強(qiáng)化學(xué)生科學(xué)觀念的四種途徑

〔摘 要〕 科學(xué)觀念是對科學(xué)知識和學(xué)科內(nèi)在邏輯的系統(tǒng)認(rèn)識，具有統(tǒng)領(lǐng)性、抽象性等特征。首先，本文通過梳理科學(xué)觀念的內(nèi)涵、認(rèn)識和特征，對其進(jìn)行闡釋。其次通過認(rèn)知性目標(biāo)、技能性目標(biāo)和體驗(yàn)性目標(biāo)，三位一體聚焦科學(xué)觀念素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)觀念目標(biāo)指向。最后，探尋培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)觀念的路徑。本文旨在通過以下四種路徑，全面落實(shí)科學(xué)觀念素養(yǎng)：立足素養(yǎng)為本，進(jìn)行單元設(shè)計(jì)；創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，進(jìn)行深度學(xué)習(xí)；基于問題解決，進(jìn)行能力評價；通過雙線融合，進(jìn)行智能學(xué)習(xí)。

〔關(guān)鍵詞〕 科學(xué)觀念；核心素養(yǎng)；課程標(biāo)準(zhǔn)；科學(xué)教育

〔中圖分類號〕 G424 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕 A 〔文章編號〕 1674-6317 （2025） 04 107-109

教育部印發(fā)了《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）的指導(dǎo)思想是落實(shí)立德樹人的根本任務(wù)，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，將學(xué)生培養(yǎng)為社會主義的建設(shè)者和接班人。新課標(biāo)詳盡闡述了科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐和態(tài)度責(zé)任。其中，科學(xué)觀念居于核心素養(yǎng)的第一位，是一種總體的認(rèn)識，包含科學(xué)學(xué)科的基本觀念、認(rèn)識什么是科學(xué)的本質(zhì)以及科學(xué)與其他交叉學(xué)科關(guān)系的認(rèn)識和應(yīng)用。科學(xué)觀念是一種思考科學(xué)問題的方式，是在科學(xué)學(xué)習(xí)過程中逐步形成的。科學(xué)觀念也是方法論，對學(xué)生未來的科學(xué)學(xué)習(xí)有“潤物細(xì)無聲”的啟示作用。科學(xué)觀念是人類在長期探索中形成的智慧結(jié)晶，有方向引領(lǐng)的作用。科學(xué)觀念上位于科學(xué)知識，像是知識群的聚集點(diǎn)。通過科學(xué)觀念，賦予學(xué)習(xí)意義。同時，以此為起點(diǎn)，增長新的知識，使學(xué)生有機(jī)會內(nèi)化科學(xué)觀念，并在未來持續(xù)發(fā)生作用。總而言之，科學(xué)觀念的培養(yǎng)，對落實(shí)立德樹人的目標(biāo)具有重要意義。

一、科學(xué)觀念的內(nèi)涵、認(rèn)識和特征

（一）科學(xué)觀念的內(nèi)涵

培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)，終極目標(biāo)是培養(yǎng)全面發(fā)展的人，適應(yīng)未來社會的人。科學(xué)觀念是義務(wù)教育階段核心素養(yǎng)之一。何為科學(xué)觀念？吳俊明與吳敏認(rèn)為科學(xué)觀念是對科學(xué)事物的本質(zhì)、變化過程、規(guī)律、方法、價值以及外部聯(lián)系等問題的抽象的、概括的，具有總結(jié)性的認(rèn)識與見解，通常也被稱為科學(xué)思想。郭思樂認(rèn)為，科學(xué)觀念是人們對某一科學(xué)對象或科學(xué)過程的本原和本體的見解和意識。對該科學(xué)知識項(xiàng)目而言，人類為什么想、怎樣想和想出了什么這樣一些問題，對這些基本問題的領(lǐng)悟，就體現(xiàn)出一定的科學(xué)觀念。朱玉軍、王香鳳認(rèn)為，科學(xué)觀念是對科學(xué)研究的過程、科學(xué)研究的結(jié)果（科學(xué)知識）及科學(xué)的應(yīng)用價值等的概括性理解和認(rèn)識。綜上所述，不同的學(xué)者對科學(xué)觀念的認(rèn)識是不盡相同的，但是都強(qiáng)調(diào)科學(xué)觀念是一種認(rèn)識，對科學(xué)的認(rèn)識、對科學(xué)與其他學(xué)科關(guān)系的認(rèn)識以及對科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識等。

（二）正確認(rèn)識科學(xué)觀念

科學(xué)觀念是科學(xué)核心素養(yǎng)的重要組成部分，可以從本體論、方法論和價值論方面進(jìn)行闡述。首先，科學(xué)概念依托于本體性知識，以生物科學(xué)、物質(zhì)科學(xué)、地球與宇宙以及工程與技術(shù)為知識載體。其次，科學(xué)觀念蘊(yùn)含了很多方法論，學(xué)生通過學(xué)習(xí)，領(lǐng)悟科學(xué)探究的一般過程，內(nèi)化為學(xué)生后續(xù)科學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。最后，科學(xué)觀念具有重要的價值取向。學(xué)習(xí)科學(xué)，是一種價值追求，不是為了學(xué)習(xí)而學(xué)習(xí)，而是為了更好地促進(jìn)自我提升，適應(yīng)日新月異的未來社會。

（三）科學(xué)觀念的學(xué)段特征

由于學(xué)生的認(rèn)知能力是不斷發(fā)展的，依據(jù)科學(xué)知識的內(nèi)在邏輯，學(xué)生的年齡特征，對科學(xué)觀念學(xué)段特征的行為動詞進(jìn)行劃分，旨在更好地發(fā)展不同年齡階段學(xué)生的科學(xué)觀念素養(yǎng)。核心素養(yǎng)的學(xué)段特征有四個方面。其中科學(xué)觀念方面，有知道、觀察、描述、解釋、使用、解決和預(yù)測。進(jìn)階水平是隨著學(xué)段提升而逐步提升的。通過梳理學(xué)段特征的具體內(nèi)容，如自然界的事物有一定的外在特征；日常生活中的常見現(xiàn)象，自然現(xiàn)象是有規(guī)律的；現(xiàn)代工程與技術(shù)具有系統(tǒng)性和復(fù)雜性……引導(dǎo)學(xué)生通過一系列活動掌握科學(xué)知識，發(fā)展學(xué)生科學(xué)觀念素養(yǎng)。

二、科學(xué)觀念的闡釋

（一）學(xué)科領(lǐng)域科學(xué)觀念的闡釋

科學(xué)是一門綜合性學(xué)科，在具體的學(xué)科領(lǐng)域，每門自然學(xué)科都有一些起到統(tǒng)領(lǐng)性、永恒性、普遍性、抽象性的大概念。例如，在物質(zhì)科學(xué)和生命科學(xué)領(lǐng)域，科學(xué)觀念對整個學(xué)科知識的學(xué)習(xí)有著舉足輕重的作用，是整個學(xué)科的靈魂。通過梳理，可以發(fā)現(xiàn)生物、化學(xué)、物理學(xué)科有很多學(xué)科特征的科學(xué)觀念。譬如，化學(xué)學(xué)科有元素觀、能量觀、微粒觀；物理學(xué)科有波動觀、時空觀、運(yùn)動觀；生物學(xué)科有生命觀、平衡觀、適應(yīng)觀。此外，在地球與宇宙、工程與技術(shù)領(lǐng)域也必定有一些科學(xué)觀念，這些科學(xué)觀念可以指導(dǎo)對應(yīng)學(xué)科的學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生素養(yǎng)和能力的提升。

（二）科學(xué)本質(zhì)的闡釋

對科學(xué)本質(zhì)的理解是形成科學(xué)觀念的必要條件。探究實(shí)踐是科學(xué)本質(zhì)的重要因素，在探究實(shí)踐中體會科學(xué)知識是可以驗(yàn)證的，也必然是可以驗(yàn)證的。科學(xué)隨著科技水平的發(fā)展不斷發(fā)展，因此，人類對科學(xué)的認(rèn)識是具有時代性的。譬如，延續(xù)了1800多年的地心說，最終還是被哥白尼的日心說所取代。哥白尼的日心說也標(biāo)志著現(xiàn)代科學(xué)世界觀的開端。

（三）科學(xué)觀念應(yīng)用的闡釋

應(yīng)用科學(xué)觀念是學(xué)習(xí)科學(xué)知識，內(nèi)化科學(xué)觀念的最終目的。科學(xué)觀念的內(nèi)化，有利于學(xué)生解釋自然現(xiàn)象，解決日常生活中常見的問題。學(xué)生具有強(qiáng)烈的探究欲望，對于科學(xué)現(xiàn)象充滿好奇，能自主學(xué)習(xí)科學(xué)知識，內(nèi)化科學(xué)觀念。科學(xué)觀念的形成，是伴隨學(xué)生學(xué)習(xí)的始終的。學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)時，不斷地內(nèi)化，不斷地應(yīng)用，并循環(huán)往復(fù)，持續(xù)強(qiáng)化對科學(xué)觀念的理解。總之，聚焦科學(xué)素養(yǎng)，科學(xué)觀念的形成是內(nèi)核。學(xué)生內(nèi)化科學(xué)觀念的標(biāo)準(zhǔn)，是應(yīng)用科學(xué)觀念去解決問題。

三、科學(xué)觀念的目標(biāo)指向

教學(xué)目標(biāo)是教學(xué)活動的開端，是整個教學(xué)過程的風(fēng)向標(biāo)。新課標(biāo)“附錄3”中有包括“認(rèn)識身邊的材料”“植物是活的嗎”等10個教學(xué)案例。所有的教學(xué)案例都是依據(jù)科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐和態(tài)度責(zé)任四個維度設(shè)定教學(xué)目標(biāo)的。其中，科學(xué)觀念目標(biāo)是教學(xué)目標(biāo)的第一位。因?yàn)椋茖W(xué)觀念包含了一節(jié)課最重要的本體性知識：相關(guān)科學(xué)概念、科學(xué)原理和規(guī)律等。通過進(jìn)一步研讀新課標(biāo)，不難發(fā)現(xiàn)科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐和態(tài)度責(zé)任四個維度的教學(xué)目標(biāo)都可細(xì)化為認(rèn)知性目標(biāo)、技能性目標(biāo)和體驗(yàn)性目標(biāo)。三類目標(biāo)三位一體，實(shí)現(xiàn)科學(xué)素養(yǎng)的全面落地。三類目標(biāo)根據(jù)水平高低，使用不同進(jìn)階水平的行為動詞表述。認(rèn)知性目標(biāo)動詞的一級水平有：知道、說出、描述、識別、列舉和了解。還有二級水平和三級水平。技能性目標(biāo)和體驗(yàn)性目標(biāo)亦是如此。

依據(jù)新課標(biāo)的課程目標(biāo)內(nèi)容，對科學(xué)觀念目標(biāo)內(nèi)容從物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙、工程與技術(shù)四個維度對科學(xué)觀念目標(biāo)內(nèi)容進(jìn)行編碼、統(tǒng)計(jì)。旨在了解、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)觀念目標(biāo)的內(nèi)容，統(tǒng)計(jì)結(jié)果（見圖1）。可以發(fā)現(xiàn)，要實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)觀念的目標(biāo)，離不開物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙、工程與技術(shù)四個學(xué)科領(lǐng)域的知識。在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)觀念方面，物質(zhì)科學(xué)知識實(shí)現(xiàn)科學(xué)觀念培養(yǎng)目標(biāo)的占比最高，工程與技術(shù)領(lǐng)域的知識相對來說比例最低，但都非常重要，不可或缺。

四、科學(xué)觀念的形成路徑

當(dāng)今科技發(fā)展日新月異，學(xué)生處于這股不斷變化的洪流中，面臨巨大挑戰(zhàn)。新時代的青少年必須與時俱進(jìn)，方能跟上時代的步伐。在科學(xué)教育領(lǐng)域，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)，旨在逐步培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)未來社會的必備品質(zhì)、關(guān)鍵能力，并形成正確的價值觀。科學(xué)觀念是科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分，是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)，必須具備的重要素養(yǎng)之一。科學(xué)觀念的培養(yǎng)是一個復(fù)雜的、長期的過程，不是一蹴而就的，也不能一蹴而就。基于新課標(biāo)對科學(xué)觀念的內(nèi)涵闡釋，在教學(xué)實(shí)踐中，科學(xué)教師不斷探索培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)觀念素養(yǎng)的路徑有重要意義。

（一）立足素養(yǎng)為本，進(jìn)行單元設(shè)計(jì)

強(qiáng)化學(xué)生科學(xué)觀念，須立足素養(yǎng)為本的理念，以單元設(shè)計(jì)為載體。義務(wù)教育科學(xué)課程是一門綜合課程，通過課堂教學(xué)活動，以及課外科學(xué)實(shí)踐活動，學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識，內(nèi)化核心素養(yǎng)，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)科學(xué)，為未來從事科學(xué)研究工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。科學(xué)教育必須培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力，即能獨(dú)立又可與同伴團(tuán)隊(duì)合作。科學(xué)教育的重要目標(biāo)之一：培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)觀念，探尋合適的科學(xué)學(xué)習(xí)方法；科學(xué)教育必須培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)品格，即學(xué)習(xí)科學(xué)、探究生活中科學(xué)問題解決的方法。學(xué)科核心素養(yǎng)的形成，不是以某一個知識點(diǎn)，也不是以某一個活動為載體。而是要立足于單元設(shè)計(jì)，進(jìn)行整體布局。因此，一線教師在進(jìn)行單元設(shè)計(jì)時，應(yīng)牢記培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)觀念這一重要素養(yǎng)。如崔允漷教授說：“大單元設(shè)計(jì)能夠改變學(xué)科知識點(diǎn)的碎片化教學(xué)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與素養(yǎng)目標(biāo)的有效對接。”教師教學(xué)設(shè)計(jì)前，亟須認(rèn)真研讀新課標(biāo)，領(lǐng)會新課標(biāo)的課程性質(zhì)、課程理念，尤其是理解科學(xué)觀念的內(nèi)涵，再進(jìn)行單元設(shè)計(jì)，并在教學(xué)實(shí)踐中全面貫徹實(shí)施。

（二）創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，進(jìn)行深度學(xué)習(xí)

強(qiáng)化學(xué)生科學(xué)觀念，須創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。在真實(shí)情境下，解決日常生活中的真問題。因此，營造一個實(shí)實(shí)在在的真情境，是學(xué)生進(jìn)行認(rèn)真學(xué)習(xí)的必要條件，也是學(xué)生科學(xué)觀念形成的必要條件。學(xué)生在解決問題時，就像專家一樣，進(jìn)行有目的的活動，并能有效地遷移，有利于科學(xué)觀念的形成。學(xué)生的活動必須在真實(shí)情境中，解決真實(shí)的問題，進(jìn)而引發(fā)深度學(xué)習(xí)。深度學(xué)習(xí)是學(xué)生感知覺、思維、情感、意志、價值觀全面參與、全身心投入的活動；深度學(xué)習(xí)的目的指向具體的、社會的人的全面發(fā)展，是形成學(xué)生核心素養(yǎng)的基本途徑。學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中具有主動性與創(chuàng)造性，在教學(xué)過程中發(fā)揮主體作用。因此，科學(xué)觀念的形成，對學(xué)生深度學(xué)習(xí)起到?jīng)Q定性作用。

（三）基于問題解決，進(jìn)行能力評價

強(qiáng)化學(xué)生科學(xué)觀念，需基于問題解決，進(jìn)行能力評價。問題解決能力是一種思維方式，根植于科學(xué)知識之中，是科學(xué)學(xué)科的內(nèi)核，是科學(xué)觀念全面形成的重要標(biāo)志。因此，科學(xué)觀念的形成，必須基于問題解決，并對學(xué)生進(jìn)行能力評價，幫助學(xué)生進(jìn)行反思與修正。問題解決與能力評價離不開教育影響，兩者不可割裂，否則終將南轅北轍，不能有效地促進(jìn)學(xué)生科學(xué)觀念的形成與內(nèi)化。總之，問題解決是一種知識與經(jīng)驗(yàn)的建構(gòu)過程，對問題解決能力表現(xiàn)進(jìn)行及時評價，有利于學(xué)生及時修正與迭代，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生科學(xué)觀念素養(yǎng)的形成。

（四）通過雙線融合，進(jìn)行智能學(xué)習(xí)

強(qiáng)化學(xué)生科學(xué)觀念，需雙線融合，推進(jìn)智能學(xué)習(xí)。隨著科技的飛速發(fā)展，教育信息化必將引領(lǐng)教育現(xiàn)代化的潮流。每逢大的自然災(zāi)害，師生更深刻地體會到信息化教學(xué)手段的重要意義。在科學(xué)教育中，為了更好地培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)觀念素養(yǎng)，線上與線下教學(xué)方式的深度融合為學(xué)生創(chuàng)造了一個不受時空限制的學(xué)習(xí)環(huán)境。線下教學(xué)能夠確保師生之間全方位、立體式的實(shí)時交互，使學(xué)生在真實(shí)情境中發(fā)展和深化科學(xué)觀念素養(yǎng)。而線上教學(xué)則打破了時空界限，通過各類線上平臺，師生之間、生生之間可以便捷地進(jìn)行交流、互動與討論，從而推動科學(xué)觀念的全面滲透與實(shí)踐。

五、結(jié)束語

綜上所述，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)觀念是發(fā)展學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的應(yīng)然選擇。教師、學(xué)生和教育影響是學(xué)生科學(xué)觀念形成的三要素，將三者有機(jī)整合，形成一個系統(tǒng)性的框架，全方位促進(jìn)學(xué)生科學(xué)觀念的形成與發(fā)展。科學(xué)觀念不僅涉及對學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)具體觀念的理解，還包括對科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識，以及運(yùn)用這些科學(xué)觀念來解釋和解決實(shí)際生活中常見的科學(xué)問題的能力。聚焦核心素養(yǎng)的培育，我們應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)觀念。在后續(xù)的教學(xué)實(shí)踐中，我們將不斷探索并驗(yàn)證四種教學(xué)路徑的有效性，同時不斷反思與迭代，以期全面促進(jìn)學(xué)生科學(xué)觀念素養(yǎng)的提升。這一努力旨在為實(shí)現(xiàn)立德樹人的教育目標(biāo)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，將學(xué)生培養(yǎng)成具備科學(xué)素養(yǎng)、能夠擔(dān)當(dāng)社會主義建設(shè)重任的合格接班人。

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