打通科学学习进阶通道 落实课程学段衔接教学.pdf

SHIYAN JIAOXUE YU YIQI2023年第8期小学科学教研专题编者按：2022年，教育部颁布 义务教育科学课程标准（2022年版），其一大突破是贯通了小学与初中的学段衔接，建立起了义务教育阶段科学课程的学习进阶通道。广大一线科学教师如何利用这一学习进阶通道，在科学课程内容和科学课程目标的循序渐进与螺旋上升中实施好学生的学段衔接教学，具有重大的现实意义。为此，本栏目特邀请湖南省教育科学研究院科学教研员张敏撰写与组编了系列相关文章，从课程实施的多维度回应与关切义务教育阶段科学课程的学段衔接问题。打通科学学习进阶通道落实课程学段衔接教学张敏（湖南省教育科学研究院，湖南长沙 410005）摘要：为落实义务教育科学课程的学段衔接教学，教师需科学审视与精准研判 义务教育科学课程标准（2022年版）中课程目标和内容的纵向进阶与横向联结，打通科学课程学习进阶通道。同时，基于学生“最近发展区”，为学生提供运用已有知识或技能解决问题的机会，选择“符合逻辑”的教学内容，将过程性评价嵌于教学中，以期高质量开展以探究实践为主要方式的课程衔接教学。关键词：义务教育；科学学习；课程内容；课程目标；纵向进阶；横向联结；衔接教学DOI：10.19935/ki.1004-2326.2023.08.027学段衔接紧密、有梯度是学生学习连贯性、系统性、进阶性与持续性的统一；学习进阶是揭示学生认知发展路径的有效方式1。义务教育科学课程标准（2022年版）（以下简称为“新课标”）在这一点上取得了多维重大突破。为落实好基础教育科学课程的学段衔接教学，我们需要打通科学课程学习进阶通道，高质量开展以探究实践为主要方式的课程衔接教学。1科学审视课程目标的纵向进阶与横向联结1.1科学课程目标的纵向进阶为使学生逐步形成适应个人终身发展和社会发展所需要的正确价值观、必备品格和关键能力，“新课标”根据学生认知发展规律，在制定课程总目标的基础上，分学段研制了符合相应年龄段学生认知水平和知识经验水准的学科核心素养学段特征及学业要求，形成了以学生学科核心素养发展为核心的课程纵向进阶目标。例如，从19年级“新课标”中关于“宇宙中的地球”学科核心概念以及对应学习内容的学业要求进阶路径（图1）就可见一斑。1.2科学课程目标的横向联结在纵向课程目标、学业要求进阶路径指引下，每一进阶节点的科学课程目标中，“新课标”还要求我们注重科学观念、科学思维、探究实践、态度责任4个学科核心素养间的横向联结，其具体横向联结情况见图2。在图2中，我们清晰可见，“科学观念”“科学思维”“态度责任”学科核心素养的培养，需建立在有学生真正参与的“探究实践”基础上；否则，以上3个学科核心素养的培养，就将缺乏承载的载体，巧妇难为无米之炊，这是国家把科学课程定位为实践性课程的原因所在，这也是完成素养导向的科学课程育人目标的必备要求与条件。而图2上方的3个学科核心素养，彼此之间亦是横向联结，相辅相成，你中有我，我中有你，相互成就，由此构成两个可逆成长闭环。2精准研判课程内容的纵向进阶与横向联结2.1科学课程内容的纵向进阶“新课标”19 年级科学课程目标的纵向进阶设计，导致科学课程内容的纵深选择。例如，“物质的变化与化学反应”这一学科核心概念下“物质的溶解和溶液”这一学习内容，分别安排在12年级、34年级和79年级3个学段，设计成由易到难、层层递进、螺旋上升的进阶学习内容。由12年级的“知道有些物质 722023 年第8期小学科学教研专题能溶解在水中，有些物质很难溶解在水中”的定性研究，到34年级的“描述一定量的不同物质在一定量水中的溶解情况”的定量研究，再到79年级的“学会一定溶质质量分数溶液”的配制研究，无一不显现出科学课程内容上的纵向进阶发展（表1）2。2.2科学课程内容的横向联结关于“新课标”科学课程内容中13个学科核心概念和4个跨学科概念的横向联结，我们从图3中可见其中的关联性。13个学科核心概念之间用2种疏密不同的虚线相隔，代表着彼此之间既相对独立又疏密有致的关联性。密集虚线相隔的学科核心概念，代表的是物质科学领域、生命科学领域、地球与宇宙、技术与工程领域的关联和区分；稀疏虚线相隔，表示的是学科核心概念之间更大程度上的融合与关联。13个学科核心概念之上的大箭头，代表需通过对学科核心概念的学习来引导学生理解科学课程的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”。4个跨学科概念间的十字形虚线代表4个跨学科概念的建构不是孤立、零散的，而是既相对独立，又彼此间有关联和融合的。“新课标”19年级课程内容与课程目标间两纵两横的交错衔接，形成了一张有序递进的科学课程结构网，构建起了一个结构立体、多维的课程学习进阶通道。这一课程学习进阶通道，优化了课程内容与课程目标的循序渐进与螺旋上升，为课程衔接教学提供了实施路线图，为学生素养培养提供了保障。只有打通课程学习进阶通道，精准研判实施路线图，教师在教学物质与能量能在教师指导下，通过观察或利用图片资料，知道一个月内月亮形状的变化情况，初步具备分享和交流的能力能在教师指导下，通过多种感官，观察并描述太阳东升西落的自然现象，能利用太阳的位置辨认方向能在教师引导下，通过望远镜观察，结合图片资料或模拟实验，认识月球表面的概况；初步具有从具体现象提出问题并制定简单探究计划的能力能在教师引导下，观测和归纳一天中物体影长的变化情况能通过动画或利用图片资料，认识地球、月球和太阳的运动关系，具有根据事实提出观点的意识能运用太阳系的简单模型，理解地球、月球和太阳等天体有规律的运动与相关的周期性自然现象之间的关系。了解月相的变化情况，具备搜集信息、得出结论和交流分享的能力能说出太阳系的基本结构，知道昼夜交替、天体东升西落、正午物体影长变化与地球的自转和公转有关，了解航天事业的发展历程与进展能通过观察、动画演示或运用三球仪，认识天体的大小、亮度等特征，解释日食、月食和节气等与天体运动的关系以“地心说”到“日心说”的发展历程为例，领悟科学家敢于质疑、追求真理的科学精神；对太空探索具有好奇心，关注国内外相关领域的进展，树立民族自信心，增强社会责任感能在地球仪或地图上通过经纬度定位某一地点，运用二维方式展现三维空间的物体，实现从平面思维到空间思维的转变；通过对天体系统形成和演化历史的认识，初步形成太阳系、银河系、宇宙动态演化的思想知道地球与月球、地球与太阳之间的距离和相对运动，能解释节气与地球公转的关系；了解从“地心说”到“日心说”的演变过程，说出不同层次的天体系统，形成基本的宇宙空间观念9.4月球是地球的卫星9.2地球绕地轴自转9.1地球是一颗行星宇宙中的地球12年级34年级56年级79年级学习内容核心概念跨学科概念稳定与变化系统与模型结构与功能图1“宇宙中的地球”学科核心概念学习内容相对应的学业要求进阶路径科学思维探究实践态度责任科学观念图2 义务教育科学课程标准（2022年版）学科核心素养关联图 73SHIYAN JIAOXUE YU YIQI2023年第8期小学科学教研专题时才能做到胸中有节点，前知道基础来处，后明确发展方向，为科学教师开展素养导向的课程实施与评价，提供更精准、更具针对性与操作性的指南与方向。3依据科学课程学习进阶通道，高质量实施科学课程衔接教学课程衔接教学需发挥教师的主观能动性，为把“新课标”中的纵向进阶与横向联结落到实处，还需要小学科学教师在教学理论指导下，对衔接教学进行进一步的研读、思考与研究。现以小学科学四年级“岩石与土壤”单元为例，依据科学课程学习进阶通道对高质量课程衔接教学提出实施建议。3.1基于核心素养确定教学目标，分析学生“最近发展区”，在学生有基础、对学生有挑战处确定教学衔接目标课程目标的纵向进阶实际上是一种学生认知发展的进阶，体现的是一种着眼于学生认知过程发展的课程模式。此模式是在皮亚杰的认知发展理论与布鲁纳的认知结构理论指导下，从儿童的心理发展、认知发展与思维发展理论出发，建立学习过程就是个体认知过程的教育原则。“新课标”正是根据不同学段学生的认知发展规律，研制出相应的课程纵向进阶目标。因此，在衔接教学中，我们需系统设计学年教学目标、单元教学目标和课时教学目标，落实课程总目标和学段目标。在学段课程目标进阶节点区间，通过分析学生“最近发展区”，在学生有基础、对学生有挑战处确定衔接教学的具体目标。如在研制四年级“岩石与土壤”单元“观察土壤”一课的教学目标时，就需以中年级课程目标进阶节点为标杆，在研判学生对土壤成分的已学与未学具体情况（表2）基础上，正确确定本课教学目标。表2学生对土壤成分的已学与未学具体情况核心素养科学观念科学思维探究实践态度责任已学生活中接触过土壤沙和黏土的颗粒粗细、黏性不同，是由岩石风化形成的空气会占据空间腐烂是由微生物引起的设计简单实验实施实验，收集证据，得出结论具有实证态度未学/不足土壤的主要成分结构与功能、技术与科学的关系探究的本质设计多方法实验分析实验现象，作出推理根据资料辨析多方法实验，收集证据，得出结论多方法验证能获得更多发现，使结论更有说服力，具有严谨的科学态度3.2为学生提供运用已有知识或技能解决问题的机会，以学生为主体设计衔接教学活动课程目标的横向联结实际上强调的是一种基于学科的课程综合化教学，是科学课程综合性的一种体现。在衔接教学中，选择适合学生亲历的活动资源，为学生提供运用已有知识或技能解决问题的机会，鼓励学生采用不同的方法或途径解决问题，以实现科学观念、科学思维、探究实践、态度责任等学科核心素养培养的相辅相成，达到以学生为主体设计衔接教学的目的。例如，在“观察土壤”一课教学中，为学生设计“观察加热沙、黏土和土壤的对照实验”“阅读土壤的成分资料”“用DIS盐度传感器检测”活动，从而达成“说出土壤的主要成分还有腐殖质、无机盐等”科学观念目标，表1“物质的变化与化学反应”学科核心概念下“物质的溶解和溶液”学习内容的进阶设置学段12年级34年级79年级学习内容2.2 物 质的溶解和溶液2.2 物 质的溶解和溶液2.2 物 质的溶解和溶液内容要求知道有些物质能溶解在水中，如食盐和白糖等；有些物质很难溶解在水中，如沙和食用油等描述一定量的不同物质在一定量水中的溶解情况，知道是否搅拌和温度高低是影响物质在水中溶解快慢的常见因素了解物质溶解与结晶现象，知道溶液的组成及特征，了解溶液在生产生活中的应用区别饱和溶液和不饱和溶液，知道溶解度的含义区别悬浊液、溶液和乳浊液，了解水及其他常见的溶剂知道溶质质量分数的含义，能进行简单计算，初步学会配制一定溶质质量分数的溶液跨学科概念学科核心概念物质与能量结构与功能系统与模型稳定与变化物质的变化与化学反应物质的运动与相互作用物质的结构与性质能的转化与能量守恒生命系统的构成层次生物与环境的相互关系生命体的稳态与调节生命的延续与进化宇宙中的地球地球系统人类活动与环境技术、工程与社会工程设计与物化图3 义务教育科学课程标准（2022年版）科学课程的内容结构 742023 年第8期小学科学教研专题并在此科学观念目标的达成过程中，助推“能分析实验现象作出推断”的科学思维目标、“能处理信息概括土壤成分”的探究实践目标和“具有严谨的科学态度，体会技术有助于科学探究”的态度责任目标的达成。“科学思维”“探究实践”“态度责任”其他3项教学目标的培养亦同样如此交互与相融。3.3围绕核心概念组织教学内容，选择“符合逻辑”的教学内容开展衔接教学课程内容的纵向进阶实际上是学生学科知识内在逻辑体系发展的体现。教师在围绕核心概念组织教学内容时，要注意厘清本单元学习内容间的逻辑关系，整体设计关联核心概念，梳理出本单元的知识结构图。对活动涉及的知识进行解构，分清其中所包含的各种概念及其相互之间的关系。根据知识间的逻辑关系，设计问题链，安排活动的先后顺序，设计“符合逻辑”的教学内容。以下列举的是四年级“岩石与土壤”单元知识结构图（图4）。按成因分成可风化成主要成分保护方法如土壤转化成风化、生物作用等受岩石岩浆岩沉积岩变质岩沙、黏土、空气、水、腐殖质、无机盐等防止人为污染措施如污水按规定排放垃圾分类处理合理使用农药和化肥种植植物措施如1.岩石、沙和黏土的形成2.土壤的成分3.保护土壤防止水土流失图4四年级“岩石与土壤”单元知识结构图3.4以探究实践为主要方式开展教学活动，将反映抽象概念的具体事例或现象，转化为学生能操作的探究实践活动课程内容的横向联结，使得科学教学具有了广阔的跨界融合前景。基于内容选择合适的探究实践活动，将反映抽象概念的具体事例或现象，转化为学生能够操作的探究实践活动，是高质量科学课程衔接教学之必然。例如，在“土壤的成分”一课中，设计“观察土壤的成分”“实验验证土壤的成分”“阅读土壤的成分资料”“用DIS盐度传感器检测”一组活动，将土壤成分的具体概念转化为学生可开展的实践活动，引导学生自主探究土壤的成分。3.5以课程目标和学业质量标准为依据，各环节同步跟进素养导向的衔接教学评价发挥评价的导向功能、诊断功能和教学改进功能，将评价嵌于教学中，评价与教学同步跟进，是高质量实施课程学段衔接教学的基础。学段衔接教学评价方式多样，有作业评价、课堂评价、单元与期末评价、教育部科学学习质量监测和教育行政部门的学业水平考试等。以下列举四年级“岩石与土壤”单元教学目标的评价内容、评价方式、评价工具与评价时机的设计（表3）。表3四年级“岩石与土壤”单元教学目标的评价内容、评价方式、评价工具与评价时机设计核心素养科学观念探究实践科学思维态度责任对应单元教学目标（评价内容）1知道岩石的分类，沙和黏土的形成过程；知道土壤的形成过程2知道土壤的主要成分3举例说明土壤污染、水土流失的危害及防治措施4记录探究岩石和沙的过程和结果4记录探究土壤的过程和结果4交流探究的过程、方法和结果5选择多种方法检验土壤成分6制定探究计划，多种途径搜集资料；运用证据和初步结论对探究的问题作出合理解释7规范实验；仔细观察、使用多种方法进行求证的科学态度7保护土壤和植被的责任意识评价方式纸笔练习活动观察活动观察活动观察活动观察活动观察活动观察活动观察评价工具概念图活 动 记 录单、评价单活 动 记 录单、评价单活 动 记 录单、评价单活 动 记 录单、评价单活 动 记 录单、评价单活 动 记 录单、评价单活 动 记 录单、评价单评价时机单元后第一课时第二课时第一、第二、第三课时第二课时第一、第二、第三课时第一、第二、第三课时第三课时衔接是一种联系。教学本身就是充满联系的复杂活动，如何立足学生素养发展，在各种纷繁复杂的联系中，搭建起一条探究之链，有效落实科学课程的衔接教学，是各个学段的科学教师思考与研究的应有之义。（基金项目：湖南省教育科学“十四五”规划2021年度一般课题“基于小学科学学科的课程综合化教学改革的研究与实践”，课题批准号：XJK21CJC008）参考文献1 胡卫平，刘守印.义务教育科学课程标准（2022年版）解读M.北京：高等教育出版社，2022.2 中华人民共和国教育部.义务教育科学课程标准（2022年版）S.北京：北京师范大学出版社，2022.75