像科學(xué)家一樣思考與實(shí)踐，以科學(xué)教材變革助推學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展

尺寸教材，國(guó)之大者。教材建設(shè)是國(guó)家事權(quán)，體現(xiàn)國(guó)家意志，是事關(guān)未來(lái)的戰(zhàn)略工程、鑄魂育人的基礎(chǔ)工程。為深入貫徹習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想和黨的二十大精神，落實(shí)黨中央、國(guó)務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)新形勢(shì)下大中小學(xué)教材建設(shè)的要求，圍繞國(guó)家教材委員會(huì)加強(qiáng)教材建設(shè)和管理工作部署，我們?cè)O(shè)置了“教材建設(shè)和管理筆談”專欄，旨在宣傳教材研究和教材工作新進(jìn)展，加快推進(jìn)構(gòu)建中國(guó)特色高質(zhì)量教材體系。一起來(lái)看專家的觀點(diǎn)——教材建設(shè)和管理筆談⑤ 

任建英 教育部課程教材研究所考試評(píng)價(jià)研究中心副主任、副研究員

“像科學(xué)家一樣思考與實(shí)踐”，將學(xué)生科學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)與核心素養(yǎng)發(fā)展熔鑄于思維與實(shí)踐活動(dòng)之中。

“像科學(xué)家一樣思考與實(shí)踐”的提出是基于科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)認(rèn)知方式以及實(shí)踐的相關(guān)理論與研究，重在回答一個(gè)核心問(wèn)題：什么是科學(xué)學(xué)習(xí)的科學(xué)方式？以科學(xué)的方式學(xué)習(xí)科學(xué)，是人與自然世界互動(dòng)的應(yīng)然之態(tài)。只有通過(guò)科學(xué)的方式學(xué)習(xí)科學(xué)，才是高質(zhì)量的科學(xué)教育，才能為科技人才奠基。

對(duì)此，我們是這樣理解的：

一是“像科學(xué)家一樣思考與實(shí)踐”不是精英教育的立論。不論是培養(yǎng)基本國(guó)民素質(zhì)還是培養(yǎng)科學(xué)家，科學(xué)知識(shí)、思維、精神信念等都是應(yīng)有之義，此之為共同基礎(chǔ)?；A(chǔ)科學(xué)教育不是培養(yǎng)科學(xué)家的教育，但須像科學(xué)家一樣思考與實(shí)踐。

二是“像”而非“是”，也不是“模仿”，而應(yīng)該理解為“不斷地接近真實(shí)的科學(xué)探索”。雖然研究對(duì)象、內(nèi)容以及答案在確定性、復(fù)雜性上有區(qū)別，但探索過(guò)程的內(nèi)涵、性質(zhì)和方式應(yīng)該一致，準(zhǔn)確地說(shuō)，中小學(xué)生的科學(xué)思考與實(shí)踐是“科學(xué)家思考與實(shí)踐”的初級(jí)表現(xiàn)形式。

三是強(qiáng)調(diào)學(xué)生面向未來(lái)的表現(xiàn)。讓學(xué)生切身體驗(yàn)類似科學(xué)家的思考與實(shí)踐過(guò)程，可以幫助學(xué)生樹(shù)立正確的價(jià)值觀念，獲得科學(xué)的方法等。如果學(xué)生將來(lái)從事科學(xué)研究，不僅沒(méi)有“違和感”，而且會(huì)覺(jué)得科學(xué)本身就應(yīng)該如此來(lái)“做”和“研究”，使“科學(xué)思維和方法”成為一種習(xí)慣性或共通的認(rèn)知和規(guī)范。

四是與科學(xué)探究的聯(lián)系與區(qū)別。兩者在很大程度上具有相關(guān)性或交叉性，但當(dāng)前科學(xué)探究的程序化以及要素化一定程度上忽視了學(xué)生的自主思考和思維，而科學(xué)家對(duì)知識(shí)的態(tài)度和看法、對(duì)世界的觀念與思維方式等實(shí)際上并未進(jìn)入學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的視野與過(guò)程之中。相比之下，“像科學(xué)一樣思考與實(shí)踐”更加鮮明地關(guān)注思考，強(qiáng)調(diào)思考與實(shí)踐的緊密關(guān)系（統(tǒng)一性）以及兩者不可偏廢。簡(jiǎn)而言之，“像科學(xué)家一樣思考與實(shí)踐”這一理念和過(guò)程將學(xué)生的科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐和責(zé)任態(tài)度的發(fā)展與知識(shí)的學(xué)習(xí)有機(jī)整合到一起，指明了學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的基本樣態(tài)。

科學(xué)教材當(dāng)務(wù)之“變”的核心是教材要切實(shí)體現(xiàn)“像科學(xué)家一樣思考與實(shí)踐”。

首先，正確認(rèn)識(shí)并做好教材內(nèi)容的“加”與“減”。從內(nèi)容范疇來(lái)講，在現(xiàn)有陳述性知識(shí)、程序性知識(shí)和跨學(xué)科知識(shí)的基礎(chǔ)上，增加認(rèn)知性知識(shí)。認(rèn)知性知識(shí)一方面為如何調(diào)控科學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程的知識(shí)，另一方面則主要為對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，如通過(guò)很少的自然定律，科學(xué)可以解釋自然世界的運(yùn)行方式。

從內(nèi)容結(jié)構(gòu)化來(lái)講，一要研究并加強(qiáng)對(duì)認(rèn)知性知識(shí)和跨學(xué)科知識(shí)的進(jìn)階設(shè)計(jì)，二要從核心概念或大概念視角審視教材內(nèi)容，加強(qiáng)四類知識(shí)的統(tǒng)整，減少容量。只有內(nèi)容減少了，學(xué)生才能有時(shí)間完整、深度地開(kāi)展探究實(shí)踐活動(dòng)，獲得科學(xué)探索和工程創(chuàng)造的深刻體驗(yàn)。內(nèi)容統(tǒng)整包含了對(duì)學(xué)科育人價(jià)值、學(xué)科本質(zhì)、認(rèn)知方式的深刻認(rèn)識(shí)，是課程、教材內(nèi)容組織面臨的共同挑戰(zhàn)。

從內(nèi)容學(xué)習(xí)情境來(lái)講，要豐富科技素材，完整呈現(xiàn)科學(xué)故事，重做科學(xué)史經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，充分服務(wù)于學(xué)生的觀察、信息提取與加工、分析與概括等思維活動(dòng)。

其次，把探究實(shí)踐活動(dòng)作為教材設(shè)計(jì)的主要載體。所有的科學(xué)知識(shí)都需要通過(guò)探究實(shí)踐活動(dòng)來(lái)建構(gòu)或者驗(yàn)證。中小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)對(duì)象絕大部分來(lái)自宏觀、低速的現(xiàn)實(shí)生活與自然世界，是相對(duì)直觀的，因而，學(xué)生需要而且也可能主要通過(guò)探究實(shí)踐活動(dòng)來(lái)學(xué)習(xí)科學(xué)。一要增配活動(dòng)，促進(jìn)絕大部分內(nèi)容與活動(dòng)的彼此對(duì)應(yīng)和支撐。一個(gè)好的做法是：設(shè)計(jì)基于真實(shí)問(wèn)題的單元大任務(wù)，在課時(shí)學(xué)習(xí)活動(dòng)過(guò)程中，不斷反思優(yōu)化單元任務(wù)的解決方案。二要更加貼合學(xué)生實(shí)際經(jīng)驗(yàn)與場(chǎng)景。比如，小學(xué)生對(duì)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(lái)”有了現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)，當(dāng)教材提到“地球是球形的”，已有經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)就產(chǎn)生了沖突，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與動(dòng)機(jī)。

再次，提升教材內(nèi)容與探究實(shí)踐活動(dòng)的設(shè)計(jì)品質(zhì)。一是在空間和時(shí)間上，為學(xué)生的觀點(diǎn)表達(dá)、梳理、交流留白，鼓勵(lì)學(xué)生提出新的問(wèn)題?？茖W(xué)教材應(yīng)該致力于“三個(gè)開(kāi)放”：起點(diǎn)開(kāi)放、過(guò)程開(kāi)放、結(jié)果開(kāi)放。起點(diǎn)開(kāi)放是指科學(xué)問(wèn)題的提出是開(kāi)放的，這關(guān)乎如何提出一個(gè)好問(wèn)題；過(guò)程開(kāi)放是指活動(dòng)過(guò)程中應(yīng)該不斷涌入新的信息、材料、觀點(diǎn)等，以及對(duì)它們的批判性解釋與揚(yáng)棄；結(jié)果開(kāi)放就是對(duì)探究實(shí)踐結(jié)果的包容性以及局限性反思，包括提出新的研究問(wèn)題。只有這樣，才能使學(xué)生具有科學(xué)學(xué)習(xí)的深刻體驗(yàn)。

二是融入HPS、STSE、STEM等學(xué)習(xí)理念，促使學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決真實(shí)問(wèn)題，并增進(jìn)科學(xué)作為一項(xiàng)人類事業(yè)的認(rèn)識(shí)，體會(huì)科學(xué)文化（如不同的科學(xué)文化乃至社會(huì)文化影響著科學(xué)發(fā)展的方向和程度），領(lǐng)悟科學(xué)倫理，深化對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。

三是進(jìn)一步強(qiáng)化從邏輯層面審視探究過(guò)程與結(jié)論。教材要展現(xiàn)對(duì)邏輯以及邏輯思維全面而正確的理解，促進(jìn)學(xué)生運(yùn)用歸納、演繹、類比、比較、分類、控制變量等方法進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)、思辨論證及問(wèn)題解決，建立證據(jù)與解釋（結(jié)論）之間的關(guān)系，從而提出合理見(jiàn)解。

文章來(lái)源于課程教材研究所