基于SLOs大中小協(xié)同的中小學科學教育創(chuàng)新課程設計研究

高水平的科技創(chuàng)新和高質量的人才培養(yǎng)，是實現(xiàn)中華民族偉大復興的重要前提。作為科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)的主陣地和推動科學教育落地的主戰(zhàn)場，中小學科學教育創(chuàng)新課程建設已經(jīng)勢在必行。

一、科學教育的本質和內涵

在基礎教育體系，科學教育是以自然科學內容為主，發(fā)展學習者科學素養(yǎng)的教育教學活動，既包括以物理、化學、生物、地理等學科為依托的分科教育，又包括各學科相互滲透、交叉、融合形成的綜合性教育。先進的科學教育還包括信息技術、工程實踐、通用技術等相關的學科。

從世界范圍看，當前的科學教育課程體系應以學習的本質和科學的本質為基礎，致力在不同學習階段（如學前、中小學、大學）之間以及科學的不同領域之間建立連貫進階。因此，科學教育，無論是分科教學還是綜合教學，都不能只教知識，而要將知識、能力和素養(yǎng)作為有機整體，讓學生主動參與科學活動，涵養(yǎng)科學精神品質，提升科學素養(yǎng)。

二、科學教育創(chuàng)新課程的必要性

（一）科學教育存在的問題

以往的中小學科學教育偏重學科知識的教授，較少考慮素養(yǎng)、能力的養(yǎng)成，忽略其中的人文成分，甚至把人文素養(yǎng)與科學素養(yǎng)相分離。有調查數(shù)據(jù)顯示，北京、上海、江蘇、廣東四省市中學生科學學科成績明顯高于世界經(jīng)合組織成員國同年齡段學生的平均水平。但我國學生的高水平表現(xiàn)是用超長課外學習時長“換來的”，久而久之，勢必會損傷學生學習科學的興趣。

2020年《國家義務教育質量監(jiān)測——科學學習質量監(jiān)測結果報告》顯示，四、八年級學生在科學思維能力方面存在短板，且在科學、數(shù)學和技術與工程領域的學習興趣隨著年級的增長而不斷降低。與此同時，多數(shù)學生對科學事業(yè)認識不足，在科學領域的職業(yè)期望也較為落后。由此看來，改變中小學生高成績與低興趣共存的現(xiàn)象，是消除科學學習積弊的關鍵。

（二）科學教育培養(yǎng)目標的迫切要求

近年來，美國為其基礎教育建立了科學教育的新框架和新標準，重視給學生提供參與科學實踐的更多機會，尤其注重以科學與工程實踐及數(shù)學的聯(lián)系為基石，建立面向科學素養(yǎng)的科學教育統(tǒng)一框架，包括基礎性素養(yǎng)、科學知識和能力、對科學的情境性理解、批判性思考、社會參與的主動性等核心內容——它們與媒體素養(yǎng)、積極公民身份、全球勝任力等素養(yǎng)密切相關。

中國學生比美國學生多接受了近三年的科學課程學習，科學知識掌握水平明顯高于美國學生，但科學推理、思維創(chuàng)新等高階科學素養(yǎng)特征與美國學生持平。因此，重視對學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)，是科學教育的主要方向。

三、中小學科學教育創(chuàng)新課程設計的實施原則

《義務教育課程方案和課程標準（2022年版）》指出，中小學科學教育創(chuàng)新課程設計的實施原則應注重目標導向、問題導向和創(chuàng)新導向。目標導向強調落實立德樹人，問題導向強調以課程設置為載體，創(chuàng)新導向強調以課程改革為依托。基于學生學習成果（Student Learning Outcomes，簡稱SLOs）的核心是從重視資源投入的教育轉變?yōu)橹匾晫W生學習“產(chǎn)出”（SLOs），關注的重點是“學到了什么”，重視培養(yǎng)學生適應社會和未來發(fā)展的綜合能力。

制定SLOs時，一般先確定課程最終成果——學生學習后能夠達到的能力水平，它由學生在各階段的SLOs的積累而得，然后“以終為始”將最終成果反推到各階段（教學單元）的SLOs，再以結構化的方式設計每堂課的SLOs（見上圖）。這種設計方式更突出目標（成果、需求）導向，有利于彌補當前中小學“重教學，輕實效”的狀況。

四、探索設計基于SLOs大中小協(xié)同的中小學科學教育創(chuàng)新課程

（一）在“真實問題”情境下開展創(chuàng)新課程設計

創(chuàng)新課程設計圍繞主題內容提出貫穿始終的“引導問題”，創(chuàng)設真實情境和真實任務，設計系列探究活動，讓學生像“學科專家”一樣思考與行動，親身經(jīng)歷知識的產(chǎn)生和應用過程。交通運輸作為新質生產(chǎn)力的主要行業(yè)載體，支撐智慧城市建設，推動SG技術、北斗系統(tǒng)、遙感衛(wèi)星技術與人工智能在交通領域的應用，為大中小學校協(xié)同開展科學教育提供了真問題、真情境。

（二）在“大觀念”引導下開展創(chuàng)新課程設計

現(xiàn)實生活中的科技問題有很多，但并非所有的真實問題都適用于中小學科學教育，能夠引導教學走向深度并符合教育對象認知發(fā)展特點的問題才是首選。要注重與學生認知經(jīng)驗、社會生活的相符，加強課程內容的內在聯(lián)系，突出課程內容“大概念”，探索主題、項目、任務等內容組織方式，據(jù)此開展創(chuàng)新課程設計。

交通運輸更為重視理論與工程實踐的結合，需要大量的調查來采集所需基礎數(shù)據(jù)，依托交通規(guī)劃理論方法和專業(yè)軟件，對數(shù)據(jù)進行處理分析，為交通設施的建設、組織、管理提供決策依據(jù)。交通運輸不僅有“大概念”，還有獨特的跨學科概念，如結構與功能、系統(tǒng)與模型、穩(wěn)定與變化等。這不僅可以促進學生深入理解事物的本質、學科間的關聯(lián)，還能促使知識產(chǎn)生有效遷移、能力得到綜合訓練，為以后解決復雜問題打下基礎。

（三）以“過程評價”保障創(chuàng)新課程的教學效果

教學評價不是簡單地用技術去“評”，而是通過教學評價去“發(fā)現(xiàn)”學生的潛質。教學評價的目的不再簡單地追求成績的提升和知識的掌握，而是更加重視學生創(chuàng)新思維以及個性化的發(fā)展，強調求真求實的科學精神。對此，應將科學興趣、科學信念、實踐能力、創(chuàng)新潛能、跨學科學習能力等過程性內容納入評價指標體系，進而獲得學生科學素養(yǎng)發(fā)展的全景式評價。

（責編 佳琪）