大象版小學(xué)《科學(xué)》教材的編寫思路

根據(jù)2022年版科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)編寫的新版大象版小學(xué)《科學(xué)》教材從2024年秋季學(xué)期起陸續(xù)投入使用。課程標(biāo)準(zhǔn)有不少重要的改變，如課程目標(biāo)對核心素養(yǎng)的強調(diào)，課程內(nèi)容對核心概念的強調(diào)，以探究實踐迭代科學(xué)探究來強調(diào)技術(shù)與工程實踐在科學(xué)學(xué)習(xí)中的重要作用等。因此，新版的大象版小學(xué)《科學(xué)》教材也采用了一系列新的編寫思路，主要表現(xiàn)為以下幾個方面。

一、以課程標(biāo)準(zhǔn)為綱落實核心素養(yǎng)

課程標(biāo)準(zhǔn)要求教材編寫要覆蓋課程標(biāo)準(zhǔn)的所有內(nèi)容，包括課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的核心概念及其學(xué)習(xí)內(nèi)容，要反映不同學(xué)段的內(nèi)容要求，同時要完成核心素養(yǎng)各維度的學(xué)段目標(biāo)，落實學(xué)生必做探究實踐活動；還要求教材要基于核心概念的學(xué)習(xí)落實核心素養(yǎng)的相關(guān)學(xué)業(yè)要求，最終全面達成學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。因此，通過落實課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，以全面提高學(xué)生科學(xué)課程核心素養(yǎng)并促進他們核心素養(yǎng)的發(fā)展，是大象版小學(xué)《科學(xué)》教材編寫的基本原則和思路之一。

科學(xué)課程核心素養(yǎng)是中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)在科學(xué)課程培養(yǎng)目標(biāo)中的集中體現(xiàn)?？茖W(xué)課程核心素養(yǎng)是學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)課程的過程中，逐步形成的適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展所需要的正確價值觀、必備品格和關(guān)鍵能力，是科學(xué)課程育人價值的集中體現(xiàn)。課程標(biāo)準(zhǔn)將科學(xué)課程核心素養(yǎng)劃分為科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實踐、態(tài)度責(zé)任等四個維度，要求科學(xué)課程幫助學(xué)生了解物質(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)域的一些常見基礎(chǔ)知識，初步形成基本的科學(xué)觀念，以科學(xué)思維能力、科學(xué)探究能力和技術(shù)與工程實踐能力、科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任的培養(yǎng)為重點，促進他們學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力的發(fā)展，形成清晰和精準(zhǔn)的科學(xué)課程目標(biāo)。

該套教材的編寫堅持以全面落實課程標(biāo)準(zhǔn)在小學(xué)階段的所有內(nèi)容和要求為基本原則，以全面培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為根本目標(biāo)。教材基于不同的內(nèi)容要求設(shè)計一系列探究學(xué)習(xí)活動和技術(shù)與工程實踐活動，以真實的情境引發(fā)學(xué)生提出要探究的科學(xué)問題和要完成的技術(shù)與工程任務(wù)，以問題和任務(wù)驅(qū)動他們的探究和實踐，使他們在尋求答案和完成任務(wù)的過程中獲取科學(xué)知識、理解科學(xué)本質(zhì)、建立科學(xué)觀念。同時培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力、探究實踐能力和自主學(xué)習(xí)能力，幫助他們理解科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境的關(guān)系，形成基本的科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任感，從而達到全面提升核心素養(yǎng)的目的。

二、以學(xué)科核心概念組織學(xué)習(xí)內(nèi)容

每個學(xué)科領(lǐng)域都有一套由核心概念、具體概念和事實知識構(gòu)成的完整的概念體系，它們之間是有結(jié)構(gòu)、層次和系統(tǒng)性的。其中學(xué)科核心概念是對學(xué)科具體概念的抽象和概括，學(xué)科具體概念又與具體的事實知識之間有著密切聯(lián)系。因此，學(xué)科核心概念是貫穿整個學(xué)科的很重要的事實內(nèi)容的抽象提煉，指向?qū)W科的本質(zhì)思想方法和獨特性，反映了一種提綱挈領(lǐng)式的學(xué)科認(rèn)知觀，把握學(xué)科核心概念會為與這個學(xué)科相關(guān)的問題提供基本的解決思路。也就是說，概念是從現(xiàn)象、事實中抽象出來的理性知識，是學(xué)科理論建構(gòu)的基本材料和構(gòu)成元素。而核心概念則是概念的更高層級，體現(xiàn)了學(xué)科的核心知識和核心思想。挖掘科學(xué)核心概念，可以發(fā)展學(xué)生超越事實的抽象思維能力，幫助他們清晰地識別、闡述深層知識的核心思想，促進他們思想與感覺、觀念與實體的統(tǒng)一，有助于他們將學(xué)習(xí)結(jié)果最終內(nèi)化于個體，不斷將學(xué)習(xí)過程引向更深、更有意義的方向。通過核心概念將教學(xué)內(nèi)容進行結(jié)構(gòu)化的梳理，對學(xué)生形成結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化的知識具有重要作用。

課程標(biāo)準(zhǔn)為科學(xué)課程設(shè)置了13個學(xué)科核心概念，將每個學(xué)科核心概念分解成若干學(xué)習(xí)內(nèi)容，根據(jù)學(xué)段目標(biāo)、學(xué)生特點以及學(xué)科核心概念的本質(zhì)特征，由淺入深、由表及里、由現(xiàn)象到本質(zhì)地提出每個學(xué)段的內(nèi)容要求、學(xué)業(yè)要求、教學(xué)策略建議和學(xué)習(xí)活動建議。這些以核心概念建構(gòu)起來的螺旋上升的目標(biāo)體系是學(xué)生在義務(wù)教育階段應(yīng)該掌握的科學(xué)課程的核心內(nèi)容。課程標(biāo)準(zhǔn)同時要求學(xué)生通過對學(xué)科核心概念的學(xué)習(xí)，理解物質(zhì)與能量、結(jié)構(gòu)與功能、系統(tǒng)與模型、穩(wěn)定與變化4個跨學(xué)科概念，并且將科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實踐、態(tài)度責(zé)任等核心素養(yǎng)的培養(yǎng)有機融入學(xué)科核心概念的學(xué)習(xí)過程中。

因此，以核心概念組織學(xué)習(xí)內(nèi)容是教材編寫科學(xué)、合理、可行的方式，不僅可以覆蓋課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的核心概念和學(xué)習(xí)內(nèi)容，反映不同學(xué)段的內(nèi)容要求，結(jié)合相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容完成學(xué)生必做探究實踐活動，還能更好地突出核心概念的理解應(yīng)用。教材可以貼近學(xué)生的生活實際，創(chuàng)設(shè)真實的教學(xué)情境，精心設(shè)計與核心概念的建構(gòu)相匹配的學(xué)習(xí)活動，引導(dǎo)他們通過探究和實踐學(xué)習(xí)科學(xué)，增強他們對學(xué)科核心概念和跨學(xué)科概念的認(rèn)識與理解。同時，技術(shù)與工程實踐活動還可以讓學(xué)生綜合運用學(xué)科核心概念和跨學(xué)科概念，通過動手動腦，解決真實情境中的實際問題。

圍繞核心概念組織教材，還能強化知識間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，促進知識的結(jié)構(gòu)化，避免以零碎的、片段式的知識來安排教材內(nèi)容，做到統(tǒng)籌安排在整套教材中體現(xiàn)13個核心概念的進階關(guān)系，強化學(xué)段教學(xué)內(nèi)容安排的序列化和遞進性，體現(xiàn)4個跨學(xué)科核心概念。按照學(xué)業(yè)要求安排教材內(nèi)容，可以使教材內(nèi)容的難易程度與學(xué)生的學(xué)業(yè)水平要求匹配。

以核心概念組織學(xué)習(xí)內(nèi)容是該套教材最基本的編寫思路，即根據(jù)學(xué)生的知識基礎(chǔ)和認(rèn)知水平，結(jié)合他們的生活實際，基于核心概念的學(xué)習(xí)內(nèi)容在本學(xué)段的若干條相關(guān)的內(nèi)容要求，面向核心素養(yǎng)的某些具體目標(biāo)設(shè)計適當(dāng)?shù)奶骄繉嵺`活動，通過探究實踐活動的實施，在完成課程相關(guān)內(nèi)容要求的同時，完成課程在核心素養(yǎng)的某個或某幾個具體目標(biāo)的培養(yǎng)。每個學(xué)段通過有結(jié)構(gòu)、有組織的一系列探究實踐活動的實施，可以讓學(xué)生完成本學(xué)段所有學(xué)習(xí)內(nèi)容，并且達成科學(xué)素養(yǎng)四個維度的學(xué)段目標(biāo)。通過三個學(xué)段的學(xué)習(xí)，最終完成小學(xué)階段的全部課程內(nèi)容和核心素養(yǎng)目標(biāo)。

三、以探究實踐活動主導(dǎo)學(xué)習(xí)方式

2022年版課程方案在基本原則部分明確要求，義務(wù)教育課程要變革育人方式，突出實踐，要加強課程與生產(chǎn)勞動、社會實踐的結(jié)合，充分發(fā)揮實踐的獨特育人功能，要突出學(xué)科思想方法和探究方式的學(xué)習(xí)，加強知行合一、學(xué)思結(jié)合，倡導(dǎo)“做中學(xué)”“用中學(xué)”“創(chuàng)中學(xué)”，優(yōu)化綜合實踐活動實施方式與路徑，推進工程與技術(shù)實踐。因此，2022年版的各科課程標(biāo)準(zhǔn)都將實踐置于重要地位。

探究實踐活動在科學(xué)課程中尤其具有重要地位。為突出核心概念的理解應(yīng)用，課程標(biāo)準(zhǔn)要求教材編寫要精心設(shè)計與核心概念相匹配的學(xué)習(xí)活動，引導(dǎo)學(xué)生通過探究和實踐學(xué)習(xí)科學(xué)，增強對學(xué)科核心概念和跨學(xué)科概念的認(rèn)識與理解。技術(shù)與工程實踐活動，要以學(xué)生的知識經(jīng)驗、思維水平和動手能力為基礎(chǔ)，讓他們綜合運用學(xué)科核心概念和跨學(xué)科概念，通過動手動腦，解決真實情境中的實際問題。課程標(biāo)準(zhǔn)還要求教材在活動設(shè)計上要體現(xiàn)實踐性，注重學(xué)思結(jié)合、知行合一。

探究實踐活動是學(xué)生理解核心概念、建立科學(xué)觀念的基礎(chǔ)，也是學(xué)以致用、解決實際問題的途徑。同時，以探究實踐主導(dǎo)學(xué)習(xí)方式，還有利于體現(xiàn)科學(xué)課程的綜合性。在科學(xué)課程的學(xué)習(xí)中，理解自然現(xiàn)象、解決實際問題，需要綜合運用不同領(lǐng)域的方法。課程標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容也體現(xiàn)了各個領(lǐng)域之間的綜合、各核心概念之間的綜合，強調(diào)知識的相互滲透和聯(lián)系，注重自然世界的整體性，強調(diào)發(fā)揮不同領(lǐng)域知識的教育功能和思維培養(yǎng)功能?！爸R為本”的課程設(shè)計偏離甚至脫離了生活邏輯，要培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的一代新人，課程必須貼近現(xiàn)實生活，反映和體現(xiàn)生活邏輯，引領(lǐng)學(xué)生關(guān)注并走進現(xiàn)實世界，培養(yǎng)他們面對真實情境解決現(xiàn)實問題的能力。而探究實踐活動正是聯(lián)系知識和生活的“橋梁”。

就科學(xué)課程核心素養(yǎng)的四個維度來說，核心概念是科學(xué)觀念素養(yǎng)的重要組成部分，代表著科學(xué)課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容，科學(xué)思維是科學(xué)課程學(xué)習(xí)的工具，探究實踐是科學(xué)課程學(xué)習(xí)的活動，態(tài)度責(zé)任是科學(xué)課程學(xué)習(xí)的品格，所以核心素養(yǎng)各維度之間是相互關(guān)聯(lián)、相互影響的，缺少任何一項學(xué)生都不可能完成科學(xué)課程的學(xué)習(xí)。

正因為探究實踐是科學(xué)課程學(xué)習(xí)的主要形式，決定了探究實踐既是科學(xué)課程的課程目標(biāo)，也是達成全部課程目標(biāo)的主要途徑。就科學(xué)觀念和探究實踐的關(guān)系來說，科學(xué)觀念是進行科學(xué)探究和技術(shù)與工程實踐的理論基礎(chǔ)，而探究實踐又是建構(gòu)新的科學(xué)知識和形成科學(xué)觀念的重要渠道。就科學(xué)思維與探究實踐的關(guān)系來說，沒有基本的科學(xué)思維能力，學(xué)生就無法設(shè)計、完成探究實踐活動，而探究實踐活動又為培養(yǎng)他們科學(xué)思維能力提供了扎實的基礎(chǔ)，脫離探究實踐活動來培養(yǎng)科學(xué)思維能力通常收效甚微。就態(tài)度責(zé)任與探究實踐的關(guān)系來說，學(xué)生只有具備了基本的科學(xué)態(tài)度才能更好地完成探究實踐活動，只有具備了基本的社會責(zé)任感才真正有動力去完成有現(xiàn)實意義的技術(shù)與工程實踐活動；探究實踐也為培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任感提供了契機，脫離了具體探究實踐活動的態(tài)度責(zé)任的培養(yǎng)無疑會成為空洞的說教。

該套教材的編寫以探究實踐活動主導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，充分重視和發(fā)揮探究實踐活動對他們掌握科學(xué)知識、形成科學(xué)觀念的重要作用，以及技術(shù)與工程實踐活動對培養(yǎng)他們將科學(xué)知識應(yīng)用于實踐來解決實際問題并在實踐中檢驗和發(fā)展科學(xué)知識的重要意義。

該套教材主要設(shè)計了科學(xué)探究課和技術(shù)與工程實踐課兩種類型，同時將啟發(fā)式、互動式、體驗式等教學(xué)方式有機整合到這兩類課型中。對于科學(xué)探究課，每課設(shè)置了情境引入、問題與猜想（3～6年級為問題與假設(shè)）、探究與結(jié)論、反思與評價、應(yīng)用與遷移幾個教學(xué)環(huán)節(jié)，創(chuàng)設(shè)貼近學(xué)生生活的問題情境，引發(fā)認(rèn)知沖突和認(rèn)知動機，提出可探究的科學(xué)問題，以科學(xué)問題驅(qū)動科學(xué)探究活動，通過探究得出結(jié)論，從而建構(gòu)科學(xué)概念，學(xué)習(xí)科學(xué)方法，訓(xùn)練科學(xué)思維能力，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任感，達到提高科學(xué)素養(yǎng)的目標(biāo)。同時，在應(yīng)用與遷移環(huán)節(jié)繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生將該課學(xué)習(xí)的科學(xué)方法、思維方法和獲得的探究結(jié)論應(yīng)用于解決新的實際問題，同時達到檢驗和發(fā)展探究結(jié)論的目的。

對于技術(shù)與工程實踐課，該套教材設(shè)計了情境引入、任務(wù)與要求、設(shè)計與制作、展示與評價、應(yīng)用與遷移等教學(xué)環(huán)節(jié)。在情境引入環(huán)節(jié)根據(jù)學(xué)生的知識經(jīng)驗、認(rèn)知水平和進階要求，有針對性地設(shè)計技術(shù)與工程任務(wù)，引導(dǎo)他們利用已有的知識和限制條件進行設(shè)計與制作，在設(shè)計與制作的過程中培養(yǎng)他們的實踐能力、科學(xué)思維能力和自主學(xué)習(xí)能力等。教材注重前置評價標(biāo)準(zhǔn)，讓學(xué)生在設(shè)計和制作之前明確目標(biāo)和衡量標(biāo)準(zhǔn)，在活動中能夠參照評價標(biāo)準(zhǔn)進行自我監(jiān)控和自我評價，逐步養(yǎng)成自我管理和自我調(diào)節(jié)的良好習(xí)慣。

為了凸顯實踐在科學(xué)課程中的地位和作用，每冊教材基本上都設(shè)計了單獨的技術(shù)與工程實踐課，多數(shù)分冊還設(shè)計了單獨的技術(shù)與工程實踐單元，在一些科學(xué)探究課中，還在不同的教學(xué)環(huán)節(jié)（情境引入、探究與結(jié)論、應(yīng)用與遷移等）設(shè)計有技術(shù)與工程實踐活動，以強化科學(xué)學(xué)習(xí)與生活實際和社會實踐的關(guān)系。

另外，教材還在每個單元的最后設(shè)置了“實踐與檢測”欄目，以與該單元探究結(jié)論相關(guān)的、貼近學(xué)生生活的探究與實踐任務(wù)，檢測他們對該單元相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握程度，以及將該單元學(xué)習(xí)內(nèi)容應(yīng)用于解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題的能力。

四、以核心素養(yǎng)和認(rèn)識發(fā)展編織教材主線

課程標(biāo)準(zhǔn)要求教材的內(nèi)容編排應(yīng)具有整體性和邏輯性，要結(jié)構(gòu)合理、詳略得當(dāng)、符合邏輯。注重單元之間、冊次之間、學(xué)段之間的銜接，體現(xiàn)核心概念及其進階，促進學(xué)生形成對所學(xué)內(nèi)容的完整認(rèn)識。

教材的編寫主線是教材整體性和邏輯性的主要表現(xiàn)，也是教材編寫思路的主要體現(xiàn)。該套教材采用了以學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展為經(jīng)線、以認(rèn)識發(fā)展為緯線的雙主線邏輯結(jié)構(gòu)，巧妙地將課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的核心素養(yǎng)四個維度的學(xué)段目標(biāo)、核心概念在各學(xué)段的內(nèi)容要求及其學(xué)業(yè)要求與學(xué)生的心理發(fā)展特征和認(rèn)識發(fā)展過程結(jié)合起來，實現(xiàn)了教材單元之間、冊次之間、學(xué)段之間的順利銜接，也確保教材設(shè)計更符合他們的心理發(fā)展特征，更貼近其認(rèn)識發(fā)展過程。

事實上，課程標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)基于每個核心概念相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容的內(nèi)在邏輯和學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平，將科學(xué)課程13個核心概念相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容的內(nèi)容要求劃分到1～2年級、3～4年級、5～6年級、7～9年級4個學(xué)段的學(xué)習(xí)中，并且基于這些內(nèi)容要求對培養(yǎng)核心素養(yǎng)的意義從核心素養(yǎng)的四個維度提出了每個核心概念在每個學(xué)段的核心素養(yǎng)學(xué)業(yè)要求，因此，教材編寫只要按照課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，以核心概念組織學(xué)習(xí)內(nèi)容，分學(xué)段達到每個學(xué)段的內(nèi)容要求，并落實核心素養(yǎng)四個維度在每個學(xué)段的學(xué)業(yè)要求，自然就形成了教材編寫從低年級到高年級縱向發(fā)展的核心素養(yǎng)主線。

這種縱向發(fā)展的核心素養(yǎng)主線有利于實現(xiàn)學(xué)科知識內(nèi)在邏輯與學(xué)生認(rèn)知邏輯的統(tǒng)一。核心素養(yǎng)編寫主線采用基于核心概念的學(xué)習(xí)進階引導(dǎo)核心素養(yǎng)發(fā)展的編寫方式，基于各學(xué)段學(xué)習(xí)內(nèi)容和內(nèi)容要求有計劃、有步驟地設(shè)計貼近學(xué)生生活實際的問題情境，引導(dǎo)他們帶著興趣觀察自然界的事物和現(xiàn)象，在“觀察和實驗—交流與分析—形成結(jié)論”的過程中進行科學(xué)課程的學(xué)習(xí)，從而逐步達成各學(xué)段的課程目標(biāo)。因此，核心素養(yǎng)編寫主線有利于從學(xué)生觀察世界的角度，以自主學(xué)習(xí)活動的方式來呈現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容；有利于以學(xué)生已有的生活經(jīng)驗和知識基礎(chǔ)為起點，從認(rèn)識熟悉的具體事物的外在特征開始，逐步認(rèn)識事物的本質(zhì)屬性，進而認(rèn)識較為抽象的概念、規(guī)律和原理；有利于體現(xiàn)教師指導(dǎo)和學(xué)生自主學(xué)習(xí)的不同層次，實現(xiàn)從教師指導(dǎo)逐步過渡到學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

課程標(biāo)準(zhǔn)對核心素養(yǎng)各維度學(xué)段目標(biāo)的劃分，對核心概念及其學(xué)習(xí)內(nèi)容在不同學(xué)段的內(nèi)容要求以及相應(yīng)的學(xué)業(yè)要求的刻畫，對不同學(xué)校的教學(xué)活動建議，對核心素養(yǎng)各維度的學(xué)段特征的描述，對不同學(xué)段學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定等，都為教材以學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展為主線組織課程內(nèi)容提供了堅實的理論基礎(chǔ)和具體可行的操作指南。

例如，1～2年級科學(xué)觀念的學(xué)段特征是“知道自然界的事物有一定的外在特征，能在教師指導(dǎo)下，觀察和描述日常生活中的常見現(xiàn)象”。3～4年級是“知道自然現(xiàn)象是有規(guī)律的，能在教師引導(dǎo)下，使用所學(xué)的科學(xué)知識描述并解釋常見現(xiàn)象的外在特征”。5～6年級是“知道自然規(guī)律是可以被認(rèn)識的，能利用所學(xué)知識描述現(xiàn)象的變化過程，并初步解釋現(xiàn)象發(fā)生的原因；能利用所學(xué)知識解決簡單的科學(xué)問題”。這分別體現(xiàn)了三個學(xué)段科學(xué)知識的事實性知識、規(guī)律性知識、原理性知識的特征，對科學(xué)知識的這三個層次的劃分也有利于區(qū)分和把握學(xué)生在三個學(xué)段對科學(xué)知識的認(rèn)知目標(biāo)和認(rèn)知模式。

對于科學(xué)思維，參考發(fā)展心理學(xué)的觀點，小學(xué)入學(xué)之后處于具體形象思維階段，然后進入從具體形象思維向抽象邏輯思維的過渡階段，到高年級逐漸進入經(jīng)驗型為主的抽象邏輯思維階段。其中小學(xué)四年級前后處于具體形象思維向抽象邏輯思維轉(zhuǎn)化、飛躍的時期。也就是四年級前以具體形象思維為主要形式，四年級后則以抽象邏輯思維為主要形式。

從課程標(biāo)準(zhǔn)對各學(xué)段科學(xué)思維方法的要求看，1～2年級側(cè)重于觀察、描述事物的構(gòu)成要素和外在特征，根據(jù)外在特征對事物進行比較和分類；3～4年級側(cè)重于觀察、描述事物的構(gòu)成要素及各要素之間的關(guān)系，分析事物和事物之間的關(guān)系、特征、結(jié)構(gòu)，根據(jù)本質(zhì)特征對事物進行比較和分類，基于功能相似性對事物進行類比，利用控制變量方法設(shè)計簡單實驗，歸納概括，利用模型解釋自然現(xiàn)象等；5～6年級則需要綜合運用分析、比較、抽象、概括等方法研究事物的本質(zhì)特征、要素之間的關(guān)系，分析控制變量實驗中的變量關(guān)系，利用模型解釋事物和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、關(guān)系、過程、循環(huán)等，能夠進行歸納推理與演繹推理等。將這些科學(xué)思維方法概括為各個學(xué)段的學(xué)段特征，也可以看出1～2年級以具體形象思維為主要特征，3～4年級具有具體形象思維、抽象邏輯思維的特征，5～6年級則以抽象邏輯思維為主要特征。

從課程標(biāo)準(zhǔn)對科學(xué)思維的學(xué)段特征的描述看，1～2年級偏重于“具體現(xiàn)象和事物”“觀點與事實”“事物的外在特征”等，具有具體形象思維的特征；3～4年級偏重于“現(xiàn)象與事物的結(jié)構(gòu)”“要素之間的關(guān)系”等，處于從具體形象思維向抽象邏輯思維過渡的階段；5～6年級偏重于“分析解釋簡單模型所涉及的各個要素及結(jié)構(gòu)”“利用分析、比較、歸納、演繹等方法”“能基于所學(xué)的科學(xué)原理提出有一定新穎性和合理性的觀點”等，具有抽象邏輯思維的特征。

課程標(biāo)準(zhǔn)對于科學(xué)探究方法的要求，1～2年級側(cè)重于觀察、描述、比較、分類等，3～4年級逐漸過渡到實驗、測量、中長期觀察、調(diào)查、比較、分類、分析、歸納概括、解釋等，5～6年級則逐步提高到實驗、調(diào)查、分析、綜合、抽象、概括、推理、論證、解釋等，也體現(xiàn)了學(xué)生的思維從具體形象思維逐步過渡到抽象邏輯思維的發(fā)展趨勢。

在科學(xué)態(tài)度中的探究興趣方面，課程標(biāo)準(zhǔn)將1～2年級的學(xué)段特征概括為“直覺興趣”，將3～4年級的學(xué)段特征概括為“操作興趣”，5～6年級的學(xué)段特征概括為“因果興趣”，顯然這也符合學(xué)生的思維從具體形象思維向抽象邏輯思維過渡的總體趨勢。實事求是、追求創(chuàng)新、合作分享等方面的學(xué)段特征也同樣體現(xiàn)了學(xué)生思維發(fā)展的這一趨勢。

在社會責(zé)任方面，1～2年級以科學(xué)技術(shù)給人類生活帶來的便利為主，側(cè)重于直觀感受，需要的思維方式也是以具體形象思維為主；3～4年級側(cè)重于科學(xué)技術(shù)對人類生活方式和生產(chǎn)方式的影響；5～6年級側(cè)重于科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境之間的相互影響，需要一定的抽象邏輯思維方式，思維方式從具體形象思維向抽象邏輯思維轉(zhuǎn)化。

因此，將核心概念在不同學(xué)段的科學(xué)知識的特征、核心素養(yǎng)在不同學(xué)段的學(xué)段特征及學(xué)業(yè)要求與學(xué)生在不同年齡段的心理特征和思維特征等進行比較，可以看出它們之間有著內(nèi)在的、必然的聯(lián)系，這也是科學(xué)課程目標(biāo)體系設(shè)計的合理性以及教材編寫以核心素養(yǎng)發(fā)展為主線的可行性的基礎(chǔ)。

另外，從辯證唯物主義認(rèn)識論、認(rèn)知心理學(xué)、邏輯學(xué)等相關(guān)學(xué)科的角度看，認(rèn)識的發(fā)展過程是在實踐中從感性認(rèn)識（感覺、知覺、表象）上升到理性認(rèn)識（概念、判斷、推理）、再從理性認(rèn)識回到理論指導(dǎo)實踐并得到檢驗發(fā)展的過程，這也和兒童發(fā)展心理學(xué)關(guān)于兒童的思維方式從形象思維到抽象思維過渡的規(guī)律相一致。

為了進一步細(xì)化核心素養(yǎng)在每個學(xué)段第一冊教材的進階關(guān)系，該套教材基于對課程標(biāo)準(zhǔn)中的核心素養(yǎng)的學(xué)段目標(biāo)、核心概念及其學(xué)習(xí)內(nèi)容在不同學(xué)段的內(nèi)容要求以及相應(yīng)的學(xué)業(yè)要求和教學(xué)活動建議、核心素養(yǎng)的學(xué)段特征、不同學(xué)段的學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的分析，將核心素養(yǎng)編寫主線結(jié)合發(fā)展心理學(xué)關(guān)于兒童思維在小學(xué)階段從具體形象思維到抽象邏輯思維轉(zhuǎn)化的理論，認(rèn)識發(fā)展從感性認(rèn)識到理性認(rèn)識的一般過程，包括心理學(xué)中關(guān)于感覺、知覺、表象等認(rèn)識產(chǎn)生的理論，邏輯學(xué)中關(guān)于概念、判斷、推理的認(rèn)識方法和過程，以及邏輯實證主義、證偽主義、科學(xué)知識社會學(xué)、科學(xué)實踐哲學(xué)等科學(xué)哲學(xué)流派關(guān)于科學(xué)認(rèn)識發(fā)展過程的一般理論，為每冊教材設(shè)定了一個認(rèn)識發(fā)展要項，從一年級上冊到六年級下冊依次是：感官與觀察、工具與觀察、特征與分類、影響與聯(lián)系、觀測與共性、抽象與概念、現(xiàn)象與規(guī)律、變量與判斷、歸納與建模、解釋與應(yīng)用、演繹與檢驗、批判與論證。

在每冊的教材中，通過若干單元有計劃、有組織地從不同側(cè)面和角度對該冊的認(rèn)識發(fā)展要項及其科學(xué)思維方法和科學(xué)探究方法進行有側(cè)重地培養(yǎng)和訓(xùn)練，形成該套教材編寫橫向的認(rèn)識發(fā)展主線?？v向的核心素養(yǎng)主線和橫向的認(rèn)識發(fā)展主線相互交織，形成該套教材核心素養(yǎng)和認(rèn)識發(fā)展雙主線結(jié)構(gòu)。

編寫組認(rèn)為，采用核心素養(yǎng)和認(rèn)識發(fā)展雙主線結(jié)構(gòu)能更好體現(xiàn)和完成課程目標(biāo)的進階體系，也更符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平和認(rèn)識發(fā)展過程。具體來說，課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的小學(xué)科學(xué)課程目標(biāo)體系的學(xué)段劃分符合兒童認(rèn)知從具體形象思維到抽象邏輯思維發(fā)展的規(guī)律，也符合認(rèn)識從感性認(rèn)識到理性認(rèn)識發(fā)展的一般過程。因此，編寫組將具體形象思維和感性認(rèn)識的培養(yǎng)設(shè)定為1～2年級教材的主要目標(biāo)，將形象抽象思維和理性認(rèn)識的初級階段包括概念、判斷等思維形式的培養(yǎng)設(shè)定為3～4年級的主要目標(biāo)，將以經(jīng)驗型為主的抽象邏輯思維和理性認(rèn)識中的推理能力以及綜合運用推理和事實證據(jù)進行科學(xué)論證的能力的培養(yǎng)設(shè)定為5～6年級的主要目標(biāo)。對于每個學(xué)段，再結(jié)合核心概念本身的內(nèi)在發(fā)展規(guī)律和兒童認(rèn)識發(fā)展的規(guī)律，將課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各學(xué)段的課程目標(biāo)層層遞進地分配到該學(xué)段的四冊教材中，同時，為每冊教材設(shè)定一個認(rèn)識發(fā)展要項進行有目的、有側(cè)重地培養(yǎng)和訓(xùn)練。每冊的教材按照大單元的形式組織教學(xué)內(nèi)容，并且為每個單元設(shè)定一個認(rèn)識發(fā)展單元目標(biāo)，每個單元在完成相應(yīng)的課程目標(biāo)的同時，從不同層次、不同角度對該冊的認(rèn)識發(fā)展要項進行有目的地訓(xùn)練，完成認(rèn)識發(fā)展單元目標(biāo)的培養(yǎng)。

因此，對于整套教材來說，從低年級到高年級發(fā)展的核心素養(yǎng)的培養(yǎng)形成了教材培養(yǎng)體系縱向的經(jīng)線；對于每冊教材來說，認(rèn)識發(fā)展要項的培養(yǎng)和達成過程就像編織教材培養(yǎng)體系橫向的緯線。核心素養(yǎng)經(jīng)線和認(rèn)識發(fā)展緯線相互交織，形成教材嚴(yán)密的、系統(tǒng)的編寫體系。

（執(zhí)筆：宋金榜）