以下文章来源于教育科学出版社 ，作者喻伯军
本文根据教科版《科学》副主编、浙江省教育厅教研室副主任喻伯军在2023年教科版科学全国培训研讨会上的发言整理而成。
我将从三个方面与大家分享：第一，2022年版科学课程标准的主要特点；第二，如何实施素养导向的教与学；第三，素养导向的教学策略。
第一部分，2022年版科学课程标准的主要特点。
2022年版科学课程标准由七个部分组成，其中附录部分的内容跟一线老师的教学联系非常紧密，比如里面的案例、必做探究实践活动等都跟实际教学联系紧密。
科学课程标准至少体现出六个特点：第一，整体设计，1~9年级整体进行设计，原来是1~6年级、7~9年级两个阶段分开的；第二，素养导向，这是课标最重要的特点，所有学科的课程标准提的方向都是素养导向；第三，注重综合；第四，加强实践，这也是所有的课程标准所体现出来的两大亮点；第五，新增学业质量标准，这是本轮课改和所有的课程标准都增加的新内容；第六，深化教学改革。
课程标准提出的最主要的要求就是素养导向。素养是什么呢？曾经有许多专家、大家讨论过。最后从学理上分析，素养就是“品格+能力”。根据《中国学生发展核心素养》报告，核心素养包含“必备品格”和“关键能力”，此外，在报告中还有一个关键词“正确价值观”。我们国家教育的根本任务是立德树人。立德，就是要培养学生正确价值观；树人，就是培养学生的必备品格和关键能力。
核心素养的三个关键词，就是为了落实立德树人的根本任务。而基于核心素养的培养成为这一轮科学课程标准制定课程目标的基础理论。所以素养导向的教学成为科学课程教学改革的方向和要求。
科学课程标准凝练了四个核心素养。这四个核心素养都很重要，相互之间有密切关联。科学观念是起基础作用的，体现了科学学科的本质属性；科学思维是核心素养里的核心，同时也是关键能力。在四个核心素养中，关键能力有两个，其中探究实践既是实现核心素养的主要途径，它本身又是关键能力。而态度责任，体现了价值观和方向。这四个核心素养相互关联，浑然一体。这四个核心素养的内涵在课程标准中已有界定。
科学观念包含三个方面，既包括科学、技术与工程领域的一些具体概念，也包括对科学本质的认识，还包括科学观念在解释自然现象、解决实际问题中的应用。因为观念体现的是能力，所以把在解释自然现象、解决实际问题中的应用也放在观念当中。
分析知识和素养之间的关系。我们最熟悉的是知识，而现在提倡素养，二者之间必然是有联系的。我认为知识是培养素养的基础，也是培养的载体，而素养表现的是知识、技能、态度等融合的整体的能力。从这个意义上说，素养的范围大一点，它包含知识。那么如何从知识走向素养呢？我们的知识教学做得比较扎实，也很到位。如果学生在学好知识的基础上能加强迁移应用，加强在真实情境中解决问题能力的培养，就可以走向素养培养。因此知识和素养是密切相关的。
如果学生不学好基础知识，素养就容易落空。但是如果学生只学知识而不发展其他方面的能力，素养就会有漏洞，不容易全面。所以最好的一条路径是：不仅学好知识，还会用知识，体现知识的价值，加强学以致用，素养才能更好地培养。许多优秀的老师已经在实施素养导向的教学了，但也还有一些老师还只在知识教学上面打转、做文章，这些老师再向前跨半步，就能走向素养导向的教学了。
关于科学思维，课程标准中也有解释。我们要分清楚两个层次。第一，基本的思维方法，是非常重要的，每个学科都有；第二，科学思维有三个方面：模型建构、推理论证、创新思维，是我们科学学科要培养的重要的教学目标。
探究实践包含科学探究和技术与工程实践两方面，是培养核心素养的主要途径。课程标准中提出要通过探究实践形成三种能力：科学探究能力、技术与工程实践能力、自主学习能力。特别是自主学习能力，在课程标准修订的过程中，教育部要求所有学科的课程标准修订组加上这一共通的能力，科学课程标准修订组把自主学习能力放在了探究实践下面。
举个例子，浙江省加强探究实践的措施。除了课堂教学注重探究实践之外，在作业设计中加强了探究实践的记录。每节课的第一道题目都是活动记录，我们希望所有的老师能够通过让学生亲自参加探究实践活动，再把它记录下来，来呈现学生的学习成果。反之如果学生不亲自探究实践，这第一道题目就做不好，用这样的方式促使老师们加强探究实践。在作业当中也有很多题目是体现探究实践的。
比如这道一线老师原创的题目：用一根胡萝卜和100根牙签在30分钟内搭建60厘米高的塔。当时这位老师在论坛发了这个活动以后，其他科学老师都觉得这个活动很好，大家都在实践。这个活动设计简单，材料不复杂，学生操作也容易，而且在操作之前有各种各样的方法可供学生思考和实践，所以立即成了许多学校和老师喜爱的活动，还成了许多学校保留的科技节的项目。后来我们把这个活动收录到作业本当中。有一位老师上到《小小工程师》这个单元的时候，就拿这道题目上了一节课。他在课堂当中先让学生把自己的想法画出来，然后大家交流，每个小组用100根牙签、一根胡萝卜搭建塔。
这个小组搭了一座80.5厘米高的塔，测量以后发现超过了要求，学生露出了非常开心的笑容。如果我们的孩子做作业能做得这么开心，那作业的负担就轻了。当然这样的题目没有那么多，但是这道题目体现的就是我们要加强探究实践的方向。
浙江省在加强探究实践方面还体现在实践检测上。浙江省进行了两次检测，题目的分值权重比例是纸笔测试占55%，实践测试占45%。全省5万个孩子进行检测，我们还专门做了大概17000套材料，让1/3的学生留下来做实践检测。实践检测很好地促进浙江的学生加强探究实践、浙江的老师加强探究实践教学。
最近的一次实践检测题目，第一题是用测力计测出一个螺母的重力，第二题是用测力计测出一个钢珠的重力，第三题是用测力计测出一个回形针的重力，这三题构成这一次的实践检测题目，分值为40分，还有5分是调查，即调查平常实验教学做得如何。第一题明显指向平常是否使用工具去做观察实验活动，如果平常老师们使用工具进行观察实验活动，那第一题就很简单，这是教材里就有的，所以这一题基本上只要认真做实验就能拿到分。第二题是指向使用工具解决问题，培养学生解决问题的能力。视频中这个孩子在试测的时候没有完成任务，她解决问题的能力还不足。她找到了一点点思路：想用螺母帮忙测出钢珠的重力，结果没成功。在座的好多老师可能会给她5分或者10分，但我们判分只给她2分。因为正确使用测力计的这部分的分数已经在第一题给她了，第二题主要考查学生是如何解决问题的。我们发给学生的那一盒材料中还有一个小小的尼龙袋，旁边的两个小朋友，他们把钢珠放到尼龙袋里测量，再减去尼龙袋本身的重力，算出了这个钢珠的重力。这个实践过程对四年级的小朋友来说难度刚刚好，大部分小朋友通过观察材料想出了不少办法，最后都得到了比较理想的成绩。第三题是给孩子一枚回形针，用提供的测力计是测不出来回形针的重量的。我们希望孩子能测出这枚回形针的重力，逼着小朋友去动脑筋、想办法。学生把脑筋动起来了，办法想出来了，即使测不出来也是没有关系的。我们希望学生能够利用所学知识去解决问题，体现素养导向。
态度责任是第四个核心素养，它也包含两个方面：科学态度和社会责任，具体内容见课程标准的表述。
第二部分，我想跟大家交流一下如何实施素养导向的科学教学。
以前我们最拿手的是知识教学，现在也还有很多老师处在知识中心的教学状态。现在的课标强调要从知识中心走向素养发展。不能把科学观念等同于科学知识，要注重科学知识在解释现象、解决实际问题的应用，同时在教学当中渗透科学本质。所以我们要在继承原来好的知识教学的基础上，重点培养学生的能力，特别要培养学生的科学思维能力。关于科学思维能力刚才张红霞主编已经介绍了很多，那么应当怎么做呢？四个字：学以致用。要加强学生在真实情境中解决实际问题的能力，那就可以从知识中心走向素养发展。
举一个例子，在教科版《科学》五年级下册《温度不同的物体相互接触》这节课中，第二部分是将盛有凉水的试管放在热水杯中，测量凉水和热水的温度变化。最后要做成温度折线图，来分析凉水与热水温度的变化关系，以及热量的传递。拓展是日常生活中各式各样的能够观察到的热传递材料。在平常的教学中，老师们基本上按照教材来教，学生也喜欢老师们这样上课。像这样能够照着教材的设计上课、准备好器材，让学生亲自探索、实践的课，都是好课，体现了素养导向。因为教师让学生亲自探索实践，自己去得出结论。但是有的老师只是拿着这节课的PPT从头讲到尾，不让学生观察，也不让学生做实验，最后结果全在PPT上呈现，这样的课还是知识中心的。这样的老师不仅有，而且还不少。有些老师是不愿意做实验，有些则是没有实验条件。希望照本宣科的老师能够走向让学生亲自探究实践，走向素养导向。
还有老师在这节课的基础上稍作改进，更好地体现素养导向。素养导向的课也是有层次的，是没有止境的，永远都还有更好的。
首先，我们要分析这节课的目标。关于目标的写法，课程标准的案例中有呈现，这里就不再赘述。
我们来看一看这位老师的设计是否更好地体现了素养导向。
首先他在课前先和小朋友们相互握手，然后询问小朋友有没有感到他的手更热，让学生理解这是因为有热量传递。然后他又创设了一个情景，将冷牛奶放到热水里，让学生推测一下，冷牛奶将怎样变热，用图示的方式呈现出来。第三部分，让大家进行实验、观察、记录、分析，进行了整整18分钟的学生自主学习。第四部分是10分钟的交流汇报。在这28分钟的时间里全都是学生为主的活动。最后还有实践和应用。
左图学生的预测为：热水温度持续降低，冷牛奶温度持续升高，这是大部分学生预测的结果。右图学生预测为：热水温度逐渐降低，冷牛奶温度逐渐升高，最后二者温度相同，而且还会上升一点。
最后一组学生认为：热水温度一直下降，而冷牛奶温度一直上升，但最后会下降一点。这是当时课上的学生呈现出来的前概念。
在此基础上，老师提供了材料，让学生分组进行观察、实验、记录、思考。
这是学生通过18分钟的分组实验后，得出的结果。学生发现冷水（用来模拟冷牛奶）温度慢慢上升，热水温度下降，最后二者温度几乎相同。这是大部分小组的发现。
还有小组发现，冷水的温度最后比热水的温度高一点，大约相差1℃。
这个组也发现了同样的现象。学生发现现象跟预测不太一样。教师组织学生先进行小组讨论，其中有一个小组提出了自己的想法：冷水放在热水中，而热水在外面，中间的冷水因为周围是热水而能够保持温度，温度下降比热水慢。这个小组的解释得到了大部分学生的认可。
教师用图示的方式帮助学生解释，为学生提供支架。否则学生很难解释，也不好表达。利用图示帮助学生解释实验结果，是小学阶段很好的一种教学手段。
最后一个环节老师用了一个可视化的工具，用热成像仪拍摄一段视频，展示把冷水放到热水里面时热量是怎么传递的，给学生呈现可视化的热传递的现象。
这节课的优点在于：它解决了许多学生错误的前概念，实验结果的解释等激发了学生的兴趣。这位老师把探究实践做到位了：第一，情境比较真实，激发了学生的探究兴趣；第二，突出了学生的核心探究活动，主要的活动都是学生完成的；第三，给学生集中探究的活动时间非常充分，体现了自主学习和探索的结合，同时提供的材料很有帮助；第四，在研讨当中充分实现了学生自己研讨、自己质疑的过程，还很巧妙地用可视化的路径解释了现象，为下面的“热的传递”部分的学习打下了基础。这节课的探究活动做得很扎实，以预测为例，老师先让学生会看图示，然后让学生用图示把自己的想法表达出来，让每一个孩子都进行了预测，再把自己的预测跟实验结果对照。所以像这样的课，在落实探究实践活动方面是做得很到位的。
为了更好地落实探究实践，检测的时候如果只有知识导向也是不行的。例如这节课的检测题可以是让学生描述实验结果图并得出结论，这比让学生背诵好得多。
还可以向学生展示实验装置的图示，让学生利用图示解释温度的变化，这样的题目学生不做实验是回答不出来的，学生只有通过探究实践才能解释得到的结果。所以评价是非常具有导向意义的。
我再举一个例子。教科版《科学》五年级上册《地球的结构》这节课。这节课有四部分内容。这四部分知识含量比较多，活动不多，在教学的时候要如何体现素养导向呢？这节课绝大部分的老师都是以讲为主的，最后拿橡皮泥制作模型，但制作的地球模型的内部结构其实是不准确的。看上去有讲解，有动手，实际上效果并不好。这样的课不好上，还要体现新课标提倡的理念，体现素养导向，如果能设计得好一点、做得好一点，对老师们的教学观念、教学理念的提升是很有帮助的。
我在做教师培训的时候，就有老师提出了这个难题。首先我们还是要根据课程标准核心素养的四个方面来写教学目标：通过自己阅读资料，知道一些信息；在思维层面上，要在基本的思维方法上面进行训练、比较、评价、探究；在实践当中，要让学生做一个能够表现地球内部结构的地球结构模型；希望学生在学习的过程当中能对地球感兴趣、对地球结构感兴趣，还要能够相互合作完成任务。
目标制订好了以后，我也提了两条思路：第一条思路，设计一个任务，让学生产生驱动性问题，然后自己去获取知识，体现自主学习；第二条思路，学生学了知识以后要能去用，把知识变成模型表达出来，以此来评价、分析，把知识学活。
这节课的挑战任务是制作一个地球结构模型。关于地球结构模型这个任务，孩子自然会产生两个问题，一是不知道地球结构是怎样的，二是不知道模型该怎么做、用什么材料做。那我们就围绕这两个问题来开展这节课的教学。
当我们提出这个任务的时候，学生自然而然地产生了驱动性的问题。第一个驱动性问题是“地球结构是怎样的”。我们可以这样做：阅读老师提供的资料，观察老师提供的其他材料，每个学生一张记录单，用摘录关键词的方法，把关于地球内部结构的知识梳理好，学生能够看着关键词复述出来。既要自学也要记录，还要把知识整理好以后复述出来，这个要求对五年级学生来说还是有挑战性的。这个活动大概需要10分钟时间。10分钟以后学生自己做好记录，先在小组内交流，相互补充，然后在全班交流。学生在小组交流的时候已经把关于地球内部的知识复述了一遍，全班交流的时候又复习了一遍。所以在这个过程当中是学生自己整理知识然后讲出来，交流的过程中就学好了。半节课以后再来讨论如何制作地球结构模型。老师可以提供一些材料，学生根据材料讨论怎么做。讨论好了以后开始制作地球模型。学生有了知识基础之后，大约需要7～8分钟制作地球结构模型。做好以后，把地球模型放在桌子上，采用画廊漫步的方式，让小组之间互相评价，选出最符合地球内部结构的作品。最后在老师的带领下分析小结，模型好在哪里，不足在哪里，再次应用地球结构的知识进行评价。
有教师参考这一构思，改进实施。这节课现场效果不错，在每月研修中进行了介绍。
这位老师在第一个环节提供了很多资料，让学生自己学习地球内部的结构。材料丰富，有视频、标本、展览等，还展示了关于地幔的介绍资料。
学生自学10分钟之后，小组内交流，然后全班交流。教师采用了地球的剖面的结构来讲解，可以更直观地看到地球内部的结构：地核、地幔、地壳，以及各个结构的厚度。学生可以直观地看到地壳是很薄的，从而使学生制作的模型更准确。还可以用不同颜色的橡皮泥表示不同的温度。
教师提供了图示的材料，每个小组做八分之一。模型材料上有标识，学生能更为精确地表示各个结构的温度、厚度。这个材料降低了操作难度，提高了准确度，很好地帮助学生将学习到的知识表达出来。
八个小组将做好的模型展示在黑板上，全班学生讨论评价，选出制作得最好的模型，对较差的模型提出修改意见。
最后，教师把八个小组的模型拼起来，成为一个完整的地球模型，放在学校的展览馆。
这节课的优点在于：第一，把项目化学习的要素融入科学学习，创设了真实的情境，设计了驱动性的问题，把看上去一节知识量特别大的课变成了一节学生自主学习的课；第二，把探究实践活动做到位了，而且在过程当中把科学思维自然地融入进去；第三，教具设计和改进，切合学生的探究实践活动，又解决了学生概念建构的问题。
通过这两个课例，我们如何走向素养导向的课堂呢？首先要树立自信，继承原来做得好的地方，改进不足。好的地方，比如知识教学很落实、探究实践活动都在推进，这些都是应该继承的。不足的地方，如只教知识，不会迁移应用，不会学以致用，这都是要改正弥补的。所以我们要向前“迈半步”，加强课内的迁移应用，加强在新情境下解决问题能力的培养，渗透科学本质。这样我们的课堂就可以从知识中心走向素养导向。
素养导向的教学重点在于培养能力，我们科学课程要培养的关键能力至少有科学思维能力、探究实践能力、问题解决能力、质疑创新能力，其他的还请老师们多补充。
第三部分，素养导向的课堂策略。
第一，明确本节课的教学目标和素养目标。
第二，针对素养发展设计活动。
第三，选择合适的教学方法。
在写素养目标的时候要把握好这三点：第一，注重学以致用，这一点大家要切切在意；第二，在考虑科学概念的同时也要考虑科学概念的迁移应用；第三，科学概念、科学知识的学习一定要跟探究实践的学习方法结合起来，把态度责任融合在其中。
以《温度不同的物体相互接触》一课为例，我做了一些改进。教学目标的改进可以影响到课的设计。
37℃的牛奶比较适合饮用，如何将一袋冷牛奶加热为适合饮用的牛奶？这就需要用到温度计。我们的问题是：怎样把冰箱里刚拿出的5℃的冷牛奶加热到37℃？有很多加热的方法，其中一种方法就是将牛奶放到热水中。先让学生思考、再用示意图表示。动手之前先动脑，动脑进行设计，并用示意图来表示设计，这个方法既简单又有效。这样既有设计又有解释，形成一个闭环，最后再整理、拓展，效果应该会更好。
另外，还要选择合适的教学方法。教学方法的种类很多，在课程标准里大概列了12种，包括探究实践、观察、测量、课本剧等。所有的方法都是为科学教学服务的，都能够帮助我们落实科学教学，提高科学教学质量。方法没有好坏之分，只有用得好与不好、合适不合适。选择合适的方法可以提高教学效果。而我们科学课程提倡探究实践教学，这并不意味着排斥其他的方法，包括讲授在内的教学方式方法也是很重要的。同时我们现在还要探索新的教学方法，比如项目化学习、综合学习等，为丰富科学教学的方法提供实践路径。
这是我今年参观的一所学校在开展学校科技节，每个年级做一个项目，这些项目都是基于教科版《科学》。
三年级的项目是制作过山车，四名学生在科技节当天，花了四个小时制作了精美的过山车。
五年级的项目是船的研究，学生制作了各种各样的船，还制作了可以载人的船。
四年级的项目是制作乐器，学生制作了笛子等乐器。制作时学生自己选择材料、标注打孔的位置，家长帮忙打孔。让学生能做的都自己做，学生做不了的家长帮点忙，家长有限参与，效果也挺好的。学生还能用自制的二胡演奏乐曲《赛马》。
还有学校把“声音”单元最后一课做成了一个项目，变成了国庆节的课外作业。学生按照要求制作了各种各样的乐器。学生制作的乐器外形精美，可以演奏。
有一所学校把《声音》单元的最后一课做成了一个打击乐合奏节目，所有的乐器都是学生自己制作的，节目是音乐老师指导排练的。
项目化学习是能够帮助孩子更好地发展、补充科学教育方法的一种重要途径。老师们可以基于教材的内容开展微项目学习，这对教学的提高是很有帮助的。
总结一下今天的内容主要包括以下三点。
第一，我们要把握课程标准的新要求，从知识导向的教学走向素养导向的教学。
第二，要把握科学学科的特点，强化探究实践，即运用科学学科的概念、思想和工具，解决真实情境当中的问题的能力。
第三，探索素养导向的教学设计和实施路径，培养学生的核心素养。
来源： 教育科学出版社
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