text: 【第2辑】王秀红《义务教育科学课程标准（2022年版）》解读——修订重点及主要变化
  王秀红（本文约7000字，阅读大约需要20分钟）摘要《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）整合了以往的课程标准内容，将小学和初中科学课程标准整合为九年一贯义务教育科学课程标准，突出了它的一体化设计和学科整体育人的导向。新课标立足学生核心素养发展确定科学课程目标，突破了旧课标中知识与能力的二元结构，从科学观念、科学思维、探究实践和态度责任四个方面来重构科学课程目标，兼顾了育人功能与科学内涵。同时，新课标在科学课程内容方面以学科核心概念来结构化课程内容，精简学习内容并使知识点聚焦，在一体化设计中逐步进阶，也凸显了科学课程的实践性特征。此外，新课标还提出了跨学科概念，体现出学科之间的联系与共通，有助于学生打通不同领域知识之间的关联，形成统一的科学认识。关键词  义务教育 科学课标 课标解读中华人民共和国成立以后我国科学课程标准经历了一个不断完善和发展的过程。我国小学科学课程教学大纲在1992年之前使用的是《九年义务教育全日制小学自然教学大纲（试行）》，初中使用的是物理、化学、生物、地理等学科教学大纲。2001年，研究制定了小学科学课程标准和初中科学课程标准，改教学大纲为课程标准，初中科学课程标准是中华人民共和国成立以来第一套综合性科学课程标准。2011年又对2001版科学课程标准进行了修订，以科学素养为宗旨制定课程目标，组织课程内容，倡导科学探究。2022版的义务教育课程标准，将初中课程标准和小学课程标准统整为九年一贯义务教育课程标准。新版科学课程标准研究制订过程中，继承了原有科学课程标准合理内容，参考了原有及同步颁布的物理、化学、生物、地理等分科课程标准。《义务教育科学课程标准（2022年版）》包括课程性质、课程理念、课程目标、课程内容、学业质量和课程实施等内容。其中，课程性质回答科学是什么、科学有什么价值、科学课程性质是什么、科学课程有什么价值的问题；课程理念阐明了科学课程标准设计要遵循的基本原则和思想；课程目标、课程内容、学业质量、课程实施是课程设计的四大核心要素，回答为什么教、教什么、如何教及教得如何等问题。一般来说，科学不仅包括自然科学，还包括社会科学和思维科学。自然科学主要研究大自然有机或者无机的事物和现象；社会科学主要以人的社会存在为研究对象，揭示人类社会的本质和发展规律；思维科学主要以大脑的认识思维机制为研究对象，认识思维活动的规律和主要形式。科学课程主要以自然科学为认识对象，学习有机的和无机的事物和现象，比如物质科学、生命科学、地球宇宙科学。随着科学技术的发展，技术、工程与科学的关系越来越密切，并且呈现出一体化的趋势，所以目前也把技术与工程纳入到科学的认识范畴。新课标的科学概念采用的是广义上的科学概念，包括自然科学和技术工程。因此在课标中就阐明了科学的性质和价值，即“科学是人类在研究自然现象，发现自然规律的基础上形成的知识体系，以及获得这些知识体系的认识过程和方法。广义的科学理解也包括技术与工程，根据研究对象不同，科学可以分为物理学、化学、生物学、天文学等分支，这些分支具有研究方法的差异，同时也共享一些通用的科学方法，呈现出相互渗透、相互交融的趋势。科学为技术和工程提供了理论基础”。根据各领域的相互渗透和相互融合的特征，这次的科学课程标准不再分领域设计内容，而是以核心概念为统领来组织课程内容。科学课程是一门综合性、基础性和实践性的课程。综合性比较好理解，它和分科课程相比，更强调各领域之间的相互渗透与联系，注重引导学生认识自然界的整体性。基础性是学生在科学课程的学习过程中形成的科学观念、科学能力、价值观念，是今后学习生活以及终身发展的基础。实践性是指科学不但是知识体系，还包括认识这些知识体系的过程和所运用的方法。科学课程倡导用一种与科学家工作类似的方式进行学习，即用探究的方法学习科学。科学课程的价值主要是指科学课程的学习有助于提高全民的科学素质，促进经济社会发展和科技强国建设。从这次的课程方案对科学课程的设置，也能看出科学课程的重要性。科学课程从原来占总课时7%~9%的比例提升到8%~10%，科学课程的地位得到了一定程度的提高。科学课程的理念，主要是指科学课程设计的基本理念：第一是面向全体学生，立足素养发展；第二是聚焦核心概念，精选课程内容；第三是科学安排进阶，形成有序的内容结构；第四是激发学生动机，加强探究实践；第五是重视综合评价，促进学生发展。这几方面指导了课标研究制订的全过程，同时体现在新课标的各部分。研究制订了各门课程要培养的学生核心素养，并围绕着核心素养来确定课程目标，这是新课标一个非常重要的突破。进入21世纪，人工智能、云计算、物联网等高科技迅猛发展，对人类社会的政治、经济、文化、社会等方面提出了挑战，同时也给教育带来很多变化，我们要为此做好准备。这些变化包括以下四个方面：第一，科学教育的重心将不再是科学事实；第二，单一学科已经无法满足解决问题的需要；第三，任何学科知识都需要在具体的实践活动中得以呈现、学习和理解；第四，科学教育必须要指向所有人的终身学习。在此认识基础上，核心素养进入我们的视野。实际上对学生素养全面发展的思考，我们一直都没停止过。早在1987年的时候，时任国家教委副主任柳斌同志就提出;“基础教育不能办成升学教育，而应该是社会主义公民的素质教育。”1993年，我国出台了《中国教育改革与发展纲要》，并依此开展了21世纪初的第八次基础教育课程改革，构建了以科学素养为宗旨的三维课程目标体系。2013年教育部成立核心素养项目组，历经3年的研究，于2016年发布《中国学生发展核心素养》总体框架。各学科凝练了本门课程要培养的学生核心素养——学生通过课程学习逐步形成的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，反映了社会主义核心价值观在学科课程的育人要求。科学课程要培养的学生核心素养包括四个方面：科学观念、科学思维、探究实践和态度责任。科学观念是指在理解科学概念、规律、原理的基础上形成的对自然现象和事物的总体认识，包括具体观念、科学本质和观念的应用。具体观念是指在理解科学概念、规律、原理的基础上形成的对科学事物的总体认识，包括科学技术与工程领域的一些具体概念，如对物质、能量、结构、功能、变化的认识，也就是在具体的核心概念和内容的观念性认识基础上凝练出来的一些基本观念。比如在学习“物质的结构与性质”这个核心概念后，会形成“世界是物质的，物质具有多样性，不同组成与结构的物质具有不同的性质，物质的性质决定其功能与用途”的基本观念。再如在科学课程的学习中可以从不同视角认识物质，从形式上来看，物质包括实物和场；从尺度来看，物质包括宇宙、地球、宏观物质、微观分子、原子等；从形态上来看，物质包括固体、液体、气体；从组成与性质来看，物质可以分为纯净物、混合物，纯净物又可以分为单质、化合物，单质又分为金属单质、非金属单质等。学生通过学习这样的内容形成物质具有多样性的基本观念。科学本质就是对科学本质属性的认识，比如科学知识的验证性、相对性、暂时性，人与自然关系的认识，以及科学技术与社会环境的关系。此外，还要特别重视科学观念的应用，它可以用于解释自然现象和解决实际问题。科学思维是从科学的视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，主要包括模型建构、推理论证、创新思维。模型建构主要是以经验事实为基础，对客观事物进行抽象和概括，进而形成各要素之间的关系，建立模型，并且能够运用模型来分析、解释自然现象、数据，描述系统的结构关系和变化。推理论证是指基于证据和逻辑，运用一些方法，比如分析与综合、抽象与概括、归纳与演绎、联想与想象等思维方法，建立证据与解释之间的关系，并提出合理的见解。这里包括思维方法和推理论证。创新思维主要是指可以从不同的视角去分析和思考问题，提出新颖而有价值的观点和解决问题的方法。科学课程特别重视学生的创新能力、创新思维的培养，这方面尤其要引起我们的重视。探究实践是指在了解和探索自然中获得科学知识，在解决科学问题以及技术与工程实践过程中形成科学探究能力、工程实践能力和自主学习能力。科学探究能力包括两层含义：第一，要重视科学探究的一般过程和方法；第二，要重视科学探究过程中的具体探究活动。比如提出问题，猜想假设，制定计划，收集并且处理资料，分析证据，得出结论，对结果进行解释和评估，准确表达观点，反思等探究活动。工程实践能力是这次新课标新增加的一种能力，包括了解技术工程实践的一般过程和方法，能够进行工程实践的一些具体活动。如能够针对实际情况提出问题，然后提出方案并进行筛选，实施计划、加工制作、修改迭代，用自制的装置和实验模型去验证或展示某些原理、现象和设想。自主学习能力指能够自主地确定学习目标、选择学习策略、监控自己的学习过程、反思学习过程和结果，具有元认知的能力。态度责任是在认识科学本质与规律，理解科学、技术、社会、环境之间关系的基础上，逐渐形成的科学态度与社会责任。科学态度体现在：第一，保持好奇心和探究热情，乐于探究和实践；第二，有基于证据和逻辑发表自己见解的意识，严谨求实；第三，不迷信权威，敢于大胆质疑，追求创新；第四，尊重他人的情感和态度，善于合作，乐于分享。社会责任体现在：第一，珍爱生命，践行科学、健康的生活方式；第二，热爱自然，节约资源、保护环境，有推动生态文明建设和可持续发展的责任感；第三，对与科学技术相关的社会热点问题作出正确的价值判断，遵守科学技术应用中的公共规范、法律法规和伦理道德，维护自身和他人的合法利益，捍卫国家利益。通过前面的分析可以看出，科学课程要培养的学生核心素养应该包括4个方面，共11项内容。科学的认识对象是自然界的事物与现象，包括对物质、生命、地球宇宙、技术工程等。这个认识过程需要通过探究实践来完成。在探究实践过程中，科学思维是不可或缺的，动手动脑在认识过程中是相伴而生的。科学观念和态度责任是认识的结果。认识过程、认识结果都是我们所追求的，都属于科学课程要培养的学生核心素养范畴。科学课程要培养的学生核心素养与中国学生发展核心素养关系密切。中国学生发展核心素养包括3个方面，6个素养和18个要点。科学课程对于学生科学精神的形成具有较强的支撑作用，但也和其他方面，比如人文审美、乐学、善于反思、信息意识、珍爱生命、健全人格、自我管理、责任担当、实践创新等有着密切的关系。所以，科学课程要培养的学生核心素养是学生发展核心素养在课程中的具体化，学生发展核心素养得以发展需要以课程为载体。科学课程总的课程目标是围绕核心素养来制订的。第一是掌握基本的科学知识，形成科学观念；第二是掌握基本的思维方法，具有初步的科学思维能力；第三是掌握基本的科学方法，具有初步的探究实践能力；第四是树立基本的科学态度，具有正确的价值观和社会责任。各学段目标是总目标具体化，每个学段目标都围绕着核心素养来制订，各学段之间的联系反映了学习的进阶。2011版科学课程标准的学段目标包括知识技能、科学探究、情感态度价值观以及科学技术、社会环境。新版科学课程核心素养目标则整合为科学观念、科学思维、探究实践和态度责任4个维度的目标。科学观念是通过知识技能凝练出来的，比知识的学习更重视上位观念的形成；在科学探究过程中，不但要重视探究活动，还要重视探究过程中的科学思维活动，将科学思维单独列出来作为目标之一；将科学探究扩展为探究实践，提出了工程实践的目标要求；将情感态度、价值观、科学技术、社会环境这些内容整合到态度责任中。因此，核心素养四维目标更具有育人功能，也更体现了科学的内涵。新课标特别重视课程内容的结构化。课程内容的繁杂，知识点碎片化，以及背诵记忆的学习方式，使学生对科学的学习兴趣大大降低，这是一直以来特别令我们头疼的一个问题。我们开始思考怎样去找到一个上位的东西，能把这些琐碎的知识整合起来。比如教师通常在进行单元或者期中、期末复习时通过分模块的方式，把内容进行结构化，找到一个上位的统领的基本概念来使学生学习过的零散的知识形成线，进而结成网，帮助学生将学习的内容结构化。国内外的科学教育专家及课程专家通过研讨，达成一些共识，提出了现在耳熟能详的像“核心概念”、“大概念”这样一些术语。如2003年埃里克森在《以核心概念为本的课程与教学》一书中提出，大概念是指居于学科中心，基于事实基础抽象出来的，具有超越课堂的持久价值和迁移价值的关键性概念、原理或方法。一些科学家也特别关注教育领域存在的知识碎片化的现象。如一些科学家和科学教育专家认为一些科学教育课程内容过于烦琐和零碎，是学生把科学看成是由一些含义很小的、割裂的事实堆积而成的原因之一。为了解决这个问题，专家学者们于2009年和2014年举行了两次国际研讨会，认为为达到教育目的，不能依靠事实和理论堆积成的知识，而需要趋向于理解核心概念（大概念）的进程。专家组出版了《科学教育的原则和大概念》，对后续科学教育和科学课程的设计有着很大的影响。这里的核心概念就是指具有学科中心，在具体知识和一般性概念的基础上抽象出来的少数关键概念，它具有统摄性、思想性、持久性和可迁移性，与学生的生活体验兴趣相关。关于核心概念有不同的表述方法，2017年版小学课程标准中所提的主要概念，实际就是一些核心概念，共有18个这样的主要概念。新课标在关于核心概念相关研究的基础上，参考和继承了2011年版初中课程标准和2017年版小学课程标准中的一些重要概念和主题，确定了13个核心概念。在学科核心概念的基础上，让学生形成一些跨学科的核心概念，比如物质与能量、系统与模型、稳定与变化，结构与功能等。13个核心概念具体为54个学习内容。把原来小学科学课标中“物质具有一定的特征，材料具有一定的性能”“水是一种常见而单一的物质”“空气是一种常见而重要的混合物”等相关内容，原初中科学课标中“常见的物质”“物质的结构”以及“物质的运动与相互作用”中的“元素的循环与物质的转化”等相关内容整合到“物质的结构与性质”核心概念中。13个核心概念有54个学习内容，学习内容后面规定了具体的内容要求，共有354个。而原来的小学和初中科学课程标准中有441个知识点，我们把它精炼成354个，减少了87个，其中，初中减少了41个，小学减少了46个。可以看出，我们对原来的内容进行精简整合，同时把原来小学课标中18个重要概念，初中课标中17个主题概念，变成了13个核心概念。此外，新课标还打破了领域的划分，强调跨领域统整学科核心概念，比如物质科学中有关能源、环境新技术对环境影响的一些内容，生命科学中人类与环境相互作用的一些内容，地球宇宙领域中资源的利用，技术工程对环境影响的一些内容，都纳入到了第11个学科核心概念“人类活动与环境”中，统整科学课程相关内容，加强了科学课程的综合性。学科核心概念反映了科学观念。比如物质的结构与性质，物质具有一定的特性与功能，空气和水是重要的物质，金属合金是重要的材料，等等，这样的说法是带有一些观念性的。学习内容中的354个知识点通常是学生学习的具体知识点，这些知识点形成54个具有观念性的概念，最后又聚焦到为13个学科核心概念，使学生在琐碎知识的学习基础上逐渐聚焦，形成上位的核心概念，也形成关于这个核心概念的一种观念性认识。学生对核心概念的认识不是短时间能完成的，要经过较长的时间来逐渐深化。我们把对核心概念的连贯性认识称为学习进阶。新课标划分了4个学段，每一个学科核心概念围绕着其具体内容进行进阶式设计。1至2年级，学生通过生活经验认识空气和水，从物体的角度认识空气和水的外部特征，如“空气是无色无味的气体”。3至4年级，学生认识空气与水的一些现象，如“风是一种空气流动的现象”。5至6年级，学生则认识空气与水的一些变化规律，如“列举日常生活中水蒸发和水蒸气凝结成水的实例”。7至9年级，学生认识空气与水的一些本质属性，如水的物理性质、化学性质等。新课标的课程内容在每一个学科核心概念中都包括3个方面的内容，一是前面重点阐述的内容要求，二是教学提示，三是学业要求。内容要求主要是告诉我们学什么，教学提示告诉我们怎么学，学业要求告诉我们学了以后能做什么、形成什么样的素养。各学科核心概念围绕科学观念、科学思维、探究实践和态度责任制订学业要求，指明学生在该学科核心概念学习之后的学业成就表现，反映了该学科核心概念的素养功能。技术与工程相关概念的出现，加强了科学课程的实践性特征。本次课程改革方案中明确提出，要强化“知识学习与学生经验、现实生活、社会实践之间的联系，注重真实情境的创设，增强学生认识真实世界，解决真实问题的能力”。各门课程原则上拿出不少于10%的课时开展跨学科的主题学习活动。如物理课程设计了“实验探究”“跨学科实践”主题，化学课程也设计了“科学探究与化学实验”“化学与社会•跨学科实践”主题，生物、地理等课程也都设计了跨学科实践。各门学科都特别重视融合科学、技术、工程以及社会的板块内容。科学课程通过技术与工程的相关概念，即“技术、工程与社会”“工程设计与物化”学科核心概念来承载跨学科实践的基本要求，凸显了科学、技术、工程与社会的相互联系。四新课标还提出：“通过对学科核心概念的学习，理解物质与能量、结构与功能、系统与模型、稳定与变化4个跨学科概念。”跨学科核心概念是那些在所有领域都运用的主要概念，一般是指跨越物质科学、生命科学、地球与宇宙科学以及技术与工程等学科的界限，体现出各学科的之间共通的思想方法，反映科学、技术、工程更上位的一些概念。跨学科概念能够打通不同领域知识的关联，使学生形成统一的认识。实际上跨学科核心概念很多，国际上也特别重视跨学科核心概念的学习。通过对国际上一些重要课程标准进行分析，我们发现物质与能量、结构与功能、系统与模型、稳定与变化4个跨学科概念在各国课程标准中出现频次最高。这4个跨学科核心概念，可以理解成上述13个学科核心概念的共通的跨学科核心概念，它可以将这13个学科核心概念作为一个整体来理解。（作者简介：往期文章回顾： 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