2024版科學(xué)新教材培訓(xùn)：通過研討促進科學(xué)觀念誕生

2024版科學(xué)新教材培訓(xùn)：通過研討促進科學(xué)觀念誕生“研討”作為2024年教科版科學(xué)教材內(nèi)容的四大板塊之一，是對證據(jù)進行思維加工并用言語顯性化，進而形成科學(xué)觀念的科學(xué)實踐過程。新教材進一步強化“研討”在科學(xué)學(xué)習(xí)中的樞紐作用，對教材中原有的研討問題進行修訂完善：一是依據(jù)科學(xué)爭辯的內(nèi)涵設(shè)計研討的類型；二是回應(yīng)教材中的探索活動，理順研討問題之間的邏輯；三是尊重兒童認知規(guī)律，研討問題設(shè)計凸顯年級進階。將研討作為一種科學(xué)實踐融入科學(xué)學(xué)習(xí)，教師要創(chuàng)設(shè)民主平等的課堂氛圍、尊重研討結(jié)果的開放性、重視研討的有效組織。2024年教科版科學(xué)教材（以下簡稱“新教材”）以大單元和四大板塊的教材組織形式呈現(xiàn)。四大板塊，即聚焦、探索、研討和拓展?！熬劢埂敝冈谡鎸嵡榫持芯劢箚栴}；“探索”指針對問題開展探索實踐；“研討”指以語言為載體表現(xiàn)思考過程并予以發(fā)表、交流，接受科學(xué)共同體的反復(fù)考察，建立證據(jù)和觀點的聯(lián)系，將觀點發(fā)展為科學(xué)觀念；“拓展”指將科學(xué)觀念應(yīng)用遷移到新情境中，以評價學(xué)習(xí)或延伸繼續(xù)研究的內(nèi)容。其中，“研討”板塊聯(lián)結(jié)其他三大板塊，在貫通“問題聚焦”“探索實踐”“形成并應(yīng)用遷移科學(xué)觀念”中起樞紐作用，能促進科學(xué)觀念的誕生，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。本研究對新教材“研討”板塊的內(nèi)涵、設(shè)置意圖、問題設(shè)計進行解讀并提出教學(xué)建議。一、研討的內(nèi)涵解析（一）研討是一種認知過程研討的目的是通過集思廣益，對某個問題或主題進行深入分析和理解，從而達到對知識的獲取和應(yīng)用，這本身就是一種認知活動。在這一認知活動中，研討者需要調(diào)用思維的敏捷性、深刻性、整體性和創(chuàng)造性，從多個角度和層面去理解和分析問題。因此，研討既是一種認知過程，也是一種認知方法。在科學(xué)學(xué)習(xí)中，研討是學(xué)習(xí)者調(diào)取信息、辨析證據(jù)、產(chǎn)生聯(lián)結(jié)的認知過程，其最終目的是促進學(xué)習(xí)者形成科學(xué)觀念，即產(chǎn)生新的推理或判斷。（二）研討是一種科學(xué)文化

從科學(xué)本質(zhì)來說，研討活動代表了一種科學(xué)文化。科學(xué)進步的動力并不是事實的堆砌，而是爭論與辯論。[1]研討是科學(xué)家開展科學(xué)研究的重要環(huán)節(jié)，他們會通過研討評價證據(jù)、分享推理，甚至提出下一步的研究問題。科學(xué)理論的誕生和發(fā)展都是在基于實驗結(jié)果的成果分享、同行質(zhì)疑辯論中達成的。研究團隊發(fā)表成果后，為應(yīng)對他人的質(zhì)疑，通常需要開展更為深入的研究，在回應(yīng)質(zhì)疑的同時完善之前的結(jié)論與觀點?？茖W(xué)學(xué)習(xí)也應(yīng)傳承這種科學(xué)文化，當學(xué)生進行研討時，實際上是在進行辯論和推理，即在辯論中通過嚴密、連貫的推理來維護自己的發(fā)現(xiàn)和結(jié)論，或者改變已有觀點或概念。（三）研討是一種科學(xué)實踐

國際科學(xué)教育以“實踐”代替“探究”來重啟科學(xué)教育改革。改用“實踐”一詞，是為了更好地表達“探究”的本意，即作為認知、社會和行為的多維度實踐活動。這一理念轉(zhuǎn)向在教學(xué)實踐上的反映是，強調(diào)科學(xué)爭辯與推理活動，并將其置于科學(xué)實踐過程的核心位置。[2]對應(yīng)美國《K-12科學(xué)教育框架：實踐、跨學(xué)科概念與核心概念》提出的八項科學(xué)實踐[3]，“研討”板塊屬于“基于證據(jù)的研討與爭辯”，是科學(xué)作為一種社會性活動的特質(zhì)在課堂中得以充分施展的表現(xiàn)。將研討作為一種科學(xué)實踐融入科學(xué)學(xué)習(xí)，使學(xué)生在課堂探究學(xué)習(xí)中除了“動手”“動筆”“動腦”，還要“動嘴”，有助于讓學(xué)生經(jīng)歷如同科學(xué)家理論創(chuàng)新一般的認知過程，從而促使學(xué)生學(xué)會“像科學(xué)家那樣思考”。綜上所述，基于研討的科學(xué)學(xué)習(xí)，就是通過對現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的爭辯，促使學(xué)生協(xié)調(diào)證據(jù)和觀點之間的邏輯，從而得出“有根據(jù)的斷言”的過程。換句話說，研討的過程就是對證據(jù)進行思維加工并用言語顯性化，進而形成科學(xué)觀念的過程（圖1）。

二、“研討”板塊的設(shè)置意圖與功能基于研討在促進學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展中的功能，教科版科學(xué)教材設(shè)置“研討”板塊，以發(fā)揮科學(xué)爭辯在科學(xué)探究中的實踐功能，發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維，促進其科學(xué)觀念的形成。當前，關(guān)于課堂上的研討，教師普遍已經(jīng)開始關(guān)注讓學(xué)生經(jīng)歷交流、梳理信息的過程，但是很多教師對科學(xué)本質(zhì)有認識偏差，對研討的科學(xué)實踐功能缺乏正確的認知，導(dǎo)致教學(xué)實踐中普遍存在弱化研討和研討不到位、不深入的現(xiàn)象。具體表現(xiàn)在：研討多是讓學(xué)生匯報交流自己觀察到的現(xiàn)象（或數(shù)據(jù)），而較少讓學(xué)生對證據(jù)進行有效性評價；研討多是證實而較少證偽，即直接從現(xiàn)象快速導(dǎo)向既定的結(jié)論，時常忽略讓學(xué)生對假設(shè)、實驗、數(shù)據(jù)（事實）與結(jié)論之間的邏輯關(guān)系進行思考與表述；研討多是教師主導(dǎo)，學(xué)生參與研討的機會不均等，研討成了少數(shù)學(xué)生的展示舞臺；等等。針對上述現(xiàn)象，教材編寫團隊認為有必要進一步強化“研討”在科學(xué)學(xué)習(xí)中的作用，并在新教材中對研討問題進行了修訂完善。（一）“研討”板塊在四大板塊中的作用科學(xué)研究的一般過程，即“提出問題—

研究設(shè)計—收集數(shù)據(jù)—分析數(shù)據(jù)—同行研討論證—得出結(jié)論”。新教材力求通過聚焦、探索、研討和拓展這四大板塊內(nèi)容，使真實的科學(xué)實踐過程教學(xué)化，以期讓師生在課堂中開展科學(xué)實踐活動。但將學(xué)習(xí)過程分為四個板塊也容易造成各學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的割裂，因此在教學(xué)實踐中，需要一個樞紐將“問題”“實驗現(xiàn)象（或數(shù)據(jù)）”以及“結(jié)論（或觀念）”聯(lián)結(jié)為具有關(guān)聯(lián)性、連續(xù)性的整體?！把杏憽卑鍓K在四大板塊中起的就是這樣一個樞紐的作用：研討是探究實踐的必要環(huán)節(jié)，是科學(xué)思維的顯性化表現(xiàn)，是結(jié)論科學(xué)性的保障，最終促進學(xué)生形成科學(xué)觀念。（二）教材研討問題的解讀與分析

教材編寫團隊在新教材的編寫過程中，遵循《義務(wù)教育科學(xué)課程標準（2022年版）》中關(guān)于科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實踐和態(tài)度責(zé)任四大核心素養(yǎng)的學(xué)段目標，圍繞問題類型、問題之間的邏輯關(guān)系及不同年級問題的進階水平等方面，對研討問題進行了修訂完善。

1.依據(jù)科學(xué)爭辯的內(nèi)涵設(shè)計研討的類型

科學(xué)爭辯是從真實世界的現(xiàn)象或?qū)嶒灣霭l(fā)，獲得數(shù)據(jù)后的討論和爭辯，以及成果發(fā)布后的相互評論、質(zhì)疑和辯論。研討的結(jié)果，可能是大家達成共識，也可能是需要對結(jié)論做進一步研究以及再研討。據(jù)此，新教材在“研討”板塊設(shè)計了五種類型的研討問題，每一類研討問題的功能、操作要點和示例具體如表1所示。2.回應(yīng)教材中的探索活動，理順研討問題之間的邏輯新教材強調(diào)研討問題要回應(yīng)教材中的探索活動，并理順研討問題之間的邏輯。一般而言，可以引導(dǎo)學(xué)生從對探索活動的證據(jù)和解釋的研討，逐漸過渡到對解釋的論證，然后拓展到更深層次的對概念、跨學(xué)科概念的討論。例如，三年級“辨別方向”單元第5課“制作小磁針”的研討問題分別為：（1）磁鐵的磁性強弱與磁針的磁性強弱有什么關(guān)系？（2）摩擦次數(shù)和方向與磁針的磁性強弱有什么關(guān)系？（3）磁化后的針頭和針尾分別是哪一極？可以怎樣判斷？其中，前兩問分別對應(yīng)前面課文中的兩個探索活動，引導(dǎo)學(xué)生整理、識別實驗中的數(shù)據(jù)，通過論證建立解釋；第三問則是關(guān)聯(lián)第4課“磁鐵的兩極”和后面設(shè)計制作指南針的課文內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用已有知識解決新問題，并為后續(xù)問題解決打下技術(shù)基礎(chǔ)。另如，五年級下冊“生物與環(huán)境”單元第4課“蚯蚓的選擇”的研討問題分別為：（1）蚯蚓生活在什么樣的環(huán)境中？我們的研究支持我們的推測嗎？（2）蚯蚓的身體結(jié)構(gòu)與其生活環(huán)境有怎樣的關(guān)系？（3）不同棲息地里的動物怎樣適應(yīng)其生活環(huán)境？其中，第一問引導(dǎo)學(xué)生開展對蚯蚓生活環(huán)境進行對比實驗研究的探索活動，并對證據(jù)有效性進行評估、爭辯，從而建立解釋；后兩問引導(dǎo)學(xué)生從對蚯蚓的探索拓展到對更多生物的探索，指向跨學(xué)科概念“結(jié)構(gòu)和功能”，最終目的是幫助學(xué)生形成“動物身體結(jié)構(gòu)與其生活環(huán)境相適應(yīng)”的科學(xué)觀念。3.尊重兒童認知規(guī)律，研討問題設(shè)計凸顯年級進階兒童對概念的學(xué)習(xí)和認識遵循由表及里、由淺入深、由具體到抽象、由分散到綜合的發(fā)展軌跡，思維水平的發(fā)展亦如此。因此，新教材在設(shè)計研討問題時，注重凸顯科學(xué)觀念和科學(xué)思維的年級進階。一是問題的表述與答案指向由淺入深。低年級每篇課文的問題基本不超過兩個，問題語言表述簡單明了，答案指向相對淺顯；到了中高年級，問題數(shù)量有所增加，語言表述逐漸趨向理性，答案指向也更開放、更有深度。以物質(zhì)科學(xué)主題部分單元研討問題為例，具體見表2。二是問題指向的實踐和思維水平由表及里。低年級的問題會顯性化地指向觀察、描述等實踐方式；中年級開始逐漸出現(xiàn)實驗、推測、解釋等；高年級則逐漸移除顯性的實踐指向，走向更深入的論證。具體示例見表3。

三是問題的邏輯推進從簡單到復(fù)雜。新教材重視研討問題的邏輯推進，體現(xiàn)從簡單到復(fù)雜的年級變化。低年級問題的邏輯主要是回應(yīng)探索活動，依據(jù)現(xiàn)象建立觀點，多體現(xiàn)歸納思維；中年級問題之間的邏輯逐漸體現(xiàn)從現(xiàn)象梳理到證據(jù)分析；高年級則體現(xiàn)更復(fù)雜的分析、綜合、概括、推理（歸納和演繹邏輯）。以生命科學(xué)主題研討問題邏輯推進的年級進階為例，具體見表4。三、關(guān)于“研討”板塊的教學(xué)建議（一）創(chuàng)設(shè)民主平等的學(xué)習(xí)環(huán)境充滿關(guān)愛、尊重且積極向上的課堂氛圍是學(xué)習(xí)的先決條件之一。研討作為集體論證的過程，需要學(xué)生先進行個體內(nèi)在的論證，再進行個體間的論證，這就要求師生之間以及同伴之間存在高水平的信任，使學(xué)生感受到他們的思考與表達受到了尊重。教師可以嘗試以下方法來創(chuàng)設(shè)民主平等的學(xué)習(xí)環(huán)境。一是制定課堂評價準則。如提出“每個人都是獨一無二的！每個人的思考都是珍貴的！每個人的觀點都是值得尊重的！”等，鼓勵學(xué)生暢所欲言。二是組建學(xué)習(xí)共同體。如根據(jù)前概念、所持觀點對學(xué)生進行分組，將觀點相同的學(xué)生分在一起；將記錄集體學(xué)習(xí)成果的班級記錄單張貼在科學(xué)教室里，營造集體學(xué)習(xí)氛圍。學(xué)生在學(xué)習(xí)共同體中會更有安全感與歸屬感。三是約定課堂發(fā)言規(guī)則。如要求每一位學(xué)生先在小組中發(fā)表觀點，然后各成員輪流代表小組面向班集體發(fā)言。教師可以通過一些游戲盤活發(fā)言氣氛，若有學(xué)生因特殊原因不愿參與團隊發(fā)言，教師要尊重他們并給予鼓勵和指導(dǎo)。在安全放松的氛圍里，學(xué)生無論是承認錯誤或是失敗，同伴對此都不會有太大的反應(yīng)，這能促使學(xué)生敢表達、真表達。四是提供語言表達支架。教師可根據(jù)學(xué)生的年級水平，在相應(yīng)的科學(xué)教室張貼研討交流的語言支架。例如，“我贊同……，我補充……，我反對……，因為……”“我認為……，我的依據(jù)是……”“我預(yù)測，因為……，如果……就……”等，幫助學(xué)生逐漸形成科學(xué)研討的表達習(xí)慣。（二）尊重研討結(jié)果的開放性研討的目的是促進學(xué)生科學(xué)觀念的誕生而非必定是確定的結(jié)論。因此，研討的結(jié)果既可以是達成共識的結(jié)論，也可以是開放性的共識，還可以是基于現(xiàn)有信息的不同推理或新問題。例如，五年級“蚯蚓的選擇”一課，在圍繞“蚯蚓生活在什么樣的環(huán)境中？我們的研究支持我們的推測嗎？”問題展開研討的過程中，有些學(xué)生提出“不同小組的實驗現(xiàn)象有差異，還需進一步實驗驗證”的質(zhì)疑，有些學(xué)生提出“我們實驗的只是一種蚯蚓，還需要選擇多種蚯蚓進行實驗”的建議，等等。實際上，對研討結(jié)果不確定性的寬容度越大，越能提升學(xué)生科學(xué)思維的嚴密性。又如，六年級“多種多樣的動物”一課，教師設(shè)計了“母貓的子代小貓將來也會有自己的子代”的情境，組織學(xué)生研討“推測小貓的子代可能具有哪些特征”。在研討中，學(xué)生對小貓子代的特征做出自己的推測，并不斷引用本節(jié)課所學(xué)的遺傳和變異概念來支持自己的觀點或反駁他人的觀點。整個研討過程看似沒有找到一個確切的答案，但學(xué)生的思維在不斷發(fā)展，科學(xué)觀念在不斷誕生。（三）重視研討的有效組織研討作為課堂學(xué)習(xí)的重要組成部分，與科學(xué)家之間的研討爭辯是有區(qū)別的。為促進學(xué)生在“論”中推理、在“證”中建構(gòu)，教師在精心設(shè)計研討問題的基礎(chǔ)上，還要重視研討的有效組織。一是建設(shè)研討共同體?；谡n堂學(xué)習(xí)時間的限制，通常只有部分學(xué)生能有機會以語言表達觀點，為防止其他學(xué)生成為“看客”，研討必須賦予課堂中的所有成員（包括教師）以“角色”——傾聽者和發(fā)言者，且展開交互。在小組和集體研討中，作為傾聽者，首先要接受（聽懂）他人的觀點，再和自己的原有認知產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，然后協(xié)調(diào)經(jīng)驗、證據(jù)及推理，并明確自己的立場；作為發(fā)言者，要學(xué)會闡述自己的觀點或表明立場，并參與爭辯，基于證據(jù)或者推理來解釋，促成觀點和證據(jù)的協(xié)調(diào)。[4]而教師，在學(xué)生小組研討時以服務(wù)者的身份組織他們展開討論，并提供表單以幫助學(xué)生呈現(xiàn)證據(jù)和觀點；在集體研討時可參與研討，適時給予學(xué)生點撥和追問。這樣，在研討中傾聽者與發(fā)言者的互動形成一個彈性學(xué)習(xí)環(huán)（圖2），最終促進學(xué)生形成科學(xué)觀念。

二是呈現(xiàn)“每一位”觀點。這有助于擴大學(xué)生研討的參與面，使每一位學(xué)生感受到被重視、被肯定，從而增強參與研討的信心。比如，在鼓勵學(xué)生通過小組研討達成共識的同時，尊重學(xué)生的個人意見，以藍色磁貼展示小組共識，以紅色磁貼展示小組大部分人認同但還是有個人不同意見的結(jié)論。另如，在學(xué)生展示小組探索成果后，其他學(xué)生以帶有自己學(xué)號的貼紙對同學(xué)的成果做出評價。這樣，在后續(xù)研討中學(xué)生就需要為他做出的評價闡述理由和依據(jù)。三是豐富互動形式?？茖W(xué)家之間的研討有研討會、沙龍活動、信件往來甚至公開發(fā)表等形式。同樣的，教師也可以豐富課堂學(xué)習(xí)中的研討互動形式。例如，以“科學(xué)發(fā)布會”的形式開展“答記者問”，以“同行辯論”的形式對相同的話題展開不同觀點的辯論，以“畫廊漫步”的形式允許學(xué)生在教室中行走，觀看其他小組的探索成果，進行互動交流，等等。在四大板塊中，“研討”作為被安排在“探索”板塊之后的一個內(nèi)容，有些教師可能會誤認為研討只能在探索環(huán)節(jié)之后開展，實則不然。研討可以在探索活動之后開展，也可以貫穿探究活動全過程：在聚焦環(huán)節(jié)，教師可組織學(xué)生從情境出發(fā)，通過研討聚焦需要探究的科學(xué)問題或工程任務(wù)；在探索環(huán)節(jié)，教師也應(yīng)重視探索活動前推理過程的研討，因為學(xué)習(xí)者如果有機會梳理、表達自己的原有觀點，帶著自己的觀點進入“探索”，那么他們在探究實踐活動中會更容易由關(guān)注“我在做什么”發(fā)展到“我要關(guān)注什么信息”，收集能“證明”或“反駁