主题:

                   义务教育科学课程内容组织与教学实施

专家:李霞

     各位老师大家好，下面我将对义务教育科学课程标准的课程内容组织与教学知识进行解读。科学课程标准的第四部分是课程内容，科学课程内容，体现素养导向，在13个核心概念的统领下，进行了结构化的呈现。科学课程的教学诗史以科学课程内容为依据，结合学业质量及课程实施的教学建议，突出育人为本，强化了具体指导。接下来我将围绕义务教育科学课程的内容组织与基于核心素养的教学知识两个方面进行解读。

一科学课程的内容组织。首先我们分析科学课程内容的整体结构是什么样的。

第二，科学课程的13个核心概念是如何凝练的，其内涵是怎样的？

第三，核心概念下的内容框架是怎样规定和落实了核心素养的培养？

首先第一，科学课程内容的整体结构，科学课程内容整体结构的确定，体现了以下几个方面的基本原则。首先聚焦核心素养的发展，系统组织了课程内容，体现育人为本。

第二，凝练了13个核心概念，13个核心概念的凝练，突破了学科领域的界限，实现了对课程内容的高度综合。

    第三，提出了4个跨学科概念，4个跨学科概念，横向连接13个核心概念，进一步强化了课程内容的整体性和系统性。第四，进阶设计了核心概念下的内容要求，覆盖义务教育全学段，从内容要求，学业要求到教学提示等方面，落实了核心素养发展的基本路径。

    科学课程内容的整体结构是以13个核心概念做统领，结构化呈现了课程内容，体现了素养导向13个核心概念，一共分解为54条学习内容，54条学习内容，继续分解为354条具体的要求，13个核心概念和54条学习内容，贯通一到九年级义务教育学习阶段，354条具体要求，按照由易到难，由简单到复杂，由具体到抽象的基本规律，安排在一到二年级，三到四年级、五到六年级，七到九年级4个学段。

    每个核心概念的学习主要有内容要求、学业要求、教学提示三个方面，整体结构化呈现，内容要求部分，将核心概念的学习进一步分解为学习内容及内容的具体要求，规定了科学课程学什么，学业要求部分，围绕核心素养的4个方面，科学观念、科学思维、探究实践和态度责任。按照4个学段进行进阶安排，规定了科学课程的具体素养要求。教学提示部分提出了每个核心概念的教学策略和学习活动的建议。

    教学策略建议和学习活动建议是针对教学设计进阶内容，关键要点和需要注意的问题，进行系统设计的具体到学习活动建议，更关注依据学生的学习方式，体现学科思想和方法及学生应形成的核心素养的具体培养路径，是对素养培养路径的具体建议。23个核心概念是如何凝练的。首先基于前版课标的具体内容进行整合和提炼，保持了学习内容的稳定性。核心概念的提炼是将2017版小学科学课程标准中的18个主要概念及其学习内容与义务教育初中科学课程标准中的15个主题及其内容要求，在整体进行解析，整合衔接的基础上提炼而成。

我们以核心概念一物质的结构与性质为例来进行分析。这一核心概念包括7个学习内容，分别是1.1，物质具有一定的特性与功能。1.2，空气与水是重要的物质，1.3，金属及合金是重要的材料。1.4，常见的化合物1.5，物质由元素组成，1.6，物质由微观粒子构成。1.7常见物质的分类。

这些学习内容就是将小学课程标准中主要概念一，物质具有一定的特征，材料具有一定的性能。主要概念二，水是一种常见而重要的单一物质。主要概念三，空气是一种常见而重要的混合物质，与初中课标中的相关内容进行整合，进行衔接，进行进阶设计而成的，在核心概念的下位提炼的7个学习内容，也是遵循了学生的基本认知规律。

首先同认识具体的物体的特征入手，进一步认识物质的元素组成，再深入到微观结构，认识物质的结构，进而帮助学生从物质类属的视角，进一步认识物质的结构及其性质和用途，建构物质观，形成科学观念。

    第二，核心概念的凝练突破了学科领域的界限，实现高度综合，凸显育人价值，以核心概念4能的转化与能量守恒为例，涉及到物质科学领域的机械能，化学过程中伴随的能量变化，生命科学领域中的生物体的能量变化，以及地球与宇宙科学领域的地球，人类能源的获得，动植物间的能量转化等内容，概括了自然科学所有与能有关的内容，提炼为这一核心概念。

    再如核心概念，11，人类活动与环境，综合了物质科学领域的能源利用，环境污染，新技术对环境的影响等内容，生命科学领域的人类与环境的作用关系等内容，地球与宇宙科学领域的资源利用，自然灾害等内容，技术与工程领域的技术对社会的影响，工程对环境的影响等内容，是横跨多个领域的核心概念。

    第三，核心概念与跨学科概念之间横向连接，进一步加强了综合性和系统性。每个核心概念的学习都指向了更为上位的跨学科概念的建构。在科学课程教学中，我们要充分重视跨学科概念的教学，跨学科概念是认识自然界的基本思想工具，对学生理解科学本质具有不可替代的作用。

    所以我们在教学实施过程中，无论是教材编写还是课堂教学，都要深入理解课程标准设计的基本理念，统筹考虑核心概念和跨学科概念之间的关联，从科学知识的整体性和系统性出发，整体设计教材设计学习活动，使学生能够更好的理解和运用科学知识，塑造整体的科学观和价值观。

    三核心概念下的具体内容框架是怎样的？在每个核心概念下，主要是有内容要求、学业要求和教学建议三个方面来组成的。那么在每个核心概念的下面有一个锚段，每个核心下的帽段都从概念的内涵以及本核心概念与跨学科概念之间的联系进行了界定，把握概念的内涵与跨学科概念之间的联系，有助于整体理解。

   在本核心概念统领下，学习内容及其进阶是教材设计和课堂教学能够关注到核心概念的学科价值和教育价值。

   在每个核心概念下的内容要求部分规定了具体的学习内容，在学习内容的下位，针对不同年级学段规定了学生应该掌握的具体的内容，要求我们以物质的结构与性质这一核心概念下，1.2，空气与水是重要的物质。这一学习内容为例，内容要求的规定，基于学生的学习特点和学习规律，分别由浅入深，由具体到抽象，由简单到复杂，进阶安排了应当学习的具体内容。

    一二年级学生能够认识具体物体的外部特征。三四年级学生在认识了各种形态的具体物体的基础上，了解其外部特征，建立物体的概念，初步认识物体变化的现象。在五六年级逐步建构物质的概念，能够认识物质的简单特性，了解物质的变化规律。在七九年级能够从微观结构的视角认识物质的本质属性，从而建构起世界是物质的物质具有一定的结构，而物质的结构又决定了其性质和用途等科学概念。

    三，学业要求。每个核心概念的学习都规定了其学业要求，那么学业要求是分别从科学观念、科学思维、探究实践、态度、责任4个维度，对学生在不同学年段应达到的素养水平进行了规定，以核心概念三物质的运动与相互作用。

学业要求为例，在学科观念维度，一二年级要求学生能够描述常见的推力和拉力，认识力对物体形状的改变。三四年级能够用速度表征运动，建立力与运动的关联。五六年级能够初步感受电磁相互作用及其现象。七九年级从系统层面了解二力平衡以及物体运动状态的改变，系统理解声光电磁的特性与规律。

与此同时，在科学思维方面，一二年级学生要能够将生活中亲身经历过的对各种力的感受进行表征，以力的效果表现作为分类依据，能够将常见的力进行分类，培养学生的直觉思维。三四年级以生活中各种物体的运动形式作为探究对象，从可观察的运动轨迹等方面进行比较，初步抽象概括不同的运动形式，用速度来表征运动。五六年级能借助可靠的证据对未知的现象进行想象和推理，基于交流情境，提出观点，建立证据与假设或观点之间的联系。七到九年级通过实验进一步培养学生的实验技能，同时加强学生的观察，比较分类、想象、类比、概括、归纳等主要的科学方法和能力。

    在探究实践方面，一二年级能够在教师的指导和帮助下，观察比较生活中关于力的现象，磁现象等相关内容，操作简单的实验，用口述和画图的方式表达自己的体验和观察到的现象。三四年级能在教师引导下选择恰当的工具，用较为准确的词汇和图表记录物体运动的方式轨迹，能够记录电路连接的顺序等获得信息，分析信息得出结论。五六年级在教师指导下尝试独立设计探究活动，发现力与运动之间的关系。七到九年级在比较物体运动的快慢，感受液体压强的存在，并描述其特点，探究液体压强与流速的关系等活动中，学习和掌握观察比较测量调查控制变量等多种科学方法。

    情感态度方面，一二年级要培养学生对身边常见的力的这种探究兴趣，好奇心和求知欲，学会倾听，认真观察，在游戏和跻身体验活动中发展直觉兴趣。三四年级进一步发展学生的探究兴趣，发展合作探究的意识，关注电磁等在生活中的应用。五六年级学会在合作中反思自己的行为和特点，认识到科学技术对人类的重要意义。七九年级强调科学理论与社会价值，查阅有关史料，通过力学、磁学、电学等发展史中的典型事例，领悟科学精神，调查相关知识在现代生活生产实践中的应用，进一步理解科学技术与社会的相互关系，发现对社会发展的作用，树立社会责任感。

    四在教学提示部分是有两个内容组成的，以核心概念物质的结构与性质为例，教学策略建议针对本核心概念，在不同学段的进阶学习设计和关键要点，提出如利用观察和实验的策略去探究物体的特性和物质的性能，用模型建构的策略，解释和理解物质的性质及其变化，依据物质的组成和性质，对物质进行分类，利用科学史的素材去理解科学本质等等。

    在每一种教学策略下，针对不同年级学生的学习特点和认知水平，进一步提出连续的学习策略。比如一二年级指导学生利用感官观察进行定性描述，三四年级借助工具观察进行定量描述。五六年级七到九年级则进一步理解和掌握控制变量的实验设计，发展学生对科学事物的解释能力。

    第二个内容是学习活动建议，基于对教学策略的建议，课程标准选择了经典的探究实践活动，提出了具体的学习活动建议，学习活动建议，依据学生的学习方式，体现学科的思想和方法，为培养学生形成核心素养提供了具体的实现路径。

    本版课标提出了13种具体的学习活动，包括观察、实验探究、测量、制作、种植养殖、体验、调查、模拟实验、观测、读图、识图、工程实践、科普剧，还有项目研究等等，这是我们进行课堂教学和教材设计的参考。好，接下来我们来分析第二部分，基于核心素养的教学知识，从三个方面进行解析。一如何基于核心素养确定教学目标。二，如何围绕核心概念组织教学内容。三，如何设计和知识探究实践活动。课程标准，从教学目标、教学内容、教学设计和教学活动4个方面，对课堂教学提出了建议。

    首先基于核心素养确定教学目标。第二，围绕核心概念组织教学内容。第三，以学生为主体进行教学设计。第四，以探究实践为主要方式开展教学活动。下面我们将教学建议整合为三个方面进行分析，第一方面，如何基于核心素养确定教学目标，课程标准中基于核心素养的具体要求，明确了课程总目标，围绕课程总目标制定了学段目标，课程标准要求要围绕总目标学段目标，系统设计学年教学目标，单元教学目标和课时教学目标。

    在进行教学目标的制定时，要充分考虑课程内容、学业要求以及学业质量的相关要求。所以我们在制定学年教学目标时，首先要依据本学年核心概念及其进阶的基本内容。第二要综合考虑学段目标，学业要求和学业质量。第三要围绕核心素养进行整体规划，单元教学目标的制定。

   首先要明确本单元设计的核心概念及其进阶路线。第二要落实相关核心概念的学业要求和内容要求。第三，要围绕核心素养的几个方面来进行整体设计。

   在进行课时教学目标的设计时，首先要分解本单元的教学目标，其次要落实课标中的内容要求。第三，在进行目标表达的时候，要选择可操作的易检测的行为动词。第四，要用好课程标准中的教学活动建议和教材中的活动，围绕核心素养精确设计。所以无论是学年教学目标还是单元教学目标，课时教学目标，我们都要围绕核心素养进行系统考虑，以素养目标去引领教学，评好第一点，目标制定的依据，以八年级科学电路探秘单元的教学目标设计为例，将本单元涉及到的具体内容要求进行精准分析，明确本单元的具体内容要求，以及其上位的学习内容以及核心概念和跨学科概念。明确本单元学习内容之前，学生已经具备了哪些科学概念、思维方法、探究能力水平等结合学业要求和学业质量系统考虑。第二，目标的表达，目标的表达可以从科学观念、科学思维、探究实践和态度责任4个维度去进行制定。

   教学目标的构成要素一般包括情境、行为动词和学习内容三个主要的要素，教学情境和行为动词规定了学生应当经历怎样的学习活动，具体的内容情境规定了怎么学，行为动词规定了学习到什么程度，而学习内容规定了具体学什么，利用这样的目标表达方式，可以帮助我们和学生更加清晰精准的去设计和实施教学活动。对于行为动词的选择，在课程标准附录二，课程内容中使用的行为动词这一表格中给出了具体的建议。科学观念和科学思维目标的表达可以使用认知性目标动词，探究实践目标的表达，可以使用技能性目标动词，态度责任目标的表达可以使用体验性目标动词，我们可以根据具体的学习内容，依据课程标准的内容要求，选择适宜的实切的行为动词去进行表达。

    以电路探秘单元的单元目标制定为例，我们要聚焦核心素养的几个方面进行设计，接着将单元目标具体分解到每一课时，要明确表达该目标实现所依托的教学情境，用行为动词界定学生所应达到的基本水平，再结合具体的内容进行完整准确的第二，如何围绕核心概念知教学内容。课标提出要基于课程标准，围绕学科核心概念和跨学科概念理解教材的设计，关注知识间的内在关联，促进知识的结构化，改变碎片化和割裂式的教学倾向。要准确把握核心概念的进阶，强化学段间的内容安排，系列化和递进性。

    我们在进行教学内容组织的时候，可以按照以下的基本路径开。首先要把握核心概念的进阶，落实学段间内容的系列化和递进性。第二，要依据课程标准理解教材，基于学生的学习进阶，确定本单元内容的组织线索。第三，要选择适合学生知识经验和认知水平的教学活动。

    首先我们要把握核心概念的进阶，落实学段间的内容序列化和递进性安排，如前所述，要紧紧围绕课程标准，要把本单元聚焦的核心概念的进阶序列进行清晰的梳理，将相关的内容进行序列化和递进性的安排。例如初中阶段，电路探秘这一单元和小学阶段，简单电路这一单元涉及到的核心概念都是物质的运动和相互作用。在进行内容梳理时，我们要关注此概念，在课标中针对不同的学段有不同的水平规定，我们要将课标中的相关内容进一步理清，并且建立内容之间的序列性和递进性。第二，要依据课标分析教材，基于学习进阶，确定单元内部的内容组织线索，课标的学业要求，学业质量以及学段目标，都对每个核心概念学习所应达到的素养水平进行了明确的规定。那么在进行单元内部教学内容的组织的时候，我们要仅仅依据课标，结合教材中的活动设计，充分考虑学生的学习特点进行设计。例如三四年级简单电路这一单元的内容组织，可以设计利用点亮一只小电珠的游戏活动，充分让学生参与到探究活动中去。在这一探究活动中，让学生经历简单电路模型的概念建构过程。

    接着理解简单电路模型的基本要素，发现电流流动形成闭合回路，才能使小电珠亮起来的秘密，让学生建立起这一概念模型。在理解简单电路模型的基础上，利用模型去识别材料的导电性，解决电路暗箱的问题。随着对简单电路模型的深入理解，在设计利用闭合回路的概念，去分析理解日常生活中更多的用电现象的问题，将这些内容依据学生的思维发展水平进行有机的递进型的设计。

    在电路探秘单元则可以通过概念建构获得重要概念，通过工程实践获得重要的技能和实践方法，通过科学探究发现更加抽象的规律，最后通过问题解决系统的去利用概念、探究方法、实践技能等解决生活中的真实问题。将这些内容按照学生的学习规律进行有机的序列化的组织，帮助学生建构概念，发展素养。

     第三，选择适合学生经验和认知水平的教学活动。不同年龄段的学生，其生活经验认知水平和概念水平都是不一样的。我们要基于学生的学习特点和经验水平，去设计适合该学段学生能够开展的学习活动。例如小学生可以基于其生活经验和前概念，采用游戏活动、体验活动、任务挑战活动等学生喜欢的学习方式展开探究。在对学生前概念进行调查的基础上，学生在动手操作的活动中，让学生经历观察比较和归纳的过程，发现小店周亮起来的连接方式，在探究中完成概念建构。

    对于中学生来讲，则可以设计较多的聚焦真实问题的解决活动，利用获得的科学概念和探究实践技能去解决生活中的问题，做到知行合一。第三，如何设计和实时探究实践活动。一首先要准确理解课程标准中探究实践的内涵，课标对探究实践内涵的规定，包括了三个方面的内容。第一是科学探究，主要由提出问题作出假设，制定计划、收集证据、处理信息、得出结论，表达交流和反思评价8个要素组成。第二是技术与工程实践，主要由明确问题设计方案、实施计划、检验作品，改进完善发布成果6个要素组成。三是4组学习活动，主要包括确定学习目标，选择学习策略，监控学习过程，反思学习过程与结果4个方面。

    自主学习活动伴随在科学探究和技术与工程实践活动中，是落实核心素养的重要途径之一。我们知道在科学教育近百年的发展历史中，科学教育一开始就伴随着探究的思想，而科学探究始终伴随着科学思维教学时，我们不能仅仅关注具体的观察与实验技能的获得，也不能将科学探究窄化为一个固定的基本流程，我们需要聚焦学生的核心素养的发展，去开展科学探究和技术工程实践。那么有效的科学探究与技术工程实践，需要学生自主的主动的参与，需要学生科学思维的深度参与。第二，聚焦核心素养，进行探究实践活动。课标要求要开展科学思维深度参与的思维型探究活动设计，使得学生经历科学探究的全过程。科学探究不仅是科学家工作的一种方式，同时也是我们与学生进行科学学习的重要方式，也是重要的学习内容。在科学探究过程中，学生要经历基于情境提出问题，作出假设，制定计划，证据收集与处理信息，基于证据与信息的处理得出结论，表达交流，最后进行反思，以应用迁移这样的科学探究过程。

     在科学探究过程中，我们需要明确并关注学生科学思维的发生，并给予相关的点拨与学习支持。在问题提出过程中，通过对现象的观察，联想相关概念，识别与比较变量发散思维，使得学生能够提出一个自己可以探究的问题。

     在假设提出制定计划的过程中，学生能够运用因果推理、类比推理、演绎推理等推理方法，初步发现并表达变量之间可能存在的关系。在收集证据和信息处理的过程中，学生可以使用到比较分析、综合推理等思维方法，去探究发现变量之间的关系，能够去评估证据，基于证据推理结论，在结论的得出和表达过程中，能够利用证据进行合理的推论，能够分析比较不同的观点，并且提出自己的论据去进行批判性的思考和表达。

     在总结反思与应用迁移阶段，通过比较分析概括反思思维，将获得的结论观点和方法迁移到新情境中去，进行应用，真正的实践科学探究的重要价值。

     三，落实素养目标，实施学生主动思考的探究活动。我们以附录三，案例一，生活中的材料和案例5小车的运动这两个探究活动为例进行解析，认识身边的材料这一刻，选自生活中的材料这个单元，这个单元的教学聚焦核心概念，物质的结构与性质下的学习内容，1.1物质具有一定的特征，材料具有一定的性能。那么这个内容要求学生能够在一二年级识别生活中常见的材料，了解材料的简单特性。那么在进行单元内容的组织的时候，我们可以依照一二年级学生的基本学习特点，从认识身边物品是用什么材料做成的入手，发展学生对常见材料的认识，能够精细化的识别出常见的材料，这是一节概念建构的课例。接着在第二节课的学习中设计游戏活动，学生通过看一看闻一闻、摸一摸等方法，发现各种材料的简单特点，这是一个简单的属性的探究课例。接着带领学生认识生活中更多有趣的神奇的材料，例如打不湿搞不脏的纳米材料等等。

    在学生认识新材料的过程中，尝试做用蜡烛黑给纸杯做一件打不湿搞不脏的外衣，让学生在活动中初步感受各种神奇的材料，发现材料的神奇，认识，了解更多的新材料，那么同时也让学生去初步感受一个问题解决的过程，发展学生对科学学习的兴趣和对自然事物的好奇心和求知欲。例如附录中认识身边的材料，这一案例就是从概念情境的创设引发问题入手，去初步识别生活中常见的材料，接着通过观察比较去建构概念，从而形成对不同材料的精细化的认识，在应用概念去解决问题。

为什么玻璃杯外面会套一个塑料的外套，为进一步探究材料的简单特点做好准备。再以小车的运动，这一个探究活动的实时为例，本科聚焦核心概念，三物质的运动与相互作用及其五六年级的具体学习内容，要整体设计教学目标，体现素养发展的各个方面。进行科学探究活动的实施的时候，教师首先创设情境，明确问题，力量大的时候，小车是否运动的比较快，接着在观察现象的过程中，引发学生的认知冲突。学生发现只有当扫车启动之后，力的大小裁与物体运动的快慢有关，而小车的启动和停止都与力有着非常重要的关系。

    在实验探究环节，学生设计控制变量的实验，利用测量工具，探究小车运动的快慢与拉力大小之间的关系，利用获得的数据得出结论，并且反思探究过程。最后在应用迁移和解决问题阶段，学生尝试完成挑战任务，让小车在规定的时间内走完一段距离，这时学生就需要动用自己获得的科学概念，以及获得的实验设计方法，小组合作，共同解决问题。这个课聚焦了规律的探究，落实核心素养，培养。

    在具体的探究实践活动的实施过程中，教师要把握好对学生活动的组织和指导，例如在设计情境引发认知冲突的环节，提供给学生他们所需要的材料。学生在自由发现的过程中引发认知冲突，在这个过程中培养学生的学习兴趣，发展学生的质疑精神。在学生利用手边的实验材料，设计控制变量的实验，并且开展实验探究的过程中，教师要精心组织学生自主建构，在整个实验过程中，学生能够识别并控制变量，认真的收集数据，记录数据，发展学生严谨细致实事求是的科学态度，并且能够关注证据的收集，进行科学推理。

    在学生基于证据得出结论并且进行论证的过程中，教师要有效组织师生之间的互动和学生与学生之间的互动，触发学生的学习监控，使得学生能够基于证据展开论证，不断的深入体悟科学的本质，在合作实践阶段去推进学生对科学概念和技能的拓展迁移。我们看学生利用自己获得的科学概念，不断的优化自己的制作材料，进而能够设计出一个在一定时间内跑完一定路程的小车。在这个过程中不断发展学生愿意不断改进，持续解决问题的探究欲望。

    四，整合启发式、探究式、互动式、体验式和项目式等实施工程实践活动。课程标准，附录案例时，长期低头看手机的危害，就是一个工程实践活动的案例。本案例涉及到的核心概念有核心概念。

    三，物质的运动与相互作用。核心概念五，生命系统的构成层次。核心概念13，工程设计与物化。本案例的学习，以项目化学习为载体，去发展对核心概念的认识，并且使学生感悟跨学科概念的重要价值。在项目学习活动中，以高阶的驱动性问题作为项目学习的着手点，学生在进行项目化学习的过程中解决问题，强化课程实施的综合性和实践性。老师们，关于科学课程的内容组织及聚焦核心素养的教学知识，就与大家解析到这里，谢谢大家。

    再见。