指向科學(xué)素養(yǎng)的小學(xué)科學(xué)課程實(shí)施的內(nèi)涵價(jià)值與邏輯路徑

摘要：培育學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是小學(xué)科學(xué)課程的重要目標(biāo)。對(duì)某小學(xué)五年級(jí)科學(xué)課“世界之最——廣濟(jì)橋”的三次教學(xué)過程進(jìn)行對(duì)比分析，深入剖析培育學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的真實(shí)教學(xué)情況，揭示課程實(shí)施邏輯和教學(xué)原則，即以問題情境為導(dǎo)向，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的發(fā)生；深度挖掘教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合多元的教學(xué)方法；給予學(xué)生更多掌控感，走向高水平科學(xué)探究；減少不必要的知識(shí)記憶環(huán)節(jié)，以啟迪思維為核心。

關(guān)鍵詞：科學(xué)素養(yǎng)；科學(xué)教育；課程實(shí)施；課堂教學(xué)

中圖分類號(hào)：G623.9 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-9094（2023）24-0019-08

自20世紀(jì)80年代開始，科學(xué)教育領(lǐng)域積極提倡“科學(xué)素養(yǎng)”“科學(xué)實(shí)踐”“基于探究的科學(xué)教學(xué)”，以及“強(qiáng)調(diào)科學(xué)本質(zhì)觀”的科學(xué)教育。國際科學(xué)教育理論界在“以提升學(xué)生科學(xué)素質(zhì)為核心的科學(xué)教育”上達(dá)成前所未有的一致[1]。2021年末，國務(wù)院辦公廳制定《全民科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)計(jì)劃綱要（2021—2035年）》，指明了在科技飛速發(fā)展的今天，提高每個(gè)公民的科學(xué)素質(zhì)的緊迫性[2]。科學(xué)素質(zhì)是科學(xué)教學(xué)的起點(diǎn)和歸宿，而基礎(chǔ)教育階段的科學(xué)教育是提升全民科學(xué)素質(zhì)的重要途徑。在這種背景下，“科學(xué)素養(yǎng)”成為科學(xué)領(lǐng)域各學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)確定課程目標(biāo)的導(dǎo)向，在課程設(shè)計(jì)與實(shí)施層面?zhèn)涫苤匾暋．?dāng)下，我國中小學(xué)的科學(xué)教學(xué)存在諸多問題，如科學(xué)教育功能簡單化，科學(xué)課程被邊緣化，科學(xué)課程內(nèi)容狹隘化和碎片化，科學(xué)課程的相關(guān)研究過于偏重理論，等等。解決這些問題的根本途徑是建立一套以科學(xué)素養(yǎng)為核心的科學(xué)課程體系[3]。如何有效地通過科學(xué)課程教學(xué)提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，科學(xué)課程教學(xué)依據(jù)何種邏輯理論，成為小學(xué)科學(xué)課程實(shí)施中需要思考的核心問題。

一、澄明闡釋：科學(xué)素養(yǎng)的概念審視與科學(xué)課程實(shí)施的理論依據(jù)

（一）科學(xué)素養(yǎng)概念辨析

“科學(xué)素養(yǎng)”（Scientific Literacy）于20世紀(jì)80年代末由西方傳入我國，有時(shí)也以“科學(xué)素質(zhì)”一詞出現(xiàn)在教育領(lǐng)域。“素質(zhì)”主要指人在先天的生理基礎(chǔ)上，通過后天的環(huán)境影響和教育訓(xùn)練，所獲得的內(nèi)在的、相對(duì)穩(wěn)定的、長期發(fā)揮作用的身心特征及其基本品質(zhì)結(jié)構(gòu)。而“素養(yǎng)”是指在教育過程中逐漸形成的知識(shí)、能力、態(tài)度等方面的綜合表現(xiàn)，是相對(duì)于教育教學(xué)中的學(xué)科本位提出的，強(qiáng)調(diào)學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展的跨學(xué)科性和整合性。無論是“科學(xué)素養(yǎng)”還是“科學(xué)素質(zhì)”，其內(nèi)涵都是在教育過程中逐漸形成的知識(shí)、能力、態(tài)度等方面的綜合表現(xiàn)。

20世紀(jì)50年代，科南特在其著作《科學(xué)中的普通教育》中首述“科學(xué)素養(yǎng)”這個(gè)觀念，但沒有詳細(xì)解釋其含義。1958年，赫爾德在《科學(xué)素養(yǎng)對(duì)美國學(xué)校的影響》（Science Literacy：Its Meaning for American Schools）一文中首次提議把科學(xué)素養(yǎng)引入中小學(xué)科學(xué)教育中，強(qiáng)調(diào)公眾理解科學(xué)發(fā)展和科學(xué)現(xiàn)象的重要性[4]。此后多年，科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵一直是國內(nèi)外學(xué)者熱議的話題。1967年，派勒對(duì)1946年到1964年間的文獻(xiàn)展開系統(tǒng)研究，首次全面地概括了科學(xué)素養(yǎng)，主要涵蓋以下六個(gè)方面：概念性知識(shí)、科學(xué)的理性、科學(xué)的道德、科學(xué)與人文、科學(xué)與社會(huì)、科學(xué)與技術(shù)[5]。經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（Organization for Economic Co-operation and Development）于1999年提出了科學(xué)素養(yǎng)的界定，將其視作科學(xué)知識(shí)、科學(xué)能力和科學(xué)情境的總和[6]，又于2006年完善了科學(xué)素養(yǎng)的框架，涉及學(xué)生認(rèn)知和情感兩個(gè)方面的表現(xiàn)，新增“科學(xué)態(tài)度”維度[7]。國際學(xué)生評(píng)估項(xiàng)目（Programme for International Student Assessment，PISA）2025的科學(xué)素養(yǎng)測評(píng)將“科學(xué)情境”融入其中，并新添“科學(xué)身份認(rèn)同”這一維度[8]。我國學(xué)者王素提出，科學(xué)素養(yǎng)應(yīng)包括四個(gè)重要因素：理解科學(xué)技術(shù)，明白科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)的關(guān)系，具備科學(xué)的思考方式和態(tài)度，以及應(yīng)用科學(xué)技術(shù)解決日常生活和社會(huì)中的問題[9]。學(xué)者李長毅也表示，科學(xué)素養(yǎng)是核心素養(yǎng)的重要部分，青少年學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)可以分為三個(gè)方面：基礎(chǔ)的科學(xué)知識(shí)，進(jìn)行科學(xué)探究的能力，科學(xué)的態(tài)度和情感[10]。

2022年4月21日，教育部修訂并發(fā)布《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“2022版課標(biāo)”），明確科學(xué)課程的目標(biāo)就是通過培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，為他們的未來發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[11]。“2022版課標(biāo)”將科學(xué)素養(yǎng)分解為“科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任”四個(gè)方面，既彰顯了科學(xué)課程的獨(dú)特育人價(jià)值，也體現(xiàn)了創(chuàng)新思維、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、自主學(xué)習(xí)、社會(huì)責(zé)任感等共通素養(yǎng)，共同構(gòu)成了全面的科學(xué)教育的目標(biāo)體系。以“2022版課標(biāo)”中科學(xué)素養(yǎng)總體目標(biāo)為學(xué)理依據(jù)，科學(xué)教育指向的“科學(xué)素養(yǎng)”是指：學(xué)生要掌握與其認(rèn)知能力相對(duì)應(yīng)的科學(xué)知識(shí)，構(gòu)建基本科學(xué)觀念，熟練掌握基礎(chǔ)思維技巧，并且發(fā)展建立初級(jí)模型、邏輯推論和創(chuàng)新等科學(xué)思維。通過了解和探索自然，解答科學(xué)問題以及參與技術(shù)工程實(shí)踐，學(xué)生提升自身的科學(xué)探究能力，形成科學(xué)的態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感（如圖1）。

（二）科學(xué)教育課程實(shí)施的學(xué)理依據(jù)

“課程實(shí)施”即將預(yù)定的課程計(jì)劃轉(zhuǎn)化為具體的教學(xué)行動(dòng)的過程[12]。每堂“課”都蘊(yùn)含了一定的學(xué)理依據(jù)，并從不同的層次上照應(yīng)其教育目標(biāo)和理念。科學(xué)教育課程實(shí)施的學(xué)理依據(jù)主要是指對(duì)課程實(shí)施過程本質(zhì)的不同認(rèn)識(shí)及支配這些認(rèn)識(shí)的價(jià)值觀，能從根本上集中反映教育工作者對(duì)課程目標(biāo)與課程實(shí)施關(guān)系的實(shí)質(zhì)性理解。新時(shí)代背景下的科學(xué)教育以提升公眾的科學(xué)素質(zhì)為核心使命，專注于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新、質(zhì)疑和探索的能力，引導(dǎo)其用科學(xué)的角度來看待世界和解決問題。

教師在執(zhí)行預(yù)設(shè)的科學(xué)課程安排時(shí)，不僅應(yīng)重視傳授“科學(xué)知識(shí)”和“科學(xué)技能”，也需要把培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)作為課程實(shí)施的理論基礎(chǔ)，讓此目標(biāo)貫穿教學(xué)的始終。學(xué)生通過一系列的科學(xué)活動(dòng)，將所學(xué)到的科學(xué)知識(shí)和技能運(yùn)用到實(shí)際的科學(xué)探究場景中，形成基本的科學(xué)觀念，培養(yǎng)系統(tǒng)的科學(xué)思維，并建立正確的價(jià)值觀與社會(huì)責(zé)任感。堅(jiān)持將培育學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)作為科學(xué)課程實(shí)施的學(xué)理依據(jù)不僅有益于豐富科學(xué)素養(yǎng)框架的內(nèi)涵要義，還有助于找到培育學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的價(jià)值遵循。

回歸實(shí)際的教學(xué)環(huán)境，如何明確以“科學(xué)素養(yǎng)”為核心的課程教學(xué)的具體形態(tài)？什么樣的科學(xué)課程可以幫助學(xué)生逐漸建立起個(gè)人終身成長及社會(huì)發(fā)展所需的正確價(jià)值觀、必備品質(zhì)和關(guān)鍵技能？本文將通過“一課三構(gòu)”的研究方式，對(duì)某科學(xué)主題活動(dòng)的具體教學(xué)進(jìn)程進(jìn)行深入探究和比較分析，以期得出探究性的思考和結(jié)論。

二、辨?zhèn)螌ふ妫褐赶驅(qū)W生科學(xué)素養(yǎng)落地的課程教學(xué)探析

本文對(duì)某小學(xué)五年級(jí)科學(xué)課“世界之最——廣濟(jì)橋”主題的三次教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行對(duì)比分析，深度探討培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的課程實(shí)施樣態(tài)。在教學(xué)實(shí)踐中，教師對(duì)該科學(xué)活動(dòng)進(jìn)行三次改進(jìn)。在不斷完善的過程中，每次教學(xué)聚焦的觀點(diǎn)和目標(biāo)都大相徑庭，分別代表了教師對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)理解的三種境界。為了對(duì)這“三種境界”的課程教學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)的對(duì)比分析，本文采取1.0版本、2.0版本、3.0版本的編號(hào)敘述方式。

（一）1.0版本：指向科學(xué)知識(shí)習(xí)得的課程教學(xué)

從1.0版本的教學(xué)設(shè)計(jì)可以看出，教學(xué)活動(dòng)體現(xiàn)了對(duì)學(xué)生科學(xué)知識(shí)習(xí)得的關(guān)注，但是卻沒能為其提供進(jìn)行科學(xué)實(shí)踐探究的主觀體驗(yàn)（見表1）。首先，在教學(xué)引導(dǎo)環(huán)節(jié)，教師播放了廣濟(jì)橋航拍視頻，使課堂氣氛活躍起來。播放視頻的目的在于向?qū)W生展示廣濟(jì)橋的歷史背景和外觀演變，進(jìn)而普及關(guān)于廣濟(jì)橋的基礎(chǔ)知識(shí)。但是，1.0版本僅將其作為一個(gè)話題引子，視頻內(nèi)容與引導(dǎo)學(xué)生對(duì)廣濟(jì)橋歷史價(jià)值和特殊結(jié)構(gòu)的理解之間并沒有建立實(shí)質(zhì)性的聯(lián)系，在某種程度上并不能提高學(xué)生的探索興趣，僅僅在于普及知識(shí)。其次，在新課講授環(huán)節(jié)，學(xué)生對(duì)廣濟(jì)橋的歷史背景和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有了初步了解。教師鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行小組討論與交流，雖然吸收了課程改革的理念，給學(xué)生留下了一定的思考空間，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生學(xué)習(xí)自主性的價(jià)值，但是，這個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)僅停留于科學(xué)知識(shí)習(xí)得階段，缺乏真實(shí)的科學(xué)實(shí)踐探究。最后，盡管1.0版本試圖引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，但未解決學(xué)生實(shí)際在思考什么、思考的深度如何以及其與已有知識(shí)的關(guān)聯(lián)是什么等問題。

（二）2.0版本：指向科學(xué)實(shí)踐探究的課程教學(xué)

經(jīng)過對(duì)1.0版本的優(yōu)化升級(jí)，教師展開了第二輪教學(xué)，也就是2.0版本（見表2）。第一，2.0版本保留了1.0版本的閃光點(diǎn)，對(duì)導(dǎo)入視頻的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了豐富完善，引導(dǎo)學(xué)生不僅要關(guān)注廣濟(jì)橋的外觀特點(diǎn)，更要結(jié)合其歷史背景、環(huán)境特征、人文情懷等因素思考其中的設(shè)計(jì)意圖與創(chuàng)新點(diǎn)。教師結(jié)合視頻內(nèi)容，在現(xiàn)場展示廣濟(jì)橋模型，旨在讓學(xué)生獲得更加直觀的體驗(yàn)，進(jìn)而明確探究問題，提出科學(xué)合理的假設(shè)。但不足之處在于，未設(shè)置具體的問題情境，需要在學(xué)生具備一定探究興趣與熱情的前提下才能順利展開實(shí)踐探究。第二，雖優(yōu)化了過程性評(píng)價(jià)，對(duì)探究成果進(jìn)行民主投票，評(píng)價(jià)內(nèi)容從1.0版本的簡單評(píng)價(jià)改為科學(xué)性、相似性、創(chuàng)新性的模型制作與展示等多方面的評(píng)價(jià)，但是評(píng)價(jià)內(nèi)容缺乏對(duì)組內(nèi)學(xué)生不同表現(xiàn)水平、分工任務(wù)以及合作情況等的標(biāo)準(zhǔn)說明，且未有機(jī)融合過程性評(píng)價(jià)、自我評(píng)價(jià)、教師評(píng)價(jià)、同伴互評(píng)等多主體的評(píng)價(jià)。第三，雖然運(yùn)用了廣濟(jì)橋模型對(duì)其結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行抽象和概括，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用模型分析、解釋現(xiàn)象，系統(tǒng)描述了橋體結(jié)構(gòu)、各部分關(guān)系以及變化的過程，有助于鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維，但教師尚未基于課程目標(biāo)和內(nèi)容進(jìn)行價(jià)值情感以及責(zé)任態(tài)度層面的升華。

（三）3.0版本：指向?qū)W生科學(xué)素養(yǎng)的課程教學(xué)

任何科學(xué)實(shí)踐都應(yīng)該遵循完整的邏輯鏈條。科學(xué)領(lǐng)域相關(guān)知識(shí)觀念的認(rèn)識(shí)與掌握是落實(shí)課程目標(biāo)的前提基礎(chǔ)，探究實(shí)踐是學(xué)生形成其他素養(yǎng)的主要途徑[13]。在探究實(shí)踐的支撐下，學(xué)生通過科學(xué)思維內(nèi)化，加深對(duì)科學(xué)觀念的深度理解，最終形成必備的科學(xué)素養(yǎng)。為了解決2.0版本中的不足，教師進(jìn)行第三次課程教學(xué)設(shè)計(jì)，即3.0版本（見表3）。3.0版本落實(shí)了“2022版課標(biāo)”中提出的科學(xué)課程實(shí)施的重點(diǎn)，即關(guān)注“情境創(chuàng)設(shè)與問題提出”“自主探究與合作交流”“總結(jié)反思與應(yīng)用遷移”，將探究和實(shí)踐作為科學(xué)學(xué)習(xí)的主要方式，精心組織，加強(qiáng)監(jiān)控，讓學(xué)生經(jīng)歷有效探究和實(shí)踐過程。“科學(xué)知識(shí)”與“探究實(shí)踐”是科學(xué)教育的“一體兩面”，是教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)都應(yīng)考慮的。“以學(xué)為中心”的科學(xué)課程并非要求從“勞動(dòng)知識(shí)”向“勞動(dòng)實(shí)踐”轉(zhuǎn)變，因?yàn)榭茖W(xué)教育的核心目標(biāo)是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成，但科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成不是空洞的、浮于表面的。科學(xué)知識(shí)與探究實(shí)踐兩者之間不應(yīng)該是誰決定誰的問題，也不是誰為先誰為后的問題，而是在科學(xué)課程中如何統(tǒng)一起來的問題。

（四）三輪迭代后的課程實(shí)施亮點(diǎn)

1.對(duì)古代科技內(nèi)容的挖掘，提升了課程活動(dòng)目標(biāo)的深度

活動(dòng)內(nèi)容是教育的載體，也關(guān)乎活動(dòng)目標(biāo)的達(dá)成。如果教師將活動(dòng)內(nèi)容定位于一般性的傳統(tǒng)文化常識(shí)與工程建造知識(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)只能停留于表淺的識(shí)記和知曉，很難有真正的思考和思維活動(dòng)，更難在情感態(tài)度層面達(dá)成認(rèn)同理解、欣賞自豪等目標(biāo)。3.0版本的教學(xué)對(duì)活動(dòng)內(nèi)容做了更深入的挖掘：廣濟(jì)橋作為中國眾多橋梁代表之一，它的特別之處是什么？這座橋怎樣體現(xiàn)了中國古人搭建橋梁的智慧？如何讓學(xué)生真正理解這種智慧？教師將內(nèi)容的核心定位于廣濟(jì)橋在結(jié)構(gòu)、造型、功能上的獨(dú)到之處，圍繞“橋的結(jié)構(gòu)與功能”這一能夠轉(zhuǎn)化成學(xué)生探究活動(dòng)對(duì)象的重要概念展開教學(xué)，有機(jī)地聯(lián)結(jié)了知識(shí)、過程方法以及情感態(tài)度等不同維度，切實(shí)地提升了課程活動(dòng)目標(biāo)的達(dá)成。

2.契合小學(xué)生的年齡特征和已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)了深度學(xué)習(xí)的發(fā)生

五年級(jí)屬于小學(xué)中高年級(jí)段，學(xué)生具備一定的分析綜合、聯(lián)想想象以及歸納概括的思維能力。教師讓學(xué)生體驗(yàn)工程設(shè)計(jì)的過程、理解古人設(shè)計(jì)廣濟(jì)橋的匠心，有助于其深刻領(lǐng)悟橋梁的科學(xué)之美、藝術(shù)之美。以向韓愈介紹廣濟(jì)橋的歷史發(fā)展和作用價(jià)值為一條線索，將所有教學(xué)環(huán)節(jié)串聯(lián)起來，有助于學(xué)生形成系統(tǒng)完整的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。同時(shí)，韓愈的《鱷魚文》也是學(xué)生在語文課上剛剛學(xué)習(xí)過的內(nèi)容，韓愈是學(xué)生比較熟悉且崇拜的歷史人物，有助于引發(fā)學(xué)生的情感共鳴，激發(fā)其探究熱情。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中有控制感，能夠真正參與到學(xué)習(xí)過程之中。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣被激發(fā)，他們在活動(dòng)中有思考、有情感地流露和表達(dá)，這是深度學(xué)習(xí)發(fā)生的條件，也是深度學(xué)習(xí)發(fā)生的標(biāo)志[14]。

3.有機(jī)的跨學(xué)科關(guān)聯(lián)和多元的教學(xué)方法設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了教與學(xué)的有機(jī)統(tǒng)一

跨學(xué)科不是目的，跨學(xué)科是在教學(xué)過程中自然達(dá)成的結(jié)果。3.0版本中有橋的歷史背景沿革，有自然地理特征和人文情懷，有橋的結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系的科學(xué)探究，也有工程設(shè)計(jì)的迭代思想、工程與技術(shù)的關(guān)系等。同時(shí)，查閱資料、自主探究、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、交流展示等多種方式的教學(xué)設(shè)計(jì)指向?qū)W生的真正參與。學(xué)生對(duì)梁橋、浮橋結(jié)構(gòu)的直接探究深化了對(duì)橋的功能的理解，通過對(duì)比廣濟(jì)橋在古代和現(xiàn)代所起作用的不同，加深學(xué)生對(duì)科學(xué)、技術(shù)、環(huán)境以及社會(huì)之間關(guān)系的認(rèn)識(shí)。

指向?qū)W生科學(xué)素養(yǎng)的科學(xué)課程教學(xué)一定不能“窄化”科學(xué)教育的育人目標(biāo)，也不能將課程教學(xué)的內(nèi)容局限于科學(xué)知識(shí)的一般習(xí)得，更不能為了探究而探究，把學(xué)生的實(shí)踐探究簡化為淺層的動(dòng)手操作和模仿復(fù)刻，而未達(dá)到更深層次的思維和情感層面的發(fā)展。以“科學(xué)素養(yǎng)”為核心的課程教學(xué)，其目標(biāo)定位是學(xué)生通過真實(shí)情境中的探究實(shí)踐，領(lǐng)悟科學(xué)技術(shù)價(jià)值與意義，積極調(diào)動(dòng)已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行思維及動(dòng)手活動(dòng)，促進(jìn)新舊科學(xué)知識(shí)與技能的融會(huì)貫通，手腦心的協(xié)同發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)習(xí)得的“落地”。

三、聚焦提煉：培育學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的課程實(shí)施邏輯

（一）科學(xué)課程實(shí)施的起點(diǎn)：以問題情境為導(dǎo)向，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的發(fā)生

在科學(xué)教學(xué)中，以問題為導(dǎo)向，通過任務(wù)驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)和探究隱含在現(xiàn)象背后的科學(xué)知識(shí)、觀念與思想，以及問題解決的核心策略，是發(fā)展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的起點(diǎn)。以問題為導(dǎo)向，學(xué)生在利用知識(shí)解決問題的過程中，自然內(nèi)化、深化對(duì)知識(shí)的理解，促進(jìn)知識(shí)的遷移與應(yīng)用。3.0版本首先為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了“與韓愈進(jìn)行時(shí)空對(duì)話”的情境，鼓勵(lì)學(xué)生全面收集、整理、分析廣濟(jì)橋的相關(guān)知識(shí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生獲取信息的興趣。同時(shí)，“向韓愈進(jìn)行介紹”的問題任務(wù)無限伸展了該活動(dòng)主題的內(nèi)容上限，學(xué)生可以廣濟(jì)橋本身的歷史演變、結(jié)構(gòu)功能、價(jià)值作用為切入點(diǎn)進(jìn)行探究，還可將主題拔高到工匠精神，工程設(shè)計(jì)的智慧，人與自然、社會(huì)、科技之間的關(guān)系等方面。符合先驗(yàn)知識(shí)的問題情境、層層遞進(jìn)的任務(wù)線索以及真實(shí)可控的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體，自然地掌控主導(dǎo)權(quán)。學(xué)生的每一處好奇、每一次發(fā)問、每一種假設(shè)以及每一輪探究都是真實(shí)自發(fā)的。學(xué)生像“專家”一樣進(jìn)行知識(shí)建構(gòu)、問題解決和反思改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)理解性的、發(fā)展素養(yǎng)的深度學(xué)習(xí)。

（二）科學(xué)課程實(shí)施的依托：深度挖掘教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合多元的教學(xué)方法

在學(xué)校科學(xué)教育中有效地實(shí)施科學(xué)探究，就應(yīng)該有相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容與之匹配。第一，教學(xué)內(nèi)容要激發(fā)學(xué)生的求知欲和理解欲，探究問題要起源于學(xué)生感興趣的、在觀察基礎(chǔ)上的解釋和案例。第二，教學(xué)內(nèi)容要促進(jìn)學(xué)生尊重信息，鼓勵(lì)學(xué)生誠實(shí)對(duì)待數(shù)據(jù)。第三，教學(xué)內(nèi)容要引導(dǎo)學(xué)生考慮科學(xué)調(diào)查中的假設(shè)，支持學(xué)生的懷疑精神。第四，教學(xué)內(nèi)容要觸及學(xué)生的真實(shí)情緒活動(dòng)，從情感態(tài)度層面形成認(rèn)同感。科學(xué)學(xué)習(xí)的內(nèi)容有革新，學(xué)習(xí)的方式也應(yīng)有所不同[15]。

科學(xué)學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生來說是一項(xiàng)復(fù)雜的認(rèn)知活動(dòng)，因此教師需要深入研究學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律，需要以學(xué)生的實(shí)際需求為基礎(chǔ)，關(guān)注學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)是如何影響科學(xué)學(xué)習(xí)的，營造可以推動(dòng)學(xué)生主動(dòng)參與的學(xué)習(xí)環(huán)境，鼓勵(lì)學(xué)生通過探究性、實(shí)踐性和項(xiàng)目式的方法來學(xué)習(xí)科學(xué)，確保學(xué)生有足夠的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐時(shí)間，引導(dǎo)他們進(jìn)行自主探究學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作學(xué)習(xí)，使學(xué)生從被動(dòng)地接受知識(shí)變?yōu)橹鲃?dòng)地思考和探究。此外，教師還應(yīng)該強(qiáng)調(diào)科學(xué)知識(shí)和生活的聯(lián)系，鼓勵(lì)學(xué)生利用所學(xué)來分析和解決實(shí)際生活問題，促進(jìn)其主動(dòng)且有效地學(xué)習(xí)。3.0版本綜合了查閱資料、自主探究、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、交流展示等多種方式的教學(xué)設(shè)計(jì)，指向的是學(xué)生的真正參與。以小組為單位展開的實(shí)驗(yàn)操作學(xué)習(xí)也有利于發(fā)揮小組的群體功能，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)和個(gè)人責(zé)任感。

（三）科學(xué)課程實(shí)施的方式：給予學(xué)生更多掌控感，走向高水平科學(xué)探究

科學(xué)探究是學(xué)生主動(dòng)汲取并運(yùn)用科學(xué)知識(shí)和技能，認(rèn)識(shí)、分析、解決真實(shí)科學(xué)問題的綜合實(shí)踐活動(dòng)。在教學(xué)實(shí)踐中，有些教師將科學(xué)探究教條化、簡單化，認(rèn)為學(xué)生只要經(jīng)歷了科學(xué)探究七階段就是在進(jìn)行探究教學(xué)。施瓦布和赫倫根據(jù)探究問題、過程與方法、結(jié)論三個(gè)因素，將探究分為四種差異顯著的特征水平（見表4）[16]。

在0級(jí)探究活動(dòng)中，教師將探究的問題、解決問題的過程與方法、應(yīng)得出的結(jié)論均預(yù)先確定并呈現(xiàn)給學(xué)生。這種探究活動(dòng)中，學(xué)生可以開展基礎(chǔ)的觀察活動(dòng)，感受特定現(xiàn)象，或加深對(duì)探究過程的理解，或掌握探究技能。在1級(jí)探究活動(dòng)中，教師將探究的問題、解決問題的過程與方法直接提供給學(xué)生，同時(shí)，教師會(huì)給予學(xué)生更多的機(jī)會(huì)，讓他們根據(jù)獲得的證據(jù)自行得出結(jié)論。在2級(jí)探究活動(dòng)中，針對(duì)給定的探究問題，學(xué)生需要自行設(shè)計(jì)探究的過程與方法，并獨(dú)立尋求結(jié)論。這種探究過程賦予學(xué)生更多的自由度，有助于他們探尋合適的研究方法、收集相關(guān)研究數(shù)據(jù)并得出相應(yīng)的結(jié)論。在3級(jí)探究活動(dòng)中，探究的問題、解決問題的過程與方法以及探究的結(jié)論均是未知的，因此，學(xué)生需要在這樣的探究活動(dòng)中自主提出問題，并基于他們所掌握的知識(shí)與技能，獨(dú)立設(shè)計(jì)探究的過程與方法，并得出結(jié)論。

2.0版本中的實(shí)踐探究是一個(gè)較低層級(jí)的科學(xué)探究，探究問題由教師拋出，過程及方法由教師事先進(jìn)行示范展示，其結(jié)論的評(píng)價(jià)也需由教師進(jìn)行判定且僅存在一套標(biāo)準(zhǔn)答案。3.0版本的探究問題雖然是教師引導(dǎo)學(xué)生提出的，但也給予了學(xué)生充分的自主感和控制感，學(xué)生小組可從自己感興趣的角度切入，自行探索操作廣濟(jì)橋的模型工具，同時(shí)輔以學(xué)習(xí)任務(wù)單，幫助學(xué)生在前后貫通的思維脈絡(luò)中進(jìn)行體驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)和探究，最終生成各小組的探究性結(jié)論，這是一種介于2級(jí)和3級(jí)之間的科學(xué)探究。

（四）科學(xué)課程實(shí)施的歸宿：減少不必要的知識(shí)記憶環(huán)節(jié)，以啟迪思維為核心

科學(xué)思維主要體現(xiàn)在科學(xué)推理、科學(xué)論證、批判性思維、創(chuàng)造性思維、模型建構(gòu)與用模型來認(rèn)知等方面，是人們在科學(xué)研究活動(dòng)中總結(jié)出來的認(rèn)識(shí)方式[17]。美國心理學(xué)家斯金納曾說過：“教育無非是將一切已學(xué)過的東西都遺忘掉的時(shí)候所剩下來的東西。”對(duì)科學(xué)教育來說，這種剩下來的東西就是科學(xué)的思維方式、思想與方法、態(tài)度與精神、價(jià)值取向等。一個(gè)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)高低，不僅僅與他掌握科學(xué)知識(shí)的量有關(guān)，更取決于他的科學(xué)思維方式[18]。

科學(xué)思維是存在于科學(xué)知識(shí)習(xí)得和科學(xué)實(shí)踐探究過程中的隱性元素，可它又是科學(xué)素養(yǎng)的核心體現(xiàn)。科學(xué)教育應(yīng)該著重培養(yǎng)學(xué)生的思維，創(chuàng)設(shè)一個(gè)最佳環(huán)境來推動(dòng)學(xué)生的思維發(fā)展，并讓學(xué)生在習(xí)得科學(xué)知識(shí)的同時(shí)也能體驗(yàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)、探究、創(chuàng)造及應(yīng)用的過程，真正實(shí)現(xiàn)科學(xué)素養(yǎng)的全面提升。在3.0版本的教學(xué)中，教師并未致力于給學(xué)生“植入”大量事實(shí)性知識(shí)和技巧，而是鼓勵(lì)學(xué)生大膽設(shè)想，并通過實(shí)踐收集證據(jù)，驗(yàn)證假設(shè)并分享他們的發(fā)現(xiàn)與感受。即使相關(guān)課程已經(jīng)結(jié)束，學(xué)生此后對(duì)課堂中事實(shí)性知識(shí)的記憶程度有所下滑，但他們的科學(xué)思維已被“啟迪”，如此，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)便貫穿課程實(shí)施的始終。

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責(zé)任編輯：殷偉

收稿日期：2023-09-19

作者簡介：涂畫，北京師范大學(xué)教育學(xué)部，主要研究方向?yàn)橹行W(xué)科學(xué)教育、課程與教學(xué)論。