义务教育阶段科学课程学科实践的内涵、价值与实现

义务教育阶段科学课程学科实践的内涵、价值与实现大概念教学2024-05-0611:48重庆随着核心素养时代的到来，教育改革与发展迎来了新元年，《义务教育课程方案（2022年版）》（以下简称《方案》）提出“变革育人方式，突出实践”，强调充分发挥实践的独特育人功能。《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称《标准》）对科学课程作出了明确定义，指明义务教育科学课程具有实践性。科学实践在科学教育改革中历久弥新，厘清义务教育阶段科学课程学科实践的基本内涵、育人价值，探索其教学实现路径是现实所需。一、义务教育阶段科学课程学科实践的基本内涵义务教育科学课程意在使学生从亲近自然走向亲近科学，鼓励学生从整体上认识自然世界，发展科学能力，形成态度责任，树立正确的世界观、人生观和价值观。学科实践注重“做中学”“用中学”“创中学”，有助于发展学生认识真实世界、解决真实问题的能力。科学课程学科实践的基本内涵，既突出科学课程的学科特性和学科实践的应用特性，又兼具二者双向耦合后的共通属性。（一）科学课程凸显自然科学性和主体发展性英文“Science”只指自然科学，德文“Wissenschaft”较于“Science”内涵更广泛，既包含自然科学也包括哲学，本文所指的科学为自然科学。我国学者认为，“科学是人运用实证、理性和臻美诸方法，就自然以及社会乃至人本身进行研究所获取的知识的体系化之结果。……同时，科学也是一种社会职业和社会建制”。由此窥见，科学应具有方法程式化、结果系统化、社会规范化等特征。从研究对象来看，自然科学涉及相对独立于人的外部世界，主要针对客观的物质、现象和事件；从认识主体来看，自然科学的认识主体与认识对象是相对分离的；从认知取向来看，自然科学以发现自然的普遍规律为取向，其目标在于说明自然，寻找共性而非个性；从研究方法来看，自然科学常运用经验归纳法或假设演绎法，主要采用实证方法。自然科学力图消除拟人的内涵，尽力反映自然的本真，总体上是价值中立的。义务教育科学课程是一门体现科学本质的综合性基础课程。《标准》对科学课程进行了详细的规定，从课程性质来看，科学课程有助于学生保持对自然现象的好奇心，有助于提高全民科学素质，促进经济社会发展和科技强国建设；从课程理念来看，科学课程立足学生核心素养的发展，以常见基础知识、基本科学观念为基础，以科学能力、科学态度和社会责任为重点，促进学生学习能力、创新能力的发展；从课程目标来看，科学课程以科学观念、科学思维、探究实践、态度责任为切入点，使学生在学习科学课程过程中，逐步形成适应个人终身发展和社会发展所需要的正确价值观、必备品格和关键能力。科学课程立足素养发展、聚焦核心概念、合理安排进阶、加强探究实践，旨在为拔尖创新人才的培养、科技创新人才的成长助力。科学课程是反映自然科学本质的课程，具有自然科学属性。有学者认为自然科学本质具有两方面特点：其一，自然科学是关于自然的系统化的知识；其二，自然科学是认识自然的社会活动。其中系统化的知识即有机的知识整体，具有客观性、逻辑系统性、计量性、无阶级性。这与“科学为人类认识和理解自然与社会提供了独特的思想方法、思维方式、精神力量和价值观念，提高了人类社会的精神文明水平”的课程性质不谋而合，科学课程凸显了内部知识内容的衔接性与外部社会价值的联结性。科学课程是发展学生核心素养的课程，具有主体发展属性。《标准》强调科学课程旨在为学生终身发展奠定基础：其一，掌握基本的科学知识，形成初步的科学观念；其二，掌握基本的思维方法，具有初步的科学思维能力；其三，掌握基本的科学方法，具有初步的探究实践能力；其四，树立基本的科学态度，具有正确的价值观和社会责任感。科学课程彰显了自然科学的真理性、规范性与学科课程的素养本位、学生立场。应在对自然科学真理正确地掌握、规律灵活地应用的前提下，结合人的发展诉求和社会发展需求，设定合理目标、选择合适内容、保障实施与评价，系统形成科学课程。（二）学科实践彰显理论演绎性和经验归纳性实践生成人的本质，是使人成为人的根本所在，是具有生成性的现实活动。不论是劳动实践还是社会实践，都是发生在主客体交互作用中超越自身并规定双方的对象性活动。如果说作用于自然交互的劳动实践是使人成为人的本质力量，那么与他者交互的社会实践则是使人回归人的根本力量。亚里士多德将思想分为实践的、创制的和理论的三种，他认为，实践凸显了人类生活中的一个以自身为目的的行动的领域，在该领域中，行动是由人自主选择的，且本身具有目的性。亚里士多德开创了西方的实践哲学传统，马克思对该传统进行了创造性的转化。马克思实践概念的根本特征在于将“实践模板”和“创制模板”相统一，将后者视为前者的基础，将前者视为后者的本质，同时马克思指出“人应该在实践中证明自己思维的真理性，即自己思维的现实性和力量，自己思维的此岸性”。由此引申出以下两个结论：一是实践是一切认识活动的源泉和基础；二是实践是检验认识真理性的客观标准。学科实践是《方案》的亮点之一。《方案》强调“变革育人方式，突出实践”，指明“加强课程与生产劳动、社会实践的结合，充分发挥实践的独特育人功能”。学科实践源于二十世纪五六十年代美国学科结构运动，布鲁纳强调学科基本结构的重要性，倡导发现学习，鼓励学生参与获得知识的过程，主张学生像学科专家那样去实践与探究。施瓦布进一步发展了学科结构思想，建立了“实践课程范式”，强调课程不是脱离实践的抽象理论，学生学习要以实践的兴趣为最终旨归。我国学者认为，学科实践是具有学科意蕴的典型实践，即学科专业共同体怀着共享的价值观与愿景，借用学科概念、思想与工具，操控技能与整合心理过程，解决真实问题的典型做法，是一种学习方式。学科实践的提出旨在扭转学生认知经验缥缈、书面作业过重、生活经验空壳等现状，通过学科实践促使学生将知识学习与生活经验相结合，以建构知识、发展素养的形式，实现学生德智体美劳全面发展。学科实践是基于学科的实践认知，具有理论演绎属性。学科本质上是实践的结果，它“以反省思维构成的东西呈现出来”，表现出较强的逻辑性和学术性。有别于原始经验的混沌态和无序性，学科作为理论力量指引并支撑人类实践的稳步发展，在改善人类实践的进程中自身也在不断完善。学科实践是依托实践的学科学习，具有经验归纳属性。毛泽东在《实践论》中强调，人在最初的实践中只能接触到事物的表象和外部联系，这属于感性认识；随着实践的深入，“人们在实践中引起感觉和印象的东西反复了多次，于是在人们的脑子里生起了一个认识过程中的突变（即飞跃），产生了概念”，进而把握事物的本质层面和内部联系，这属于理性认识。学科的产生与发展便是建基于由感性经验逐步过渡到理性概念的过程。学科实践是实践在纵横发展中丰富学科和学科在持续发展中指导实践的深度耦合。（三）科学课程学科实践显现素养循证性和认知具身性自然科学不是独立于认识主体的客观世界表象，自然科学的本质是一种介入性的实践活动，自然科学实践不是揭示既成的自然，而是构造人自身、构造自然。历史证明，自然科学只有渗透到感性对象性活动中才能发挥其解释世界和改变世界的潜力。换言之，自然科学只有与实践结合才能迸发潜能。恩格斯认为自然科学和实践的结合是英国的社会革命，他强调自然科学与哲学结合会变成批判性的理论，自然科学与实践结合会变成推动社会革命的生产力。随着自然科学的发展，人们不再以纯粹直观或纯粹主观的视角去认识客体，而是聚焦于人及实践活动，借此展开对世界的认识。马克思通过研究自然在人类社会实践中的互动，“否认任何将自然科学从人、社会科学或文化科学中根本性分离的做法”。他提出，“自然科学往后将包括关于人的科学，正像关于人的科学包括自然科学一样”。他认为，自然科学与实践的结合使自然科学与人的科学殊途同归。由此可得，自然科学与实践的结合是改造人、改造社会的重要方式。科学课程的课程理念强调激发学习动机，加强探究实践，具体为“倡导以探究和实践为主的多样化学习方式，让学生主动参与、动手动脑、积极体验，经历科学探究以及技术与工程实践的过程”。科学课程核心素养包含“探究实践”，主要指“在了解和探索自然、获得科学知识、解决科学问题，以及技术与工程实践过程中，形成的科学探究能力、技术与工程实践能力和自主学习能力”。科学课程总目标中提出“掌握基本的科学方法，具有初步的探究实践能力”；各学段目标中就“探究实践”素养进行了规定和细化；科学课程各核心概念的学习活动建议中多次提及“观察”“实验探究”“调查”“项目研究”等学习活动；课程实施过程中建议教师“以探究实践为主要方式开展教学活动”，指明了“探究和实践是科学学习的主要方式”；过程性评价中注重“评价方式的实践性“。由此，科学课程的课程性质指明了义务教育科学课程是“具有实践性”的基础课程。科学课程下的学科实践是聚焦学生在学习科学课程过程中逐步形成核心素养的探究活动，具有素养循证性。科学核心素养是对科学课程本质及其育人价值的高度概括和精确凝练。素养的形成与发展只有通过实践才能得以实现。将有形的科学实践成果视为证据进行分析与评估，指导科学核心素养主体间建立有机关联，完善学科实践的行动逻辑体系，为科学核心素养的发展探寻出了操作性强、效果性佳的路径，实现了科学课程独特的育人价值。学科实践下的科学课程以体验、制作、实验探究等独特的方式发展学生核心素养，具有认知具身性。人与自然的关系有二：一是要认识自然，二是要改造自然。科学课程通过对学生科学实践过程的审辨判断，促进学生理解科学的本质，进而认识自然；鼓励学生在科学探究实践和技术工程实践中领悟科学与技术的关系，进而改造自然，从而使学生在探究实践中理解人与自然的关系。二、义务教育阶段科学课程学科实践的育人价值马克思主义人学从唯物史观视角剖析了个人与社会间的辩证关系。马克思认为，实践是构成人根本性的存在方式，人的实践本性不仅决定了个人的多样性，也决定了自身的社会性。从个人的角度来看，科学课程有助于学生保持对自然现象的好奇心；从社会的角度来看，科学课程有助于提高全民科学素质，促进经济社会发展和科技强国建设。马克思主义人学揭示了教育的本质是育人。我国学者将人划分为自然性存在、社会性存在、自为性存在三个维度，消弭了个人与社会的二元对立，强调在交往实践中实现人的全面自由发展。（一）铸造“有理想”的人是“自然人”社会性转向的观念价值人是自然存在物。马克思认为，“历史本身是自然史的即自然界成为人这一过程的一个现实部分”，人是自然界发展到一定历史阶段的产物，人和自然的关系具有统一性，人与社会的关系是在人与自然的关系基础上借助生产实践形成与发展的。马克思指出，“只有在社会中，自然界才是人自己的人的存在的基础“。由此得出，社会是人与自然间的中介。马克思强调，“人同自然界的关系直接就是人和人之间的关系，而人和人之间的关系直接就是人同自然界的关系”，进而得出，人与自然的关系同人与社会的关系是密不可分的。马克思进一步提出，社会形态制约人与自然的关系，社会制度不同，生产目的、生产模式不同，人与自然的关系也不同，人与自然的关系、人与社会的关系是相互交织共生的，人对自然的改造受社会制度的影响，由此，人的自然生物属性受社会性的影响。“有理想”是义务教育阶段学生形象的首要特质。“有理想”的人是热爱祖国、热爱人民、热爱中国共产党、学习伟大建党精神的人，是在实践中不断深化理解“坚持真理、坚守理想，践行初心、担当使命，不怕牺牲、英勇斗争，对党忠诚、不负人民”精神内涵的人。“有理想”的人是努力学习和弘扬社会主义先进文化、革命文化和中华优秀传统文化，理解和践行社会主义核心价值观，逐步领会改革创新的时代精神的人，是主动增强文化理解、深化文化认同、力争文化自强的人。“有理想”的人是懂得坚持走中国特色社会主义道路的道理的人，是初步树立共产主义远大理想和中国特色社会主义共同理想的人，是矢志不渝坚定道路自信、理论自信、制度自信、文化自信的人。“有理想”的人是明确人生发展方向，追求美好生活，能够将个人追求融入国家富强、民族复兴、人民幸福的伟大梦想之中的人，是在近代寻梦、现代筑梦、当代圆梦的接力进程中赓续前行的人。（二）塑造“有本领”的人是“社会人”自为性转变的能力价值马克思在《关于费尔巴哈的提纲》中提出，“人的本质并不是单个人所固有的抽象物。在其现实性上，它是一切社会关系的总和”。人生活在自己创造的世界中，人的自然属性被烙上了属人的社会和文化印迹，形成了人的社会属性。人的社会属性是人的社会需要在人的社会实践活动中的外在表现。社会性包含实践性，马克思和恩格斯认为实践是人根本的存在方式，马克思以“工人同生产的关系”为起点提出，工人同生产的关系又是人的现实性的表现或人的社会现实性、感性客观性的基本确证。换言之，人的社会实践活动主要是生产劳动活动。在劳动中，学生通过实践激发了潜能与主动性，实现“要我做”到“我要做”的转向以及“会做”到“做好”的进阶，达到自我实现与自我超越，在社会本能外显的过程中实现精神的自由与自我意识的觉醒。“有本领”是义务教育阶段学生形象的主要特质。“有本领”的人是乐学善学、勤于思考、保持好奇心与求知欲、形成良好的学习习惯、初步掌握适应现代化社会所需要的知识与技能、具有学会学习的能力的人，是具有终身学习意识、持续学习动机、坚定学习动力、良好学习成效的人。“有本领”的人是乐于提问、敢于质疑、学会在真实情境中发现问题和解决问题、具有探究能力和创新精神的人，是理性实践能力和科学想象能力兼备的人，是严谨执行能力和缜密决策能力兼具的人。“有本领”的人是自理自立、热爱劳动、掌握基本的生活技能、具有良好的生活习惯的人，是在劳动中成长、在实践中生长的人。“有本领”的人是强身健体、健全人格、养成体育运动的习惯、掌握基本的健康知识和适合自身的运动技能、树立生命安全与健康意识、形成积极的心理品质、具有抗挫折能力与自我保护能力的人，是心智健全、身心健康的人。“有本领”的人是向善尚美、富于想象的人，是具有健康的审美情趣和初步的艺术鉴赏、表现能力的人，是高雅品位与高尚品格共生共长的人。“有本领”的人是学会交往、善于沟通、具有基本的合作能力和团队精神的人，是能团结一切可以团结的力量、调动一切可以调动的积极因素的人。（三）锻造“有担当”的人是“自为人”意识性转化的品格价值自为性指社会发展是人有意识、有目的交互作用的结果，是由“盲目”到“自觉”的持续变化的过程。社会是推动人可持续发展的载体，人是促使社会进步的主体，社会发展离不开人和人的实践活动。简言之，社会发展的自为性催生人的发展的自为性。恩格斯在《自然辩证法》中提出，“人离开动物越远，他们对自然界的影响就越带有经过事先思考的、有计划的、以事先知道的一定目标为取向的行为的特征”，这表明人的自为性具有意识性，是兼具社会取向和个人取向的意识性。黑格尔认为，自我意识是自在且自为的，一个民族的精神品格是构成民族意识的基础和内容，精神品格的形成需在长期的社会实践中淬炼，人的意识应包含公共品格。以科学课程为基点进行学科实践意在将学生培养成自由、平等、公正和能为法治社会建设贡献力量的“有担当”的人。“有担当”是义务教育阶段学生形象的重要特质。“有担当”的人是坚毅勇敢、自信自强、勤劳节俭、保持奋斗进取的精神状态的人，是行耕不辍、履践致远、笃行不怠、踔厉奋发的人。“有担当”的人是诚实守信、明辨是非、遵纪守法、具有社会主义民主观念与法治意识的人，是铭记国家层面价值目标、牢树社会层面价值取向、践行个人层面价值准则的人。“有担当”的人是孝亲敬长、团结友爱、热心公益、具有集体主义精神、积极为社会作力所能及的贡献的人，是具有大局意识、协作精神、服务态度的人，是将个人利益与整体利益高度统一、保持组织高效运转的人。“有担当”的人是热爱自然、保护环境、爱护动物、珍爱生命、树立公共卫生意识与生态文明观念的人，是掌握预防疾病、促进健康知识的人，是能做到人与人、人与自然间双重和谐的人。“有担当”的人是具有维护民族团结，捍卫国家主权、尊严和利益的意识的人，是具有自觉履行维护国防安全和国家利益的集体意识的人。“有担当”的人是关心时事、热爱和平、尊重和理解文化的多样性、初步具有国际视野和人类命运共同体意识的人，是能从世界高度了解世界历史和当今国际社会、评价本国地位和作用、认识自身权利和义务的人。三、义务教育阶段科学课程学科实践的教学实现《标准》在课程实施部分指出科学课程以探究实践为主要方式开展教学活动。探究和实践是科学学习的主要方式，在教学中要加强对学科实践的研究与指导，整合启发式、探究式、互动式、体验式和项目式等各种学习方式，精心设计并有效实施能促进学生科学课程深度学习的思维型学科实践。（一）把握科学课程学科实践的基本特征古代科学属于哲学范畴，人们常以经验观察与逻辑推理的方式研究与思考自然。十七世纪以降，实验科学兴起，科学逐步由自然哲学走向自然科学，人们开始创设条件，在特定环境下进行系统观察、测量，并用数学语言表达研究成果。“科学研究是一种实践活动，这种实践不仅重新描绘了世界，也重构了世界。”“科学不是表象和观察世界的方式，而是操作、介入世界的一种（或多种）方式。科学是实践而不是表象。用理论描述世界和科学地掌握介入世界的方式是有区别的。”科学是人对自然的实践涉入，科学实践的基本特征是介入世界，从科学课程层面体现知识具身性、能力进阶性，从学科实践层面体现应用理解性、应用公共性。《标准》明确，科学课程一方面要突出知识的具身性，另一方面要强调能力的进阶性。在教学中，教师首先要引导学生初步认识科学本质、掌握科学知识、形成科学观念、解决实际问题。其次，要指导学生掌握分析与综合等基本思维方法及其具体应用，初步形成建模能力、推理论证能力、创新能力。再次，要鼓励学生掌握基本的科学方法，具有初步的探究实践能力，掌握观察、实验等科学方法，形成探究意识，具有技术与工程实践能力、自主学习能力。最后，要帮助学生树立基本的科学态度、正确的价值观和社会责任感，使学生具有好奇心和探究热情，具有实事求是、追求创新、兼容并包等品质。《方案》提出“强化学科实践”，注重“做中学”。在教学中，教师应指导学生亲历问题解决过程，使学生在实践过程中质疑解惑、求真明辨，实现知行合一；加强知识学习与学生经验、现实生活、社会实践之间的联系，增强学生认识真实世界、解决真实问题的能力。教师应指导学生在实践中体悟社会性交互在知识体系建构过程中的必然性和合理性，实现社会性统整。从个人发展层面，教师在实践设计时应突出应用理解性，意在通过学科实践以真实问题、驱动任务、项目学习等方式激活静态知识，通过解决问题、达成任务、完成项目等方式将静态知识付诸应用并使其转化为动态知识，动态知识的即时生成为学生理解、运用、创新提供了良好支持。从社会发展层面，教师应有意识强调应用公共性。学科实践是学生以学科为基点，借助实践的形式对世界、对社会作出的合理行为预演，学生在学科实践中表现出的自主性、能动性、创造性借由社会规约形成了自律性、适应性、创新性，使学生由个体我转向群体我，实现他律与自律的统一，将个人掌握的知识、技术和能力与社会需求相结合。（二）构建适教宜学的科学实践方案科学实践以科学课程材料和学科实践内容相融合的方式进行，强调学生基于现实问题从科学课程的角度以学科实践的方式解决问题。在科学实践过程中，学生运用恰当的方法论证自己观点的合理性，亲历观察、质疑、讨论和反思等过程。科学实践以科学课程为切入点，重点培养学生的理性精神和批判性思维，以学科实践为突破口，着重发展学生的问题解决能力。科学实践要精心设计方案，体现方案的生命性，促进教师专业发展和学生全面成长；体现方案的真实性，真正调动学生主观能动性解决真实问题；体现方案的适用性，便于师生基于发展需要灵活安排活动。适教宜学是教师教学效果与学生学习效能双向提升的效益耦合。为实现适教，教师设计科学实践方案时需要注意以下三个方面。其一，整合更新实践素材，借助网络和当地物质资源、精神文化，丰富实践素材，整合学习材料，开发课程资源，使学生能将科学实践内容与现实生活紧密联系，做到学以致用。其二，重视学生实践体验，教师创设真实问题情境，设置探究性驱动任务，充分调动学生多重感官参与科学实践，在自主探索和合作交流过程中，落实学生“四基”“四能”的发展，激发学生的创新意识，提升其应用能力。其三，关注评价的发展性，教师进行评价时要客观、准确，具体问题具体分析，重视评价对学生发展的建构作用，评价是为了促进学生全面发展，教师要关注学生在实践过程中科学核心素养的发展情况并作出合理评价。为实现宜学，教师设计科学实践方案时需注意以下两个方面。其一，引导学生积极投入科学实践，教师需引导学生在科学实践前细化任务、明确分工，在科学实践中交流合作、体验探究，在科学实践后研讨总结、反思提升，使全体学生全面参与科学实践全程。其二，指导学生选择适宜的实践方法，教师要有目的地指导学生了解自身特点，结合实践目的和内容，选择合适的实践方法，提升活动效率，使学生在实践中明晰内