義務教育科學課程內容的選擇、組織及主要變化 *
——《義務教育科學課程標準(2022年版)》解讀

王秀紅

(1.東北師范大學 化學學院，吉林 長春 130024；2.中國基礎教育質量監測協同創新中心東北師范大學分中心，吉林 長春 130024)

2022年4月，教育部頒布了新的義務教育課程方案和各學科課程標準，《義務教育科學課程標準(2022年版)》(以下簡稱新課標)凝練了科學課程要培養的學生核心素養，體現了科學課程的育人功能。新課標立足于學生的核心素養發展，在課程目標、課程內容、學業質量、課程實施等方面都有較大的變化。其中課程內容的選擇和組織呈現了學生要學什么、教師要教什么的核心問題，是實現核心素養課程目標的基礎，正確理解課程內容及其變化是教師們基于新課標進行教學的關鍵。

一、課程內容的組織與選擇

科學課程設置13個學科核心概念，以核心概念統攝課程內容。通過學科核心概念的學習，理解物質與能量、結構與功能、系統與模型、穩定與變化4個跨學科概念，如圖1所示[1]。

圖1 科學課程的內容結構

(一)以核心概念統攝課程內容

科學課程內容繁雜，教師教學專注知識點教學，學生獲得碎片化知識，難以用于解決問題，這一頑疾飽受詬病?？茖W教育研究者積極探索能夠反映學科本質，并且能夠統攝知識點的知識“聚集器”，這就是目前國內外的研究熱點“核心概念”。美國教育家赫德(Hurd)認為，組成學科課程中的概念和原理應該能夠展現當代學科圖景，是學科結構的主干部分，它們被稱為核心概念(Key Concepts or Representative Ideas)，在美國課程專家埃里克森(H.Lynn Erickson)《概念為本的課程與教學》以及英國科學教育學家溫.哈倫(Wynne Harlen)編著的《科學教育的原則和大概念》中也將其稱為大概念(Big Ideas)[2]。核心概念超越學科領域內的事實與一般性概念，能把相關內容聯系起來，具有統攝性；是對具體知識和一般性概念抽象的結果，具有思想性；是上位的較深入的學習理解，具有持久性；因其適用范圍較大，具有遷移性；科學課程中的核心概念應與學生生活體驗、興趣以及重大社會議題相關，也具有相關性。

(二)選擇居于學科中心的關鍵概念

廣義的科學包括自然科學、社會科學和思維科學，科學課程以自然科學為認識對象。自然科學根據研究對象主要分為物質科學、生命科學、地球與宇宙科學等領域，13個核心概念反映了自然科學的認識對象。物質科學致力于研究自然界物質的組成、結構、性質、運動、變化及其相互作用的一般規律，新課標選擇物質的結構與性質、物質的變化與化學反應、物質的運動與相互作用、能的轉化與能量守恒等為科學課程的核心概念；生命科學是研究生物(包括植物、動物和微生物)的結構、功能、發生和發展規律的科學，新課標選擇生命系統的構成層次、生物體的穩態與調節、生物與環境的相互關系、生命的延續與進化等為科學課程的核心概念；地球與宇宙科學研究地球系統、宇宙間天體的組成、結構、狀態、位置、運動以及起源和演化的科學，新課標選擇宇宙中的地球、地球系統以及人類活動與環境等為科學課程的核心概念；科學原理通過技術與工程服務于人類，科學、技術與工程的相互促進作用日益增強，越來越呈現融合態，所以將技術、工程與社會、工程設計與物化的核心概念納入義務教育科學課程中。

二、課程內容的主要變化

(一)精簡調整課程內容

新課標中課程內容以13個學科核心概念為軸心，每個學科核心概念規定了“學習內容”，“學習內容”通過“內容要求”呈現具體課程內容及基本要求。為了應對課程內容過于繁雜的現狀，以學科核心概念統整課程內容，對舊版課程標準中的課程內容進行整合、調整，刪減次要內容，同時也增加了反映科技新成就以及專題教育要求的相關內容，如表1所示。

表1 不同版本課程標準中課程內容對比

(二)加強課程內容的綜合性

新課標中課程內容進一步加強了內容的綜合性。一是取消了物質科學、生命科學、地球宇宙科學以及技術工程等學科領域的界線，加強之間的相互聯系。如“人類活動與環境”核心概念，將其他核心概念中關于人類與環境相互關系的內容，如物質科學中的水、空氣等相關的環境污染問題、生命科學中的野生動物和瀕危植物的保護等生態相關內容都納入到本概念中。二是通過物質與能量、結構與功能、系統與模型及穩定與變化4個跨學科概念實現13個學科核心概念更上位的整合?？鐚W科概念體現學科之間的聯系和共通思想、方法等，反映科學、技術、工程更上位的概念。跨學科概念能夠促進不同領域知識之間的聯系，將來自不同學科的知識連接到一起，反映不同學科知識的本質特征，有助于為學生提供一個統一框架，并且具有較廣域的解釋功能。如表2以“物質與能量”為例，說明跨學科概念反映了各學科核心概念共通的本質特征，體現了以學科核心概念為軸心的課程內容的綜合性。

表2 “物質與能量”跨學科核心概念與學科核心概念的關系

(三)凸顯課程內容的科學觀念

學科核心概念是具體知識和一般性概念抽象的結果，是更上位的概念，所以能夠凸顯課程內容體現的科學觀念。如“物質的結構與性質”包括1.1物質具有一定的特性與功能、1.2空氣與水是重要的物質、1.3金屬及合金是重要的材料、1.4常見的化合物、1.5物質由元素組成、1.6物質由微觀粒子構成、1.7 常見物質的分類等7項學習內容，引導學生認識自然界常見物質的元素組成、微粒構成，以及物質的主要性質、功能及用途。通過該學科核心概念的學習，學生形成“世界是物質的，物質具有多樣性，太陽系、地球、原子、基本粒子、電磁場等都是物質。大部分物質是由元素組成，由原子等微觀粒子構成。不同組成與結構的物質具有不同的性質，物質的性質決定了其功能與用途。”等科學觀念。

(四)強調實踐性的課程內容

2022年版義務教育課程方案要求強化學科間相互關聯、推進工程與技術實踐，提出原則上各門課程用不少于10%的課時設計跨學科主題學習?；谡n程方案的要求，反映現代科學、技術與工程相互影響、高度融合的趨勢，新課標設置“技術、工程與社會”“工程設計與物化”兩個學科核心概念，在前11個學科核心概念的科學原理指導下進行設計與制作，經歷明確問題、設計方案、實施計劃、檢驗作品、改進完善、發布成果等活動與過程，理解“技術與工程的性質和特點，技術與工程對人們生活、生產和社會的影響，科學、技術、工程的相互影響”，并形成初步的技術與工程實踐能力。

(五)注重課程內容的進階性

科學課程將小學各學段與初中科學課程打通，進行一體化設計，形成我國第一部《義務教育科學課程標準(2022年版)》。腦科學、認知科學的研究表明學生的認知及思維發展是有階段性的。學生對某一學科核心概念的認識不是短時間內能完成的，要經過一個較長時間的學習過程，逐步深入?；趯W習進階理論，以學生的認知水平、知識經驗和興趣特點為依據，遵循學習規律與學科規律，課程內容由淺入深、由表及里、由現象到本質[3]，分為1—2年級、3—4年級、5—6年級以及7—9年級4個學段。如1—2年級重點認識事物的具體現象與外部特征，3—4年級重點認識事物的現象和事件發生的條件及過程，5—6年級重點認識事物的結構、功能、變化與相互關系，7—9年級逐漸認識事物的本質。如“物質的結構與性質”中“1.2空氣與水是重要的物質”關于“水是重要的物質”的內容，如表3所示。從1—2年級的從物體的視角認識顏色、狀態、氣味等外部特征；3—4年級認識冰、水、水蒸氣等的狀態，知道是同一物質，并且知道溫度與水的沸騰、水的結冰的關系；5—6年級知道水蒸發與水蒸氣凝結的規律，并能解釋生活中的現象；7—9年級從元素與原子的視角認識水的組成與性質，能解釋生活、生產中的問題。對水的認識從物體到物質，從外部特征到本質屬性，從了解現象到應用解釋現象與解決問題，逐漸形成對水的全面與較深入的認識。

表3 “水是重要的物質”課程內容的進階特點

三、教學啟示

科學教學以促進學生核心素養發展為目標，以學科核心概念和跨學科概念為認識對象?；谛抡n標課程內容的主要變化，教師教學中應注意圍繞學科核心概念進行單元整體教學、注意學生學習的階段性、理解核心概念蘊含的科學觀念、重視工程實踐活動的開展。

(一)圍繞學科核心概念開展單元教學

以學科核心概念組織課程內容，實現了課程內容的結構化和系統化。在教學過程中應該結合各學科核心概念內容的結構化設計，“關注知識間的內在聯系，改變碎片化、割裂式的教學傾向”。在學科核心概念學習中，注意引導學生理解跨學科概念。

(二)注重學生學習的階段性

課程內容的進階式設計，規定了各學段的學習內容及要求，教師在教學過程中要注意學生學習的階段性特點，不要貿然將學習內容提前，強化學段教學內容安排的序列化和遞進性，做好幼小銜接、各學段銜接以及初高銜接。

(三)理解課程內容蘊含的科學觀念

科學觀念是在具體知識學習的基礎上形成的對認識對象的總體認識，是科學思維、探究實踐和態度責任發展與形成的基礎，以核心概念組織課程內容，統整具體知識點，蘊含著該核心概念的具體觀念，教師應理解并能指導學生形成科學觀念。

(四)積極開展工程實踐活動

教師要創設真實問題情境，通過學生具體的制作等親身實踐活動，引導學生在解決問題的過程中感受技術與工程的基本特點，體會技術與工程對人們生產生活的影響、對社會進步的推動，以及科學、技術、工程之間的相互促進關系，并形成初步的技術與工程實踐能力。