深化实践育人：义务教育科学 课程标准的主要特征与实施建议

齐家新

[摘要] 2022年4月《义务教育科学课程标准（2022年版）》正式颁布，标志着我国义务教育阶段科学学科核心素养时代的正式来临。通过研读和比较新旧版科学课程标准，发现新版科学课程标准统整了学科核心概念和跨学科核心概念，强调课程的综合性;优化了不同学段的衔接，注重课程进阶性;在课程内容描述和实施层面紧密联系生活实际，强化课程实践性。研究综合提炼新课标呈现的综合性、进阶性和实践性特征，并提出未来新课标落地的实施建议，即注重横向综合，把打碎的拼回去;实现纵向进阶，把断开的连起来;着力竖向实践，把输入的输出去等。

[关键词] 科学课标解读;课程组织;科学实践;实施建议

课程标准是课程的基本纲领性文件，对教材、教学和评价具有重要指导意义。作为基础教育阶段科学课程改革的纲领性文件，2022年4月新颁布的《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）引领下一阶段我国科学教育的发展方向，是开展设计、实施和评价科学课程最重要的依据。[1]但是，从课程标准到课程設计和课堂教学还有很长的路要走，正如美国科学教育标准制定委员会的《新一代科学教育标准》中所言“是标准而不是课程”。[2]因此，有必要从一线科学教师的视角出发，深挖教学层面的痛点，对比研究新旧课标的变化，解读新版科学课程标准的理念和要求，以期指导课程设计、校准课堂实施、深化实践育人。

一、新课标修订的背景意义

（一）继承中创新的历史沿革背景

自2000年第八次课程改革以来，义务教育科学课程标准经历了四轮修订，每一轮修订的背景都不同。世纪之交，我国基础教育中原有的科学课程“自然”已不能满足和适应时代发展的基本需要。国际教育改革中将科学教育变革作为提升未来人才竞争力的重要方向，我国中小学科学课程也开启了改革征程。2001年颁布的《全日制义务教育科学（3-6年级）课程标准（实验稿）》和《全日制义务教育科学（7-9年级）课程标准（实验稿）》以全面提高科学素养为课程的核心理念，扭转了我国长期以来只重视知识传授的偏向，为中小学科学教育的实施指明了方向，是我国科学教育发展的一座里程碑。[3]此后，经过十年的实践，我国初步建立起系统有序的科学课程体系，但是课程标准的容量偏难繁旧、学科间缺乏衔接、内容梯度不够等问题日益凸显。基于上述背景，为了进一步提升国民科学素质，我国修订并颁布了《义务教育初中科学课程标准（2011年版）》。同样，小学科学课程经过十六年的探索，于2017年颁布了《义务教育小学科学课程标准》。[4]该课程标准的颁布将三年级起步开设的科学课程，延伸至小学一年级，真正实现了基础教育年段的全覆盖。此次新课标的修订，正是在继承中创新了课程的设计理念、目标设置与内容组织等方面经验。

（二）时代性回应的课程改革需要

当今世界正处于百年未有之大变局，新冠肺炎疫情不仅加速了自然科学与技术、工程、数学、环境等学科融合的趋势，也深刻影响着人们生活、学习、工作方式，同时给人类反思自身生活方式提供了契机。在后疫情时代，人类与自然的关系走向何方？科学教育应该给予学生怎样的深刻记忆与胜任力培养，方能让其适应并改造未来社会？科学家、教育研究者与一线教师毋庸讳言需要躬身入局，科学课程改革也必须对纷繁复杂的科学知识进行筛选调试、关联组织与价值深化，方能为学生注入科学的诸多力量。国际科学课程改革已然进入了新概念爆炸性增长的时代，“核心素养”“学习进阶”“大概念”等前沿理念不断涌现。而我国科学教育课程改革面对着目标素养化、内容统整化、实施具身化与评价精准化的时代，以核心素养为准绳深化科学学科育人价值，已成为必然趋势。此外，围绕大概念构建和统整课程内容，精简科学概念并廓清学科体系，基于学习进阶设计课程内容同样需要在新一轮的科学课程标准修订中贯彻落实。加之，教育部作出关于义务教育深化教育教学改革和“双减”工作决策部署，未来的科学课程改革应当在追求纵深价值意义的同时，精简内容体系，达成纵向进阶与横向统整。

（三）现实中改进的内容结构调整

向第二个百年奋斗目标迈进之际，立足党的十九大以来的新变化、新要求，结合国际科学教育的新趋势，现行的义务教育科学课程标准在引导和推动科学教育教学改革方面发挥了重要作用，但也存在一些急需解决的问题：缺少人与社会、人与环境和谐相处等重要的科学态度目标;科学课程中并未融入时代性的STEM教育理念，也缺乏项目式教学与学科联动;科学探究中缺少科学思维维度;部分教师反映课程内容较多，难以完成任务学习（如宇宙部分难度较大，物理电磁难度较大）;活动建议的指向不明确，无法对应具体内容;课程的城乡区域适应性有待进一步提高等。因此，科学课程标准的修订应当在现实教学反馈中改进，对内容结构进行详细调整。具体思路如下：深入思考科学育人价值，重新拟定课程目标;精简冗杂的科学概念，添加跨学科概念及实践活动;强调技术、工程、数学等学科与科学的联动，促进学生理解科学的应用路径;针对核心概念增加相应的学业要求等。

二、新课标呈现的主要特征

检索“新课标”全文，进行高频词语统计，将词语频率和字体大小关联，剔除部分非相关字词，可以得到图1所示的可视化词云图。其中，最高频的当属“科学”，共出现486次，最少的“自主”也有36次。可见，“新课标”非常重视科学课程中的探究、观察、实验、制作、展示、合作、交流、调查、实践等学习方法，提倡从生活中的问题、现象、情境、学生兴趣出发，达成学生思维的提升和对概念的理解，最终落实科学核心素养。

（一）凝炼核心素养，深化学科育人

自OECD于21世纪初提出“核心素养”结构模型后，世界各国都纷纷启动构建符合本国的核心模型。[5]《义务教育初中科学课程标准（2011年版）》对科学素养做了一个简要的界定：科学素养包含多方面的内容，一般指了解必要的科学技术知识，掌握基本的科学方法，树立科学思想，崇尚科学精神，并具备一定的应用其处理实际问题、参与公共事务的能力。《义务教育小学科学课程标准（2017年版）》在分析国际科学教育趋势和比较各国科学课程标准的基础上，发现国际上关于“科学知识”的表述有“核心概念”“大概念”“关键概念”等方式。为了改变应试教育背景下死记硬背等的知识和原理学习，以及符合中国文化中常用“观念”表述“概念”的习惯，因此将“科学知识”改为“科学观念与应用”，最终构建了四个方面的科学学科核心素养：科学观念与应用、科学思维与创新、科学探究与交流、科学态度与责任。[6]

“新课标”进一步分析了我国科学教育的政策以及国家科学课程标准，在测评了我国中小学生的素养后，将科学课程核心素养凝炼为科学观念、科学思维、探究实践、态度责任四个一级指标。四个指标相互依存，共同构成一个完整的体系，体现了科学课程全面的育人价值。除反映科学课程独有的育人价值外，“新课标”还在二级指标和三级指标中增加了共通核心素养。如在“探究实践”中，包括了学习能力、信息意识等共通核心素养;在“态度责任”中强调了人地协调、健康生活、价值判断、道德规范、家国情怀等共通核心素养。

（二）统整科学概念，强调整体综合

近年来，主要发达国家新修订的课程标准都强调对核心概念的理解。围绕大概念和核心概念组织课程内容，将有助于学生对知识的深入理解和迁移运用。[7]《义务教育小学科学课程标准（2017年版）》将18个主要概念、75个学习内容、207个学习目标分解到物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程四个领域。一线科学教师普遍反映内容偏多，知识点零碎，如果对这么多知识点“各个突破”，学生就较难形成对科学本质的深度理解。“新课标”指出，义务教育科学课程是一门体现科学本质的综合性基础课程。为了突出综合性，本次修订取消了原本的四个领域，精简、整合和调整了部分内容，并对主要概念进行归类，形成了4个跨学科概念：物质与能量、结构与功能、系统与模型、稳定与变化。将核心概念由18个减少为13个，学习内容由75个减少为54个，知识点由207个减少为162个。与《义务教育初中科学课程标准（2011年版）》相比，知识点由234个减少为193个。[8]这也更好地体现了前沿科技进展，减轻了学生的学业负担，落实了“双减”政策。具体各个学段的知识点数量对比如图2所示。由此可见，《义务教育小学科学课程标准（2017年版）》重视概念的细分和领域的界定，“新课标”则更强调概念的关联性和跨学科属性。“新课标”提倡的综合性，体现在13个学科核心概念和4个跨学科核心概念的相互关联之中，通过统整不同领域的核心概念，构成了科学课程横向的内容结构。

同时，综合性也体现在技术、工程和科学的紧密联系和高度整合之中。早期技术、工程和科学相对比较独立，而在后疫情时代，我们每个人都时时刻刻感受到科学发现、技术发明、工程实践的重要性，科学、技术、工程早已密不可分，共同作用于我们生活的环境和社会。这也就不难解释，科学教育界刮起了一股STEM教育改造之风——倡导科学、技术、工程等之间是一种相互支撑、相互补充、共同发展的关系，只有在交互碰撞中，才能实现深层次的学习。[9]考虑到凸显技术与工程实践已经成为当前国际科学教育主流思想，各国纷纷在科学教育文件中增加并重视此类内容，《义务教育小学科学课程标准（2017年版）》增加了技术与工程领域，原本该领域内容属于物质世界，将其单列出来以示重视。单独成领域后，部分教师误认为要花费大量时间单独讲授这部分的知识，在教学中将工程技术与科学探究分割，常常“顾此失彼”。例如，《义务教育小学科学课程标准（2017年版）》中的核心概念“技术的核心是发明，是人们对自然的利用和改造”之下，1～2年级段有“认识常见工具，了解其功能”的学习内容，有些课堂活动停留在“观察工具箱里的工具，小组交流锤子、镊子、小刀等工具的名称、功能”，并未让学生真正使用简便工具对身边的物品进行简便的加工或改造。这就导致了技术与工程的脱节，学生也无法理解核心概念的内涵。“新课标”希望修复“断裂”，重建联结，将原先的核心概念整合为“技术与工程创造了人造物，技术的核心是发明，工程的核心是建造”，这条核心概念在1～2年级段的学习内容也调整为“学会使用锤子、安全剪刀、放大镜等简单工具;应用身边的材料和工具，制作简单的手工作品”。由此可见，“新课标”将综合性提升到了课程必须遵循的基本原则的高度，注重让学生从整体上认识世界。

综合性还体现在学习活动的跨学科设计上。“新课标”设立了跨学科主题学习活动，加强学科间相互关联，带动课程综合化实施，且每学期跨学科主题学习课时不低于10%。在教学策略方面，其给出建议：可以采用科普剧、戏剧演出、发布会、博览会、嘉年华、角色扮演、模拟辩论、短视频等多种形式进行展示，通过多种方式呈现自己的作品，注重培养学生的综合能力。

（三）注重内容衔接，达成学习进阶

进入21世纪以来，通过学习进阶，发展学生对核心概念的理解，已经成为当代基础教育科学课程改革的核心理念。[10]我国对“学习进阶”的研究也已经应用到了课程设计和教学实践。《义务教育小学科学课程标准（2017年版）》将学习内容阶梯式分为小学低年级段、中年级段、高年级段，由浅入深地提出学习要求。但是，对科学核心概念的理解，仅仅小学六年还不足够，需要在更大的时间跨度内逐级深入和持续发展。因此，“新课标”基于学生思维能力发展阶段，按照1～2年级、3～4年级、5～6年級、7～9年级的分段，在纵向上进阶设计了课程目标、课程内容、学业要求、学业质量等。

学习进阶主要表现在同一核心概念，在不同的年级阶段学习的具体内涵是不相同的。以核心概念“生命系统的构成层次”下的学习内容“人体由多个系统组成”为例（如表1），1～2年级要求识别眼、耳、鼻、舌、皮肤等器官;3～4年级要求描述呼吸、摄取养分的器官;5～6年级要求认识脑;7～9年级要求认识感觉器官、呼吸系统、血液循环系统、泌尿系统、运动系统等。

学习进阶还表现在同一核心概念下的学习内容，在不同的学段学习活动的深度以形式阶梯式展开。“新课标”在学习活动方面给出建议：围绕核心概念，可以开展观察、体验、调查、实验探究、项目研究等学习活动。1～2年级可以用五感去感知物体，侧重体验，基本在具体、简单、知识水平;3～4年级可以根据观察和分析，进行分类和排序等思维活动;5～6年级可以进行调查，思维水平也从知识到观念、具象到抽象、简单到复杂;7～9年级可以开展实验探究和项目研究，由意识到行动。学生在九年时间由表及里，由宏观到微观，由简单器官到复杂系统，逐步深入认识人体系统的组成。

可见，学习进阶呈现为围绕核心概念展开的一系列由简单到复杂、相互关联的学习序列。学习进阶体现出两个典型特点，一是学习内容由浅入深，从具象的感性认识走向抽象的理性认知;二是学习活动从简单的体验探究活动到综合的探究实践活动。

（四）联系生产生活，强化科学实践

利伯蒂·海德·贝利说，教育最高的目标，就是使人对生活饱含热情。“新课标”全文中“生活”一词出现了259次，“实践”出现了154次。联系生产生活，首先体现在学习内容的描述上更贴近生活。例如，用“认识空气是无色、无味的气体”替换了2017年版课标中的“观察并描述空气的颜色、状态、气味等特征”，用“知道自行车、火车、飞机等常用交通工具的大致速度”替换了“知道自行车、火车、飞机等常用交通工具的速度范围”。这些表述更加贴近学生的认识范围和生活半径。而且，联系生产生活，还体现在课程实施部分。“新课标”强调要创设真实情境，加强知识学习与现实生活、社会实践之间的联系。从附录中给出的教学案例可见一斑：1～2年级在学习“辨别生活中常见的材料”时，从学生的生活出发，开展“家里的物品是什么做的”“介绍我的文具盒”等活动;7～9年级通过制作“头部颈椎肌肉系统”模型来模拟长期低头看手机对肌肉和关节的影响，从而理解“运动与相互作用”“生命系统的构成层次”和“设计与物化”核心概念。联系生产生活，同样体现在评价与考试命题之中。注重用实践性、操作性的方式来测评学生，且测评题的材料尽可能来自生产生活实际，但情境要为学生所常见。

为了加强科学实践，核心素养部分特地将科学探究修改为探究实践，其包含了科学探究、技术与工程实践。在技术与工程部分，新增了“设计与物化”这一核心概念，以此为应用和实践的基础，让学生在这种实践中进一步加深对所学科学内容的理解。更重要的是，让学生形成“做中学”“学中思”的探究方法，真正发展学生的科学核心素养。

三、新课标的实施建议

“新课标”总体体现出三方面的特点：综合性、进阶性和实践性，对一线教师来说，这三个特点为我们从课标走向课堂提供了宝贵的指引。如图3所示，横向综合性、纵向进阶性、竖向实践性构成了“新课标”对课程实施的三维定位。因此，落实核心素养，深化实践育人的路径，可以从这三个维度出发。

（一）横向综合：把打碎的拼回去

在现实社会和生活中，知识不是片段的、零碎的集合，而是一个完整的系统。教育心理学之父桑代克说“学习即联结”，横向综合性是指在贴近生活的真实情境中，开展跨学科、跨领域的学习。例如，3～4年级学段在学习“水、阳光、空气、温度的变化对生物生存的影响”时，可以开展“蒜苗成长日记”的任务（如表2）。在种植蒜苗的过程中，学生探究水、阳光、空气、温度的变化对蒜苗的影响，同时为了比较并记录不同外界条件下蒜苗的生长情况，学习数学测量的方法，最后收获劳动成果，制作蒜苗美食，自然而然融合了劳动学科种植蔬菜、烹饪食材的技能。这样一个跨学科的学习任务，将原先分科零散的科学、数学、劳动的知识和技能融为一体，让学生在真实的场景展开学习，激发了学生的学习动机和探究欲望，促进学生核心素养的全面发展。

（二）纵向进阶：把断开的连起来

科学课程本身就整合了物理、化学、生物、地理、技术等学科，过去常常陷入知识点庞杂无序、广而不深的教学困境。在“新课标”颁布之前，小学科学和初中科学更是存在“认知断裂”。纵向进阶性是指基于学生的思维特点和学科逻辑，合理设计学习目标、学习任务或活动的连续性和进阶性。例如表3中“造船”项目案例，呈现了核心概念“设计与物化”的学习进阶情况。科学课程由于自身特色，不可避免地会进行周期较长、年级跨度大的教学，教师要预先明确每个年级应达到的水平，考虑到不同年级学生发展的差异，探究与实践的对象和方式，由简单到复杂，层层进阶、逐步提升、持续发展，融入中小学九年的学习过程。教师可以对照课标和教材，梳理出科学观念、科学思维、科学实践、态度责任在1～9年级的目标进阶情况，明确进阶过程。这样可以准确把握学生的发展水平和学科逻辑，有效组织课程。

（三）竖向实践：把输入的输出去

过去，学习被理解为纯粹的单向输入，学生大量、反复地练习;而现在，学习正变成一个输入、创造、分享的全方位体验。学习不再是知识灌输和记忆的过程，而是意义建构的过程。孔子说“学而不能行，谓之病”，一切素养的形成必须通过实践这个路径，在学科实践中形成的素养才是学科的核心素养。“新课标”明确提出以探究实践为主要方式开展教学，让学生经历有效探究和实践过程，激发学生在探究和实践中的思维活动，启发学生既重视动手操作，又注重动脑思考，实现学习的自我建构。例如，“抗疫舞台剧”案例（如表4）从学生的生活出发，以舞台剧的表现形式，将简单机械地了解和记忆知识转变为创作和应用知识，并为身边有需要的人送去关怀。

（四）把握综合性、进阶性与实践性三者关系

科学核心素养的培养必须通过实践这个路径，在实践中形成的可迁移能力才是核心素养。课程的实践性也必然要求课程的综合性，因为在真实的问题面前，只靠一门学科知识和能力是不够的。同样，课程的实践性也要求进阶性，充分考虑学生的认知水平，按照学习进阶设计探究活动，缺乏进阶性的课程实践无法促成学生实践能力的螺旋上升。再者，课程的综合性要求注重各学科知识的相互渗透和联系整合，这意味着要注重课程实践性，因为不经历遇到问题、解决问题的实践，综合性就如一盘散沙，学科内、学科间就难以关联起来。可以说，实践性“盘活”了综合性和进阶性，而综合性和进阶性又促成了实践性，三者彼此依赖，互为始终。

总而言之，科学素养的形成是长期的，只有通过综合关联、持续进阶、躬行实践才能达成。科学课程是一门综合性基础课程，具备实践性，需要教师有极强的综合素质，必须通过平时积极的学习才能够驾驭。科学教师应该着眼于科技与教育发展趋势，立足科学教育的综合性，注重学科横向联系，持续优化课堂教学的纵向进阶脉络，在一次次的实践之中不断精进。

[参考文献]

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[2]美国科学教育標准制定委员会.新一代科学教育标准[M].叶兆宁，杨元魁，周建中，译.北京：中国科学技术出版社，2019：11.

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