钱塘区小学科学方亚琴名师工作室课标研读专帖 [复制链接]

科学学科要培养的是具有创造性的下一代，项目化学习作为一种教学方式，在发展创新思维、培育创造性素养上具有独特功用。尤其是工程思维的培养。比如船单元、小小工程师单元。PBL教学会有“引爆点”，引发学生创新思维：“从 0 到 1，从 1 到 n”。这里的“从 0 到 1”即从无到有，学生面对PBL真实情境能够提出新问题便是走向创新的第一步。完成从“ 0 到 1” 的质的跨越，接下来的从 “1 到 n” 便是创新思维能力的更高要求。

建构模型应该是既能解释真实情境，真实情境又可以抽象为此模型，这个模型也能证明相关理论，理论也支撑此模型的建构。模型建构应该体现一个过程，是探究实践的过程中的建构，也体现在核心素养形成的过程。

以培养学生的核心素养为目标，探寻教学方式的不断变革

科学安排进阶，形成有序结构
——《义务教育科学课程标准（2022年版）学习
杭州市文海实验学校   汪徽生
【课标原文】
     “ 基于学生的认知水平和知识经验，科学安排学习进阶。一是学习内容由浅入深、由表及里、由易到难，二是学习活动从简单到综合。将学习内容和学习活动有机整合，规划适合不同学段的、螺旋上升的课程目标和课程内容，设计适合不同学段的探究和实践活动，形成有序递进的课程结构。”
“工程活动的本质是创造人工实体，设计与物化是其中的重要环节。工程首先要定义和界定问题，明确需要满足的标准和受到的限制条件，形成多种可能的解决方案，基于证据进行优化并确定方案；物化是选择合适的工具和材料，实施设计方案，做出初步的产品或实物模型。经过对结果的评估，发现存在的问题并进行改进，对于比较复杂的产品或实物模型，可能需要多次迭代改进。本学科核心概念的学习有助于学生形成物质与能量、结构与功能、系统与模型、稳定与变化等跨学科概念。通过体验和实践操作，学生可以在理解学科概念的同时，更好地领会和理解跨学科概念的内涵。”
“教师要创设真实问题情境，引导学生在解决问题的过程中感受处理工程问题的规范性、解决方案的多样性，以及根据反馈迭代改进作品的必要性。在完成任务的过程中，培养学生的工程实践能力和创新能力。
技术与工程实践活动要根据学生的知识经验和认知水平，设置既有科学性又有趣味性的学习内容；同时要根据学生的原有基础，有针对性地提出任务，着重在设计图纸、成本核算、测试评价及迭代改进方面进行实践，注意不同学段学习内容的衔接和进阶，使学生的工程实践能力螺旋上升。”
【理论学习】
学习进阶（learning progressions，简称LPs）也称学习进程，是近几年的美国科学教育改革中的一个新兴的概念。是对学生在各学段学习同一主题的概念时所遵循的连贯的、典型的学习路径的描述，一般呈现为围绕核心概念展开的一系列由简单到复杂、相互关联的概念序列。
——【参考资料】 刘晟，刘恩山．学习进阶——关注学生认知发展和生活经验：教育学报，2012年4月：81-87
学习进阶图例

【观点分享】

工程设计与物化领域核心概念，看上去说法相同，但要求分学段、分年段由易到难安排学习进阶。以“工程需要定义和界定”为例，低段只要求观察，中段开始加上了限制条件，高段还要验收标准，到了初中更加靠近实际工程问题。包括学生学习活动都安排了学习进阶。

1. “工程设计与物化”内容核心概念学习进阶

2. “工程需要定义和界定”学业要求学习进阶

3. “工程设计与物化”学习活动建议学习进阶

学习进阶体现在教材编排中，上过之后更有体会了

课标的学习确实很需要。

2022年4月21日，教育部发布了2022版《义务教育阶段科学课程标准》这一版最大的特色就是将小学科学和初中科学的课标进行了衔接，让老师们教学中也更有目的性，下面我将重点解读一下课程核心素养内涵中的课程目标部分。
课程目标部分，我的解读重点聚焦在“探究实践”部分。在2017版的课标中，强调科学探究是获取科学知识的主要途径，是通过多种方法寻找证据、运用创造性思维和逻辑推理解决问题，并通过评价与交流等方式达成共识的过程。鼓励学生使用分析、综合、比较、分类、抽象、概括、推理、类比等思维方法，发展学习能力、思维能力、实践能力和创新能力以及运用科学思维交流和沟通的能力。
在2022版新课标中，这部分的内容做了一定的修改，变为了“探究实践”目标。相比较下，新课标更突出了科学学习的综合性，让科学教学不仅仅停留在探究实践上，更强调了技术与实践部分的教学，这也意味着在即将改版的新教材中会增设更多的工程课程，例如在五年级《船的研究》、六年级的《小小工程师》等单元，并不拘泥于知识的掌握，而是侧重于问题解决和技术工程。课标的设计拿出了相当的篇幅去描述工程与技术部分，比如要求学生了解技术与工程实践的一般过程和方法。
如果说前面的部分还仅仅是普通的工程部份，那后面的学习则要求学生像工程师一样思考，充满了项目化学习的味道：比如针对实际需要明确问题，提出有创意的方案，并根据科学原理或限制条件进行筛选等，实施计划，利用工具和材料进行加工制作；根据实际效果进行修改迭代;用自制的简单装置及实物模型验证或展示某些原理、现象和设想。
因此在教学中需要采用探究式教学、项目化学习，给与学生尽量充足的探究和实践的空间，鼓励工程思维的发展。
在具体的课程内容方面，我想要谈谈“物质的结构与性质”这一核心概念。新课标将小学科学和初中科学进行了内容上的衔接，因此需要教师从九年一贯的视角去审视。小学阶段有3条需要掌握的重要概念，中学阶段有4条，每条都需要学生在螺旋反复的学习中建立概念，包含了物质、物理性质等内容，重点阐述的是金属、空气和水等，以及由此产生的物理性质和相应性质的观察与测量方法。
在新课标中，每个核心概念的内容都配备了相应的学业要求，这也为教师的教学评价提供了指导。对评价语言的描述非常到位，比如“能观察”、“能操作”、“能使用”等，更多聚焦于学生的实际操作方面，进而通过观察和操作考验科学思维的生成，并且要求能够和实际生活产生联系。
该部分内容的学习中，低段学生倡导观察的学习方法，培养科学探究的兴趣；中段强调能够进行简单的测量、按照实验进行验证；高段则聚焦于利用控制变量法，自主设计实验验证观点。在日常教学中也需要立足学生的真实学情进行学习设计，匹配学生在该年龄段的学习能力。
教师要创设真实的问题情境,引导学生通过观察与实验、建构模型、分类以及融入科技史素材等方法进行学习，使学生认识物体的特征与材料的性能，以及物质的组成、结构、性质、转化及用途等。

（一）模型建构∶
课标这样定义模型建构：以经验事实为基础，对客观事物进行抽象和概括，进而建构模型;运用模型分析、解释现象和数据，描述系统的结构、关系及变化过程。
建构模型应该是既能解释真实情境，真实情境又可以抽象为此模型，这个模型也能证明相关理论，理论也支撑此模型的建构。模型建构应该体现一个过程，是探究实践的过程中的建构，也体现在核心素养形成的过程。

7月每月研修曹宝龙特级教师关于《科学素养的理论架构与测评》的讲座，曹特认为：模型建构特别重要：对象模型、过程模型、条件模型等，模型就是用来解释科学现象的，把科学主要的东西讲清楚，把次要的东西都扔掉。胡卫平教授认为：模型建构是抽象概括的结果，就是在真实情境里怎样建成一个模型，而这个模型建构我们国家的学生是最差的。我们国家的学生比较擅长给一个模型，代入公式去做，但是碰到真实情境的问题，就不一定会。
所以模型建构是非常重要的一个素养，培养模型建构思维是非常重要的一件事，也是小学科学教学必须要去做的事。从省测情况来看我们省的学生在模型建构维度的表现还是可以的，科学思维三个维度排名第二。