中小學(xué)科學(xué)課程的價(jià)值取向與實(shí)施策略

中小學(xué)科學(xué)課程的價(jià)值取向與實(shí)施策略如何在“雙減”背景下做好中小學(xué)科學(xué)教育加法，為科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)，是我國中小學(xué)科學(xué)課程改革面臨的時(shí)代命題?？茖W(xué)課程作為科學(xué)教育的主要載體，受到世界各國的高度重視。近年來，基于科學(xué)大觀念、跨學(xué)科概念或核心概念的課程內(nèi)容建構(gòu)等，成為科學(xué)課程發(fā)展的主要趨勢。2022年，教育部頒布了《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》，凝練了科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任等4個(gè)核心素養(yǎng)，加強(qiáng)了內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化，提升了課程的綜合性和實(shí)踐性。這向我們提出了兩個(gè)問題：（1）科學(xué)新課程與以往課程存在哪些實(shí)質(zhì)性的不同？（2）對于這些差異，在課程實(shí)施中教師應(yīng)該采取怎樣的策略，以保證新課程的落實(shí)？一、中小學(xué)科學(xué)課程的價(jià)值取向探討中小學(xué)科學(xué)課程的價(jià)值取向，首先要了解科學(xué)課程構(gòu)建的基本邏輯，具體包括“學(xué)什么”“怎么學(xué)”“達(dá)成什么預(yù)期”等方面，即課程目標(biāo)（核心素養(yǎng)的培養(yǎng)）、課程內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的路徑，三者缺一不可?；谶@一邏輯，概括而言，科學(xué)課程主要有以下幾個(gè)方面的價(jià)值追求。1一切為了學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)這是科學(xué)課程目標(biāo)層面的價(jià)值取向。中國科學(xué)社的創(chuàng)始人任鴻雋在《新青年》刊發(fā)的《何為科學(xué)家》一文中指出：“近代科學(xué)是教育和修養(yǎng)最好的工具，因?yàn)樘焯烨笳胬恚瑫r(shí)時(shí)想破除成見，不但使學(xué)科學(xué)的人有求真理的能力，而且有愛真理的誠心。無論遇見什么事，都能平心靜氣地分析研究，從復(fù)雜中求簡單，從紊亂中求秩序；拿論理（邏輯）來訓(xùn)練他的思維，而思考力愈增；用經(jīng)驗(yàn)來指示他的直覺，而直覺力愈活。”科學(xué)學(xué)習(xí)可以提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，這些素養(yǎng)對于學(xué)生的終身學(xué)習(xí)與發(fā)展具有很重要的意義。信息時(shí)代向我們揭示了兩個(gè)事實(shí)：一是知識(shí)是學(xué)不完的，每天都有大量的新知識(shí)產(chǎn)生，而且固守舊知識(shí)并不能滿足當(dāng)下生存與發(fā)展的需要；二是相對于知識(shí)積累，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)和解決問題的思維和行動(dòng)能力，這可以讓學(xué)生坦然、自信地面對各種未知、不確定的問題。在《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》提出的4個(gè)核心素養(yǎng)中，科學(xué)觀念是科學(xué)課程本質(zhì)屬性的集中體現(xiàn)，是其他素養(yǎng)的基礎(chǔ)；科學(xué)思維是適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的核心思維方式，而且可以遷移到其他領(lǐng)域，其中，作為高階思維的批判性思維和創(chuàng)造性思維，又是重中之重，沒有高階思維的充分發(fā)展，遑論科技創(chuàng)新人才的培養(yǎng)；探究實(shí)踐是學(xué)生形成其他素養(yǎng)的主要途徑，同時(shí)也是一種關(guān)鍵能力；態(tài)度責(zé)任是學(xué)生基于對科學(xué)概念的深度理解，在探究實(shí)踐的支撐下，通過科學(xué)思維內(nèi)化而形成的必備品格。換一種說法是，教師在設(shè)計(jì)與開展教學(xué)時(shí)首先應(yīng)該有一個(gè)判斷，即這些知識(shí)和學(xué)習(xí)活動(dòng)是有利于培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的，否則就是不合理的或應(yīng)該放棄的。2科學(xué)課程內(nèi)容的精約化與結(jié)構(gòu)化這是科學(xué)課程內(nèi)容層面的價(jià)值取向?？茖W(xué)史告訴我們，知識(shí)是積累的（雖有科學(xué)革命，但革命也是一種積累方式），知識(shí)是關(guān)聯(lián)的。對于科學(xué)教學(xué)來說，正是由于素養(yǎng)始于并孕育于學(xué)生探究實(shí)踐以及邏輯思維的深度參與，所以課程內(nèi)容要“少而精”，要結(jié)構(gòu)化，否則容易淹沒在碎片化的知識(shí)學(xué)習(xí)之中。已有的行為學(xué)和腦科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，靈活的語義記憶網(wǎng)絡(luò)有利于創(chuàng)造性的表現(xiàn)，高創(chuàng)造力個(gè)體呈現(xiàn)出更靈活、連接更緊密的語義記憶結(jié)構(gòu)。零散的知識(shí)彼此之間關(guān)聯(lián)性弱，沒有可遷移的知識(shí)結(jié)構(gòu)，不利于學(xué)生形成知識(shí)的整合性理解，不利于學(xué)生使用知識(shí)。此外，值得注意的一個(gè)問題是，如何認(rèn)識(shí)科學(xué)課程內(nèi)容范疇?？茖W(xué)課程內(nèi)容不僅包括科學(xué)的概念、規(guī)律和理論，而且包括如何開展科學(xué)探究、如何認(rèn)識(shí)科學(xué)以及科學(xué)應(yīng)用等方面。理想情況下，科學(xué)學(xué)習(xí)是獲取科學(xué)概念、技能與元認(rèn)知能力的結(jié)合。因而，注重不同類型內(nèi)容之間的相互關(guān)聯(lián)是認(rèn)識(shí)與結(jié)構(gòu)化科學(xué)課程內(nèi)容的基礎(chǔ)，也是進(jìn)一步將其與素養(yǎng)發(fā)展、路徑支撐進(jìn)行整體認(rèn)識(shí)和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。3像科學(xué)家與工程師一樣思考與實(shí)踐如圖1所示，一般說來，通過課程內(nèi)容學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的路徑有兩種：一是探究實(shí)踐活動(dòng)，二是理論分析。探究實(shí)踐活動(dòng)包括學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行的觀察、實(shí)驗(yàn)、記錄、測量、制作、調(diào)查等；理論分析相對比較抽象，其核心是思維方法的應(yīng)用?；仡櫩茖W(xué)史，在科學(xué)研究中，一方面，從實(shí)驗(yàn)事實(shí)到科學(xué)觀念之間不存在邏輯的通道，鮮有科學(xué)規(guī)律是可以直接從觀察或?qū)嶒?yàn)得來，只有通過理智的自由發(fā)明才能達(dá)到?？茖W(xué)思維是科學(xué)研究行為、科學(xué)創(chuàng)造的靈魂，沒有思維的學(xué)習(xí)活動(dòng)必然是干涸的、沒有深度的、不能達(dá)成真正科學(xué)理解的。另一方面，這種發(fā)明歸根到底也依賴于對實(shí)驗(yàn)事實(shí)的縝密認(rèn)識(shí)，從來也沒有一個(gè)真正有用的和深入的理論果真是由純粹思辨發(fā)現(xiàn)的。從這個(gè)意義上講，兩條路徑又是相輔相成的。圖1科學(xué)課程構(gòu)建的基本邏輯學(xué)生像科學(xué)家和工程師一樣思考與實(shí)踐，可以實(shí)現(xiàn)：（1）作為一個(gè)有機(jī)整體，避免了科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任4個(gè)核心素養(yǎng)之間的割裂，因?yàn)閺乃季S上講，科學(xué)思維內(nèi)含于科學(xué)探究與實(shí)踐之中；從實(shí)踐角度來說，科學(xué)探究亦在其中。除思維與實(shí)踐本身具有很強(qiáng)的交互關(guān)系之外，科學(xué)知識(shí)與概念當(dāng)然是思考與實(shí)踐的重要基礎(chǔ)，態(tài)度與責(zé)任也是影響思考與實(shí)踐的重要因素。（2）將科學(xué)學(xué)習(xí)過程表達(dá)為與科學(xué)家和工程師類似的思考與實(shí)踐過程，這一過程集中展現(xiàn)了科學(xué)家和工程師的知識(shí)、思維、情感、態(tài)度、價(jià)值觀等，而如何開展設(shè)計(jì)和研究，如何調(diào)動(dòng)這些要素來思考與實(shí)踐，已有很多描述和闡釋，可以作為學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的直接參照。4從生活中來，到生活中去學(xué)習(xí)科學(xué)指出，學(xué)生的已有知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)是進(jìn)一步學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。這是建構(gòu)主義的觀點(diǎn)，也是學(xué)習(xí)起點(diǎn)的問題。比如，小學(xué)生對于他們站立的大地是平的，以及放在球體下面東西會(huì)掉下來有了多次體驗(yàn)，所以當(dāng)教師講到他們居住的地球是球形的，就與他們的先前知識(shí)和體驗(yàn)相沖突了。當(dāng)學(xué)生試圖將新信息與先前知識(shí)相結(jié)合時(shí)，就得出了全新的地球形狀概念，并為之后解釋相關(guān)現(xiàn)象或解決相關(guān)問題提供知識(shí)基礎(chǔ)。值得進(jìn)一步說明的是，“從生活中來，到生活中去”不僅是在課堂上創(chuàng)設(shè)情境，在知識(shí)學(xué)習(xí)之后再解釋相關(guān)現(xiàn)象，而且重要的是以真實(shí)生活為學(xué)習(xí)場景。約翰·杜威指出，探究就是從一個(gè)問題處境開始，以這個(gè)問題處境或人本身的某種改變結(jié)束。這具有實(shí)用主義哲學(xué)的鮮明傾向。由于時(shí)間與空間的局限，這在課堂上很難做到，但同時(shí)向我們提出另一個(gè)問題，科學(xué)學(xué)習(xí)僅僅是課堂教學(xué)的事情嗎？回答是否定的。我們要將課內(nèi)、課外（實(shí)踐基地、科技場所、家庭等）的科學(xué)學(xué)習(xí)整體規(guī)劃，特別是課后學(xué)習(xí)任務(wù)的設(shè)計(jì)，如讓學(xué)生使用身邊的材料做一條玩具船，可以加深學(xué)生對浮力與物體密度關(guān)系的理解，這種實(shí)際任務(wù)為檢測概念理解以及將抽象概念與具體經(jīng)驗(yàn)相關(guān)聯(lián)提供了很多機(jī)會(huì)。二、中小學(xué)科學(xué)課程的實(shí)踐策略與思考1整體規(guī)劃科學(xué)課程科學(xué)課程包括國家科學(xué)課程、地方科技類課程（義務(wù)教育階段）、學(xué)校為滿足學(xué)生個(gè)性化發(fā)展而開發(fā)的科技類校本課程。學(xué)校要從為國家科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)奠基的角度，認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)教育階段科學(xué)課程與教學(xué)的重要意義，把科學(xué)課程放在學(xué)校課程的重要位置來考量。對于國家科學(xué)課程，在開齊開足的基礎(chǔ)上，學(xué)校和教師更要基于校情和學(xué)情做好學(xué)段、學(xué)年、學(xué)期、單元乃至課時(shí)的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、評(píng)價(jià)方式和方法的協(xié)調(diào)一致，除此之外，還要在科學(xué)課程資源、教師招聘與培訓(xùn)研修、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與實(shí)驗(yàn)員配備以及實(shí)驗(yàn)藥品和器材配備等方面做好保障；對于科技類地方課程與校本課程，學(xué)校和教師要?jiǎng)?chuàng)造條件讓學(xué)生開展探索性、創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)與工程設(shè)計(jì)，這對于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提升學(xué)生思維能力具有重要的促進(jìn)作用。

據(jù)教育部課程教材研究所2022年開展的一次專項(xiàng)調(diào)研顯示，中小學(xué)各類校本課程中，科技類是最少的類別之一，占比29.9%。某東部地市反映，由于科技類校本課程需要較多經(jīng)費(fèi)，所以難以持續(xù)，同時(shí)表示該類校本課程開發(fā)困難的學(xué)校最多，占比52.45%。當(dāng)然，其中也存在一個(gè)誤區(qū)，即探究實(shí)踐需要專門的器材設(shè)備，而理想的狀態(tài)是，除少數(shù)特定的實(shí)驗(yàn)藥品或設(shè)備之外，教師和學(xué)生充分利用當(dāng)?shù)乇憷纳镔Y源、日常生活易得的材料等，自制教具，開展探索研究和工程實(shí)踐。我們培養(yǎng)的是學(xué)生的思維、能力和品格，無關(guān)內(nèi)容載體。2以探究實(shí)踐為主要路徑，推進(jìn)科學(xué)教學(xué)與評(píng)價(jià)變革理論上講，所有的科學(xué)知識(shí)建構(gòu)都離不開探究實(shí)踐，因?yàn)橹行W(xué)科學(xué)課程的研究對象絕大部分來自現(xiàn)實(shí)生活和自然世界，是相對直觀的，所以學(xué)生需要而且也可能主要通過探究實(shí)踐活動(dòng)來觀察、實(shí)驗(yàn)，獲取信息與證據(jù)，即學(xué)生像科學(xué)家與工程師一樣思考與實(shí)踐，取材于生活，悟理、共情于實(shí)踐。然而，如何應(yīng)對內(nèi)容量（尤其是考試要求的）與課時(shí)帶來的挑戰(zhàn)，以確保學(xué)生有足夠的時(shí)間深度開展探究實(shí)踐活動(dòng)以及對證據(jù)或信息的思維加工，是一個(gè)現(xiàn)實(shí)的、不可回避的問題。我們應(yīng)認(rèn)真考慮兩個(gè)方面：一是不能完全犧牲學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的深刻體驗(yàn)。因?yàn)闆]有深刻體驗(yàn)，就沒有學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展；沒有學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展，就沒有完成國家科學(xué)教育的目標(biāo)與要求。二是相對于面面俱到、講授式的科學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)化、體系性學(xué)習(xí)，學(xué)生在深刻體驗(yàn)中形成的素養(yǎng)可以開拓新的科學(xué)知識(shí)，并在其他場景中遷移以解決實(shí)際問題。同時(shí)，教師要“以終為始”地看待科學(xué)教學(xué)，像評(píng)估員一樣思考三個(gè)基礎(chǔ)性問題：一是需要什么類型的證據(jù)，證明學(xué)生達(dá)到了科學(xué)教學(xué)目標(biāo)？二是對于學(xué)生在探究實(shí)踐中的反應(yīng)、作品或行為，哪些具體特征可以用來判斷他們達(dá)到了哪些預(yù)期效果？三是所計(jì)劃的證據(jù)能使我們推斷出學(xué)生的科學(xué)知識(shí)、技能和理解狀況嗎？回答好這三個(gè)問題，有利于實(shí)現(xiàn)教學(xué)評(píng)一體化。但是，探究實(shí)踐不是為了活動(dòng)而活動(dòng)。我們不僅要注重科學(xué)知識(shí)應(yīng)用，而且要讓學(xué)生在“做中學(xué)、用中學(xué)、創(chuàng)中學(xué)”，重視科學(xué)學(xué)習(xí)理念、科學(xué)精神和求知渴望的滋養(yǎng)。正如約瑟夫·施瓦布所說：“做中學(xué)既不是只在做中學(xué)，也不只是學(xué)怎么做。做與閱讀、反思、記憶齊頭并進(jìn)。這些智力活動(dòng)最終要達(dá)到的結(jié)果遠(yuǎn)不是有效地應(yīng)付面包和黃油之類的生存問題。它們將產(chǎn)生獲取有益經(jīng)驗(yàn)的能力，做與體驗(yàn)不單純?yōu)榱宋镔|(zhì)的結(jié)果······而是為了自身的滿足?！?豐富科學(xué)學(xué)習(xí)素材，鼓勵(lì)提問與對話在科學(xué)教學(xué)中，如果沒有豐富的科學(xué)素材供學(xué)生觀察、選擇，沒有學(xué)生的提問與對話，那么這會(huì)是預(yù)設(shè)的、僵化的教學(xué)。這樣的教學(xué)正是杜威所批判的“旁觀者”立場，學(xué)生是被灌輸?shù)膶ο蟆？茖W(xué)教學(xué)應(yīng)該做到三個(gè)開放，即起點(diǎn)開放、過程開放、結(jié)果開放。只有這樣，才能說學(xué)生具有了科學(xué)學(xué)習(xí)的深刻體驗(yàn)。起點(diǎn)開放是指科學(xué)問題的提出是開放的，這關(guān)乎如何提出一個(gè)好的科學(xué)問題，反映一個(gè)學(xué)生的基本經(jīng)驗(yàn)與思維水平，這是我國科學(xué)教育的短板。當(dāng)然，這一要求在教學(xué)中存在挑戰(zhàn)，即如何聚合學(xué)生過于發(fā)散的思維。一個(gè)好的策略是，教師在選擇若干情景或素材時(shí)，注重其內(nèi)在聯(lián)系，同時(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)較為恰當(dāng)?shù)膯栴}鏈加以引導(dǎo)，更重要的是，要給學(xué)生充足的時(shí)間去思考、交流和審視所提出問題的合理性以及依據(jù)。過程開放是指教學(xué)活動(dòng)中應(yīng)該不斷涌入新的科學(xué)材料、信息、觀點(diǎn)等，以及對它們的批判性解釋與吸收，因而提問與對話是必須的。結(jié)果開放就是教師對學(xué)生思維以及探究實(shí)踐結(jié)果的包容性和反思，因?yàn)樗械奶骄拷Y(jié)論都不是完全確定的，需要不斷尋求新的證據(jù)，進(jìn)一步證實(shí)或者證偽。起點(diǎn)開放和過程開放是結(jié)果開放的基礎(chǔ)。進(jìn)一步講，如果沒有這樣的開放性，就不會(huì)有發(fā)散性思維和聚合性思維的訓(xùn)練，而發(fā)散過程中蘊(yùn)含著多樣性，多樣性是獨(dú)創(chuàng)性的基礎(chǔ)和土壤；聚合過程需要概括、歸納等邏輯思維方法的使用，蘊(yùn)含著批判性思維。約瑟夫·施瓦布認(rèn)為，此時(shí)的課程創(chuàng)建主體不是別人，而正是學(xué)習(xí)者，學(xué)生成為了參與課程建構(gòu)活動(dòng)的主人，而這一建構(gòu)過程也正是學(xué)習(xí)過程。4拓展課程資源，落實(shí)共同責(zé)任，形成良好生態(tài)《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》提到，學(xué)校要充分利用多種與科學(xué)相關(guān)的資源，如花、草、樹木、鳥、昆蟲等自然資源，以及學(xué)校的科技設(shè)施，還有校外科技館、博物館、科研院所、科技企業(yè)等方面的資源。這無疑是正確的，但在現(xiàn)實(shí)中卻存在難以持續(xù)、不夠深入等突出問題。杜威在《明天的學(xué)?！分刑岢觯瑢W(xué)校必須研究學(xué)生的需要和品質(zhì)，必須研究社區(qū)的需要，以及社區(qū)為學(xué)校貢獻(xiàn)的機(jī)會(huì)。學(xué)校盡可能地利用社區(qū)資源，把社區(qū)作為教育實(shí)驗(yàn)的貢獻(xiàn)者。當(dāng)學(xué)校不再是一個(gè)孤立的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)時(shí)，它在街坊鄰里具有何等的分量。學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)不僅是學(xué)生自己的事情，也不僅是同伴、教師和學(xué)校的事情，而且是家庭、社區(qū)、社會(huì)的共同責(zé)任。這正是經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）當(dāng)前所強(qiáng)調(diào)的“Co-agency（共同能動(dòng)性）”的理念實(shí)質(zhì)。這種共同責(zé)任不僅在于學(xué)校和社區(qū)能夠給科學(xué)教育貢獻(xiàn)什么，而且在于學(xué)校和教師開展的科技活動(dòng)能夠給社區(qū)貢獻(xiàn)什么，解決什么問題，即這種貢獻(xiàn)是相互的。只有這樣，才能構(gòu)成一個(gè)良性持久的生