建立核心素养导向的科学教学体系

摘    要：《浙江省初中科学学科教学基本要求（2021版）》从教学准备与设计、教学组织与实施、教学测试与评价、教学资源开发与利用四个方面提出了具体的行动要求，以期建立核心素养导向的科学教学体系。为落实这一基本要求，教师应深化对科学课程的认识，明确课程的育人目标，开展基于教材而不拘泥于教材的教学设计和集体备课活动;教师应加强和改进实验教学，开展深层次的探究活动，发展学生的科学思维能力;教师应重新审视作业功能，优化作业设计，完善学习评价，改进学生的学习;教师应充分利用校内外的教学资源，培育学生的科学素养。

关键词：初中科学;学科教学基本要求;核心素养;教学体系

为落实立德树人根本任务，建立核心素养导向的科学教学体系，根据《中共中央 国务院关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》和《中共中央办公厅 国务院办公厅关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》等文件精神，浙江省教育厅教研室根据《义务教育初中科学课程标准（2011年版）》（以下简称“《课程标准》”），结合我省科学教学的实际，组织初中科学学科专家在《浙江省初中科学教学建议（2014年版）》的基础上，研制了《浙江省初中科学学科教学基本要求（2021版）》（以下简称“《基本要求》”）。《基本要求》从教学准备与设计、教学组织与实施、教学测试与评价、教学资源开发与利用四个方面提出了具体的行动要求。

一、教学准备与设计

教师在上课前要对学习需求进行分析，包括对《课程标准》、教材、学习内容和学习者特征的分析，明确科学课程的育人目标和内容，基于学生的学情，进行科学教学设计。

（一）深化对科学课程的认识

初中科学课程是以对科学本质的认识为基础、以提高学生科学素养为宗旨的综合课程。科学教师要认真学习《课程标准》，在科学课程建设进入以人为本和发展核心素养的当代，教师尤其需要深化对科学课程的认识。

1.重新审视与反思初中科学课程的性质和理念，以学生发展为本，将课程实施的重心从“学科”转到“学生”，培养学生适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，发挥课程的育人价值。

2.把握科学课程的基础性、探究性和综合性等特点，加强各领域知识的相互渗透和联系，加强知识内容与学生经验、社会现实的关联，凸显课程的探究与综合特征。

3.注重科学本质教育与课程育人价值的结合，通过基于真实情境的问题解决过程，开展跨学科综合任务驱动的探究实践，提升学生理解科学本质的能力，培养适应未来社会的人才。

（二）基于教材、超越教材

教材是学生获得价值体验和进行意义建构的主要材料，也是教师开展教学活动的基本素材和进行课堂教学的主要依据。教师要不断更新观念，基于教材而不拘泥于教材。

1.领会教材编写意图与编写特点。如浙教版义务教育教科书《科学》（以下简称“《科学》”）的编写特点有：注重科学探究、认识科学本质，注重知识整合、实现学科综合，注重生活经验、顺应认知发展，加强 STSE 教育、渗透人文精神，注重时代性、反映当代科学成果。

2.厘清教材所涵盖的知识点，明确教材的内容结构。如《科学》按照“存在的自然、演化的自然、自然与人”的主线来组织内容，并呈现多层次的层级结构。

3.识别教材中各栏目的教学功能。如《科学》设置了活动、探究、读图、阅读、思考与讨论等形式多样的栏目，不同的栏目具有不同的教学功能。

4.挖掘教材所蕴含的科学思想与方法，以及渗透的情感因素。如在《科学》七年级上册第3章第6节《地球表面的板块》中渗透了“科学是基于证据的、科学知识随证据的获得而发生变化”等科学思想。

5.超越教材。教师要根据教学实际对教材进行灵活的、个性化的再创造，如对教材内容进行替换、增删、拓展、重组等，实现用教材教。

（三）重视教学活动的设计

教师要根据教学内容和学生的已有知识，聚焦相关的核心概念，关注学生的学习，整体设计教学活动。

1.坚持学生立场。教师要重视学生的生活经验对学习的影响，践行“学为中心”的教学新常规，探索单元整体学习设计，将课时设计升级为单元教学设计，为核心素养目标的实现提供可行的路径。

2.教学活动的设计要指向学习目标的达成，并具有一定的层次性和挑战性。教师不仅应关注教了什么，而且应关注学生怎样学会，要设计讨论、解释、探究实践、问题解决等活动，运用概念图、思维导图等可视化思维工具，展示学生学习的过程和思维活动的过程，为评价学习目标的达成提供可靠的依据。

3.创设合适的、贯穿学生学习始终的问题情境。教师要结合学生的已有经验，关联学生的生活提出问题，引发学生的认知冲突，激发学生的学习动机，使学生体验并建立知识与现实世界的联系。教师还要组织学生运用所学的知识和方法解决真实情境问题，以实現知识的应用与迁移，使学生理解所学知识的意义和价值。

4.将作业作为重要的自主学习任务，与学习活动进行一体化设计。学习的过程就是关键问题解决的过程，学生只有学会利用所学知识解决实际问题，才能逐步形成用科学的方法与态度看待个人与社会问题的意识，以及解决相应问题的能力。

（四）倡导开展集体备课

开展集体备课，能够较好地弥补教师个体知识结构不完善这一问题，帮助教师更好地解决教学中遇到的问题，提升教学的整体质量。

1.集体备课需要制订计划、建立机制，做到定时、定内容、定主备人。教师要通过前期准备、预备课、说课、议课、磨课等，协同确定教学目标、教学过程、实验探究活动、单元作业等，探讨解决教学疑难问题和关键问题的办法。

2.要注重教材分析和学情分析，编写学历案。教师要以课时（或单元）为单位编写内容翔实、结构完整、要求恰当的教与学方案，做到“应教尽教”。

3.集體备课要以教师独立备课为前提，分合有度，做到集体备课和独立备课相结合、集体设计和个别设计相结合。要融合备课组、教研组内教师的集体智慧，对各个教学环节的设计进行交流、补充、优化，实现智慧共享。要形成良好的备课习惯和协同教研方式，使集体备课成为教师个性化的日常教学研究活动。

二、教学组织与实施

教师应从学生学习的整个过程出发组织与实施科学教学，把握科学教学的特征和学生的认知规律，引导学生主动思考、积极探究、勇于实践，切实提高科学课堂的教学质量。

（一）加强和改进实验教学

教育部在2019年印发的《关于加强和改进中小学实验教学的意见》中指出，实验教学是国家科学课程标准规定的重要教学内容，是培养创新人才的重要途径。建立适应时代发展的实验教学体系，迫切需要加强和改进实验教学。

1.让学生多做、真做实验，夯实实验教学的基础。教师在组织课堂教学时，应将实验活动与课堂教学内容紧密结合起来，尽可能创造实验条件，让学生动手多做、真做实验，并在完成实验的过程中培养实验能力、建构科学知识。

2.改进创新实验，拓展实验教学形态。教师要因地制宜地使用自制实验器材，适时地增加一些拓展性实验，充分挖掘实验教学的功能，提高科学课堂的教学成效。

3.领悟实验思想方法，促进技能与思维协同发展。科学实验思想与方法是科学实验的灵魂，凝聚着科学家探究自然的智慧和勇气，教师要让学生在亲历科学知识“再发现”的实验过程中掌握科学方法、领悟科学思想，在分析与设计实验的过程中发展科学思维能力[1]。

（二）注重科学探究教学

科学探究是科学的核心特征，也是学生主要的科学学习方式。科学探究已成为学生积极主动地获取科学知识、认识自然和解决科学问题的重要认识活动。教师要引导学生开展深层次的科学探究活动。

1.把握课堂探究活动的基本特征。即围绕科学问题展开探究，解释和评价科学问题的证据，根据事实证据形成解释，评价解释，交流和论证所提出的解释[2]。

2.结合真实情境开展探究实践活动。教师要充分利用观察实验、社会实践，加强与学生生活经验的联系，开展主题化、问题驱动、项目式学习等探究实践，让学生动手动脑学习科学。

3.避免程式化、表面化的科学探究。学生的探究实践可以采用多种形式，既有包含完整探究要素的活动，也有只包含部分探究要素的活动，但不论哪种形式，关键是要体现科学探究的基本特征，增进学生对科学方法的掌握。

4.关注学生科学探究能力的发展。科学探究能力体现于理解科学探究的一般过程和方法，以及提出科学问题、作出合理的猜想与假设、制订计划并搜集证据、分析证据并得出结论、对结果进行解释、表达交流和反思评价等。教师要充分地让学生主动探索问题、解决问题，这样才能提高学生的科学探究能力。

（三）优化教与学的方式

教师应优化教与学的方式，创设学生主动参与学习的环境，探索“轻负担、高质量”的课堂教学，发展学生的核心素养。

1.坚持开展综合性学习，体现综合课程特征。综合性学习就是让学生置身于真实的问题情境，结合已有的知识和经验，通过以解决综合性学习任务为目标的科学实践，发展科学思维能力的实践性学习[3]。

2.注重启发式、互动式、探究式教学。教师要创设真实的问题情境，引导学生主动思考、积极提问、自主探究，开展研究型、项目化、合作式学习，重视科学知识与生活的联系，培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的综合能力。

3.推进信息技术与科学教学的深度融合。教师要推进场景式、体验式、沉浸式的学习，探索基于大数据、人工智能等的精准教学，实现教与学方式的转变。

4.加强学法指导。教师要激发学生主动学习的意愿，指导学生掌握预习、听课、作业、复习整理等学习方法，培养学生自主学习与自我管理的意识和习惯。

（四）促进学生思维的发展

初中科学课程中的科学思维主要包括模型建构、推理论证、质疑与创新等具有实证指向的思维。

1.建模与模型认知。教师要以经验事实为基础，通过对客观事物进行抽象和概括，培养学生建构模型的能力，使其学会运用模型分析、解释现象和数据。

2.推理论证。教师要基于证据与逻辑，引导学生运用分析与综合、比较与分类、归纳与演绎等思维方法，建立证据与解释之间的关系并提出合理见解。

3.质疑与创新。教师要引导学生从不同角度分析和思考问题，提出新颖而有价值的观点和解决问题的方法。

科学教学应让学生经历真实任务的学习，教师要引导学生建模解释、推理论证、实践验证、问题解决、批判质疑，促进学生科学思维的发展。如卢瑟福通过α粒子散射实验，创立了原子核式结构学说，这不仅在科学理论上具有重大的意义，而且在思维方法上也给后人以极大的启迪。教学中，教师创设合理的情境，把当年卢瑟福“基于实验事实—分析推理—联想类比—构建模型”这一科学思维的过程揭示出来，会使学生受到科学思维方法的熏陶。

三、教学测试与评价

（一）作业设计与管理

科学作业是科学教学工作的重要组成部分，是科学课堂教学活动的必要延伸和补充，其本质属性是一种学习活动。

1.重新审视作业功能。对学生而言，作业具有巩固知识、开展自主学习、增长自身才智、培育自律性、发现学习价值的功能;对教师而言，作业具有诊断、学情分析、改进教学的功能。

2.深化基础性作业。基础性作业是学生学习最主要的作业，教师应基于《课程标准》和教材，围绕学习的目标、内容、难点等，设置多样化的基础性作业，实现差异化的要求，让不同程度的学生均有收获。要促进学生做好基础性作业，教师要布置变式训练的作业，重视知识的迁移运用，避免布置机械训练、死记硬背的作业，避免过度训练。

3.拓展作業类型。教师应在原有纸笔作业的基础上，开发实践性、项目化、综合性等类型的作业，积极探索分层作业、弹性作业和个性化作业。拓展性作业要突出问题解决，强化探究实践，促使学生的学习真正发生。

4.优化作业设计。科学作业设计应围绕科学学习目标，聚焦科学核心概念，丰富问题情境，凸显学以致用，指向高级思维，体现育人导向。教师要大力倡导基于单元教学目标的整体作业设计，不断提高作业设计质量。

5.改进作业管理。作业须全批全改并及时反馈，教师要及时记录并分析学生作业中反映的问题，共性问题在课堂上讲评，个性问题则单独交流。教师要统筹不同学生的作业数量和作业时间，布置作业要以班级中等学生的完成时间为基准，还要根据学生问卷、家长问卷、随机抽查等方式的调查结果，随时调整作业的量，切实减轻学生过重的作业负担。

（二）完善科学学习评价

教师应强化过程性评价，将评价贯穿于学生学习的整个过程，重视“教·学·评”一致，关注学生在探究实践中的真实表现和思维活动。

1.对学生的学习评价要依据学习目标，确定清晰的、操作性强的评价指标，以评促学，改进学生的学习过程。

2.采用多样化的评价方式，开展学生自我评价与学生互评，加强课堂观测、随堂练习、实验操作、课后作业等即时性评价，加强学习成果展示、单元检测、科学制作等阶段性评价。

3.评价内容和方式指向学生的高阶思维，应制订并运用学习活动的评价标准来评价学生的思维发展、学习态度等。

4.发挥评价的诊断功能、激励作用和促进作用，充分发挥学校、教师、学生等多主体参与评价的积极性。

5.改进科学考试与命题。考试是评价的重要组成部分，应改变以纸笔测试来评价教师教学和学生学习的习惯做法，建立实验操作与纸笔测试相结合的评价体系，引导学生开展体现科学课程性质的学习活动。加强考试与教学、作业紧密结合的“教·学·评”一致的探索，注重符合《课程标准》、联系学生生活实际的命题研究，增加综合性、开放性、论证性试题的比例，建立“核心素养导向”的科学考试与命题框架。

四、资源开发与利用

科学教学资源是指有助于进行科学教学活动的各种资源，主要包括实验室资源、校内资源、校外资源、网络资源等。教师对资源进行开发与利用时，要注意科学性、思想性和实效性，贴近教与学的实际，有助于学生的学习。

（一）挖掘实验室资源

实验室资源是指学校实验室配备的仪器设备、药品和图片等。教师让学生充分利用实验室资源进行学习，可以有效地激发学生的科学学习兴趣，培育其科学素养。

1.开放实验室。学校应在课余时间开放实验室，并有计划地安排学生动手实验，以训练学生的实验技能。

2.采用菜单式选择。教师应为学生提供菜单式实验器材选择，让学生根据自己的兴趣、特点自主进行实验，逐步实现创新性实验的设计和探索，拓宽学生的视野和认知领域。

3.开发实验资源包。实验资源包为学生提供实验室设备，支持学生开展科学探究活动，有利于培养学生提问、探索、建构、测试、解释等探索科学规律的技能，尤其是在学校和实验室资源有限的条件下，可以为学生开展高质量探究实践提供保障。

（二）有机结合校内外资源

教师要充分利用好校园环境资源，挖掘校外资源，与科技馆、博物馆、植物园、自然保护区、学生实践基地等建立联系。

1.利用校园自然环境资源。教师可引导学生就地取材，充分利用学校自然环境资源开展科学学习。如组织学生观察校园里的植物，引领学生对植物的适应性开展科学探究，在真实的实践活动中训练学生观察、比较、收集和整理资料等科学方法，使学生深度感知身边的自然环境，以此培育学生的科学实践能力。

2.建设校园科学文化场地。学校应创造条件建设如校园气象站、天文观测点、植物园、科学走廊、科技馆等科学文化场地，为学生学习创造良好的氛围，丰富科学学习的载体。例如，教师选择校内空旷处，垂直地竖一根旗杆，让学生观测正午太阳高度并记录数据，用实测数据说明当地一年中正午太阳高度的变化规律，进而了解四季的成因。这可以拉近科学与学生生活的距离，发挥环境的育人功能。

3.馆校结合。博物馆、科技馆、植物园、国家地质公园、低碳科技馆、天文馆以及其他非正式环境，也是学生科学学习的重要场所，可以为学生提供丰富、真实可见的教育资源，以及情境式、体验式学习的场景。学校可以定期组织学生走出校园，通过丰富多样的实践活动拓宽学生的视野，让学生体会科技创新之乐、科技探索之趣。

《基本要求》是教师教学行为的参照。教师在遵循规范要求的同时，应根据教学实际与学情，积极探索教学创新的路径，总结教学实践经验，将教学成果提炼为新的教学常规要求。

参考文献：

[1]王耀村.刍议科学实验教学[J].物理教学，2020（10）：50-54.

[2]美国国家研究理事会科学、数学及技术教育中心，《国家科学教育标准》科学探究附属读物编委会.科学探究与国家科学教育标准——教与学的指南[M].罗星凯，张琴美，吴娴，等译.北京：科学普及出版社，2004：24-27.

[3]曹宝龙.基于素养发展的课堂教学目标体系[J].课程·教材·教法，2018（1）：49-53.