎng)目標的基礎(chǔ)[1]。 新課標在課程“總目標”中明確指出要“掌握基本的科學(xué)知識，形成初步的科學(xué)觀念”[2]，這在一定程度上理清了掌握具體的科學(xué)知識與形成上位的科學(xué)觀念之間的必要關(guān)系，但若想更有效地達成科學(xué)知識向科學(xué)觀念的轉(zhuǎn)化，還有待進一步挖掘二者間隱性的更為復(fù)雜的層級關(guān)系，形象地講，就是要系統(tǒng)地建構(gòu)起能實現(xiàn)二者間定向轉(zhuǎn)化的橋梁。 對新課標“課程內(nèi)容”部分進行梳理，可以發(fā)現(xiàn)，與“科學(xué)觀念”存在明顯層級關(guān)系的語詞有：跨學(xué)科概念、學(xué)科核心概念（又稱核心概念）、學(xué)習(xí)內(nèi)容（與我們常說的科學(xué)知識表義相同），通過分析可以發(fā)現(xiàn)，四者間的層級關(guān)系如圖1 所示，其中，各層級所包括的內(nèi)容數(shù)量一般隨層級的增高而減少，即一般由多個學(xué)習(xí)內(nèi)容組成一個學(xué)科核心概念，多個學(xué)科核心概念指向同一科學(xué)觀念。

圖1 由學(xué)習(xí)內(nèi)容指向科學(xué)觀念的層級關(guān)系示意圖

結(jié)果導(dǎo)向型思維決定了教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)的過程相對于由學(xué)習(xí)內(nèi)容指向科學(xué)觀念的層級關(guān)系是逆向的。 從科學(xué)觀念出發(fā)，先理解科學(xué)觀念的內(nèi)涵，再聚焦核心概念與跨學(xué)科概念，更便于指導(dǎo)學(xué)習(xí)內(nèi)容的重構(gòu)。

以“運動和力”主題教學(xué)內(nèi)容所指向的“運動觀”為例，其內(nèi)涵是辯證唯物主義的自然觀所闡明的“自然界處在永恒運動、變化、發(fā)展中”這一物質(zhì)屬性，核心是“物質(zhì)是運動的”這一物質(zhì)世界的存在特征[3]。其中，對物體運動的描述要以“時空觀”中對物體的方位、距離等描述為基礎(chǔ)，這就說明，“運動和力”引領(lǐng)下的教學(xué)內(nèi)容絕非只是探究力與物體運動之間的因果關(guān)系，還涉及描述物體的運動、力的分類和作用效果等對力和運動狀態(tài)本身的認識和判斷， 具體層級梳理如圖2 所示。

圖2 “運動和力”主題教學(xué)內(nèi)容體系建構(gòu)

上圖結(jié)構(gòu)化地呈現(xiàn)了科學(xué)觀念統(tǒng)領(lǐng)下的“運動和力”相關(guān)跨學(xué)科概念、學(xué)科核心概念、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)要求之間的層級關(guān)系， 由結(jié)構(gòu)圖進行深入分析可知，本部分的“運動”是指機械運動，即指同一物體各部分之間或不同物體之間相對位置的變化， 如車輛行駛、河流奔涌、斗轉(zhuǎn)星移等現(xiàn)象。 對運動的描述要經(jīng)歷利用方位判斷描述、利用相對位置描述、通過測量和計算描述的學(xué)習(xí)過程， 最終用習(xí)得的方法描述機械運動的不同形式；認識接觸力中的推力、拉力、摩擦力、彈力、浮力和非接觸力中的引力，實質(zhì)上都是為引導(dǎo)學(xué)生探究力與物體的運動之間的聯(lián)系做鋪墊；最終，施加在物體上的力導(dǎo)致物體運動的改變，并從不同形式的機械運動中抽象出“系統(tǒng)與模型”這一跨學(xué)科概念，以科學(xué)探究得出“力是改變物體運動狀態(tài)的原因”，為學(xué)生運動觀的構(gòu)建奠定基礎(chǔ)。

二、參照學(xué)習(xí)進階預(yù)設(shè)教學(xué)方式

核心素養(yǎng)下的教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)，要立足學(xué)生的發(fā)展，依據(jù)學(xué)段特征確定學(xué)段目標。學(xué)習(xí)進階是學(xué)生在以某一觀念或主題的學(xué)習(xí)中依次進階、逐級發(fā)展的過程，與學(xué)生的認知水平和知識經(jīng)驗相匹配，對建立宏觀內(nèi)容體系中的內(nèi)在層級具有指導(dǎo)作用。 北京師范大學(xué)郭玉英教授團隊綜合層級復(fù)雜度、 知識整合等認知理論，基于預(yù)設(shè)表現(xiàn)和實證檢驗提出了“經(jīng)驗—映射—關(guān)聯(lián)—系統(tǒng)—整合”的契合我國學(xué)生實際的學(xué)習(xí)進階模型[4]。 以此為指導(dǎo)，對新課標中“運動和力”主題教學(xué)內(nèi)容的“學(xué)習(xí)要求”進行分析、分層，學(xué)習(xí)進階的發(fā)展層級模型如表1 所示。

表1 “運動和力”主題教學(xué)內(nèi)容進階層級模型

這里需要說明的是，課標中“運動和力”主題教學(xué)內(nèi)容無具體“學(xué)習(xí)要求”與整合層級相對應(yīng)，但其具體理論內(nèi)涵卻與新課標所倡導(dǎo)的跨學(xué)科整合、項目式教學(xué)不謀而合，為通過綜合性的內(nèi)容重構(gòu)引導(dǎo)學(xué)生以整體的視角認識世界，引導(dǎo)學(xué)生認知發(fā)展到更高進階指明了方向。

不同的進階層級對應(yīng)不同的教學(xué)方式。 通過分析發(fā)現(xiàn)，進階層級模型中經(jīng)驗、映射、關(guān)聯(lián)、系統(tǒng)、整合與新課標強調(diào)的啟發(fā)式、互動式、探究式、體驗式和項目式等多種教學(xué)方式存在一定的匹配關(guān)系。 如對于“學(xué)生具有尚未相互關(guān)聯(lián)的經(jīng)驗和零散事實”的經(jīng)驗層級， 教師可通過啟發(fā)式教學(xué)喚醒學(xué)生的生活經(jīng)驗，并輔以互動式教學(xué)引發(fā)追問，通過體驗式教學(xué)重演經(jīng)歷、 強化認知； 映射層級關(guān)注學(xué)生抽象與概括、聯(lián)想與想象等基本思維方法的應(yīng)用，可通過啟發(fā)式、互動式相結(jié)合的方式引導(dǎo)學(xué)生初步建立事物具體特征與抽象術(shù)語之間的關(guān)系；關(guān)聯(lián)層級、系統(tǒng)層級表征為“建立抽象術(shù)語與事物多個可觀測特征之間的關(guān)系”“從系統(tǒng)層面協(xié)調(diào)多要素結(jié)構(gòu)中各變量的自變與共變關(guān)系”，二者在小學(xué)科學(xué)中可以理解為識別變量與控制變量的關(guān)系，這明顯同探究式教學(xué)相吻合，教學(xué)中教師要引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷完整的探究過程，關(guān)注學(xué)生科學(xué)探究能力的習(xí)得，并根據(jù)需要為學(xué)生的探究提供技能指導(dǎo)，如在探究中需要測量力的大小前先教授使用彈簧測力計的規(guī)范；整合層級對教學(xué)內(nèi)容的要求則較單一的科學(xué)概念更加上位、更加綜合， 其指向跨學(xué)科觀念的理解和科學(xué)觀念的習(xí)得，可以項目式教學(xué)開展教學(xué)，亦可與技術(shù)與工程領(lǐng)域內(nèi)容相整合，并適當(dāng)補充科學(xué)史內(nèi)容。

三、對比教材特色組織教學(xué)內(nèi)容

教材（本文中取“教科書”之義）是教師教學(xué)的主要依據(jù)之一，當(dāng)前，我國小學(xué)科學(xué)教材呈“一標多本”式樣態(tài)，雖均以課程標準為綱要，但在組織結(jié)構(gòu)與形式上存在差異。 結(jié)合新課標的要求對現(xiàn)有教材進行修訂，并不是全盤否定或從零做起，而是基于原有教材的特色及問題，進行教學(xué)內(nèi)容的改組和重構(gòu)。對比教材特色與實施效果，有助于教師基于教材重組教材，聚焦與核心概念相關(guān)的“少而精”學(xué)習(xí)內(nèi)容，設(shè)計相應(yīng)的教學(xué)活動。

筆者通過對教科版和湘教版小學(xué)科學(xué)教材“運動和力”相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的對比發(fā)現(xiàn)，教科版教材在編排上重整合，一般以主題中心式組織方式進行跨領(lǐng)域設(shè)計，本部分內(nèi)容主要涉及的“物體的運動”“運動和力”“船的歷史”3 個單元都將物質(zhì)科學(xué)和技術(shù)與工程兩個領(lǐng)域進行了整合， 每單元設(shè)有7～8 課時，同主題內(nèi)容編排相對集中。除上述三個單元，1～2年級的內(nèi)容要求“使用前后左右、東西南北、遠近等描述物體所處位置和方向”和“知道推力和拉力是常見的力，力可以使物體的形狀發(fā)生改變”分別被整合到以地球與宇宙科學(xué)為主體的“我們的地球家園”單元和同領(lǐng)域“能量”主題下的“磁鐵”單元。

湘教版教材在編排上重基礎(chǔ)，立足教育重演論，注重探索學(xué)生認知發(fā)展規(guī)律與科技發(fā)展史之間的關(guān)聯(lián)，充分關(guān)注學(xué)生的認知背景和發(fā)展規(guī)律，采用能力本位式組織方式，著重體現(xiàn)了對基本方法和技能等目標的分步驟、分層次落實，各單元有2～6 課時不等（2～4 課時居多），單元容量相對較小，領(lǐng)域界限更清晰。其中“運動”主題主要涉及“物體的位置”“推力與拉力”“運動與力”“我們的小車”“沉與浮”單元，低學(xué)段的學(xué)習(xí)目標“使用東西南北描述物體所處位置和方向”被整合到以地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域為內(nèi)容的“太陽和月亮”單元。

筆者在教學(xué)實踐后發(fā)現(xiàn)，使用教科版教材，學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的連續(xù)性、綜合性落實充分且達成度較高，學(xué)生經(jīng)歷完整探究實踐的機會較多，能有效促進學(xué)生探究實踐能力、科學(xué)思維能力的發(fā)展，如在學(xué)習(xí)“浮力”時，教科版就以船的發(fā)展史為線索，專門編排了“船的研究”單元，以項目化教學(xué)囊括探究和實踐這兩個科學(xué)學(xué)習(xí)的主要途徑，整單元7 課時緊緊圍繞造船材料、內(nèi)外結(jié)構(gòu)、動力裝置等演變過程展開探究，并引導(dǎo)學(xué)生在設(shè)計、制作、評價、完善等過程中體驗將社會需求轉(zhuǎn)化為具體工程技術(shù)問題的過程。 湘教版教材把低年段的內(nèi)容要求拆分到連續(xù)多課時中的做法為基礎(chǔ)性科學(xué)知識的學(xué)習(xí)提供了相對充足的時間， 同時也為循序漸進地引導(dǎo)學(xué)生扎實掌握具體的科學(xué)知識、形成科學(xué)觀念奠定了較為扎實的基礎(chǔ)，如在學(xué)習(xí)描述物體在某個時刻的位置時， 就將前后左右、東西南北、遠近分別作為一課，設(shè)計了“看太陽辨方向”“它在什么方位”“它有多遠”；學(xué)習(xí)推力和拉力時，將認識推力和拉力、力和形變分別作為一課，設(shè)計了“推拉游戲”“力與形變”，為學(xué)生提供了充分的體驗和思考的空間；同時，科技發(fā)展史的充分引入也能為學(xué)生態(tài)度責(zé)任（尤其是其中的社會責(zé)任）的培育提供更多的文本載體。由此可以看出，兩版教材在使用過程中所表現(xiàn)出的培育學(xué)生核心素養(yǎng)（科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實踐、態(tài)度責(zé)任）的優(yōu)勢是有差別的。

基于以上分析，筆者借鑒兩版本教材的經(jīng)驗成果，結(jié)合教材在實踐應(yīng)用中所反映出的具體問題與優(yōu)勢，進行了組合設(shè)計和二次編排，以期重構(gòu)與課程內(nèi)容體系、學(xué)習(xí)進階理論、學(xué)生認知發(fā)展等相適切的教學(xué)內(nèi)容。

圖3 “運動和力”相關(guān)內(nèi)容中教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)坐標示意圖

教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)后的主要變化與改進有：第一，融不同版本的教材優(yōu)勢為一體，既關(guān)注基礎(chǔ)，又重科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實踐、態(tài)度責(zé)任的均衡、協(xié)調(diào)發(fā)展， 由湘教版的1～2年級課程和教科版的3～4年級、5～6年級課程混搭構(gòu)成內(nèi)容主體。 第二，按照前文構(gòu)建的以科學(xué)觀念為上位的內(nèi)容體系，遵循“少而精”原則，聚焦學(xué)科核心概念與跨學(xué)科概念。 對內(nèi)容進行刪減，將“物體在斜面上運動”“運動的小車”融入其他課時，不再單獨設(shè)立課時，同時，鑒于反沖力不屬于課程標準要求掌握的力的類別，且對學(xué)生科學(xué)觀念的形成影響不大，因此刪除“用氣球驅(qū)動小車”一課，將更多課時留給探究實踐類內(nèi)容。第三，根據(jù)各課時的主要內(nèi)容特點，以學(xué)段為橫坐標、進階層級為縱坐標，繪制了教學(xué)內(nèi)容坐標示意圖，能直觀呈現(xiàn)各課時內(nèi)容間的進階關(guān)系， 便于教師基于學(xué)習(xí)進階層次理解教學(xué)內(nèi)容、設(shè)計教學(xué)活動。

綜上所述，圍繞科學(xué)觀念建構(gòu)內(nèi)容體系、參照學(xué)習(xí)進階預(yù)設(shè)教學(xué)方式、對比教材特色組織教學(xué)內(nèi)容是對教學(xué)內(nèi)容進行重構(gòu)的有效做法，也必將促進新課標在一線教學(xué)實踐中的落實，但教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)是一項系統(tǒng)工程，還有許多問題需要我們在研究和實踐中逐步優(yōu)化。