◎ 许 萍

一、活动主题与期望目标

（一）教研活动的动因

随着“立德树人”教育目标的明确提出，各学科核心素养培育的路径，便成为教育教学研究的重要课题。

“立德树人”教育目标落实在上海市初中科学课程中，就是要培养、提高学生的以探究、创新精神和实践能力为标志的综合科学素养。上海市初中科学学科建设30年来，我们持之以恒地在科学探究与探究教学、实证思想与实证教学的推行上做了长期的努力，目前上海市初中科学教师已接受科学探究理念，并以此指导教学实践。在此基础上，如何进一步优化上海市初中科学学科的综合性，即如何使教师在组织、指导学生基于经历和经验的“探究活动”过程中，能为学生提供好的、由浅入深的解决问题的“棋谱”，即前人总结的经验、概括的思想和方法，来找准学生在探究中形成概念的过程及其基本的思维逻辑，发展学生独立思考的能力和实践创新的精神，便成为当前需要解决的急迫性问题。

（二）主题的提出及其目标

基于上述考虑，自2017年1月以来，上海市初中科学学科开始倡导“用科学大观念指引教学”主题教研。近两年来，一些区和骨干教师持续在课堂教学设计与探究能力培养方面进行研究，本次教研活动为之提供展示平台，推动其更系统地反思教学设计与科学大观念的关联，获得专业成长、锻炼研究队伍。

“用科学大观念指引教学”主题教研的活动目标，就是用实证的方法，指引教师如何用科学大观念去分析教材、设计教学过程，让学生在问题的探究与解决过程中，能够有意识地逐步运用“棋谱”即科学大观念，去分析问题、解决问题，实现深层学习，从而发展学科核心素养与关键能力。

（三）教研活动期望效果

我们将科学大观念分为学科内大观念、交叉于各学科的大观念和关于科学本质的大观念三类。本次活动聚集这三类科学大观念如何指引教师决定学生学习进程中的关键要素，并以案例陈述的方式，来思考如何挖掘背后的科学大观念以及观念的发展进程，并借助合适的探究活动来加以落实。

二、活动方式与基本流程

（一）活动方式

本次教研活动主要有现场教学展示、课例展演、教研主旨报告、专家点评、线上联动研讨等方式。

（二）基本流程（见图1）

图1 教研流程

三、活动过程与重要环节

（一）活动准备

1.本次展示活动准备阶段要点

（1）准备步骤：①明确展示主题，拟定方案；②策划活动，设计教学，梳理案例；③撰写直播预告；④文本磨合，试教磨课，制作活动手册，设计活动告示单、评价单并上传。

（2）准备阶段参与人员：由市教研员、中心组成员、执教教师及其区教研员组成。

2.重点环节的设计与准备

（1）关于顶层设计，有“三个三”的特点：①三节课分别用一类科学大观念来指引教学，包括学科内大观念、交叉于各学科的大观念和关于科学本质的大观念；②三节课的个案分析，分别侧重于三个不同的视角，包括教师、学生、教研组；③三节课的个案分析，均涉及三个方面，但分别侧重于不同的方面，包括学生思维过程、教学路径、教学设计要素等。

（2）关于研究实践阶段的设计与准备，有分工合作的特征。针对三类科学大观念指引教学进行备课与磨课，共三节课。分三个小组，首先由小组各自提出课题；然后团队进行整体研究，分析居于教学内容核心的大观念，以及观念涉及的知识内容范畴、观念建构的思维路径等教学要素；最后小组深入内涵细节进行具体的设计与施工，并分两个阶段实施团队监理。

（3）关于经验提炼，有整体设计与架构：①三节课分别呈现用一类大观念来指引教学；②三个案例分别解决了“教什么”“怎么教”“如何从单元设计到课时建构”的问题，体现科学大观念是如何指引“目标确立与内容建构”“目标导向下的活动设计”和“单元整体设计下的课堂教学”的；③呈现本学科在对“学生发展素养”中的“责任担当”“实践创新”“健康生活”方面有所特殊贡献。

（4）关于课堂教学评议，开发基于网络移动平台的交流评议工具。手机操作，即时评议，现场反馈；包含教学评价、互动教学评议等功能；由市教研员提供，区教研员作贴近本课特点的细微调整。

（5）关于教研活动评议：手机操作，活动后评议，后台汇总数据，实现对教研活动的评价；包含教研活动总体评价、对教研活动提供建议等功能；由市教研员提供、发布教研活动相关信息，通过微信平台等网络平台发布，教师可以报名参加教研，提前下载资料。

（6）整理各类案例，编制“微报告”，排演大会交流等。

（二）现场教研

现场教研活动中，市、区教研员和骨干教师围绕既定的教研主题主旨、目标与思路，呈现了以下教研内容与意图。

（1）课堂教学展示。现场呈现了三节用科学大观念指引教学的公开课，分别为六年级的“熔化”一课、七年级的“人体内水分的平衡与调节”一课和“人口问题”一课。

（2）教学案例展演。分别由三节课各自的教研团队代表，介绍本课是如何在科学大观念的指引下，确定相关教学要素的。其中“熔化”一课中，在“粒子模型”观念的引领下解决了“怎么教”的问题，侧重于体现学科内大观念是如何指引“目标导向下的活动设计”的；“人体内水分的平衡与调节”一课中，在平衡观念的引领下解决了“从单元设计到课堂教学构思”的问题，侧重于体现交叉于各学科的大观念是如何指引“单元整体设计下的课堂教学”的；“人口问题”一课中，在“决策与证据”观念的引领下解决了“教什么”的问题，侧重于体现关于科学本质的大观念是如何指引“目标确立与内容建构”的。

（3）主旨报告。从背景、研究实践与反思三个方面，回顾与阐述了如何用科学大观念指引教学，明确主题教研的目的就是要促使教师在组织、指导学生的“探究活动”时，能够由浅入深地提供一些有启发作用的科学观念（解决问题的科学思维过程，称之为“棋谱”），并让学生在探究过程中逐步学会运用这些“棋谱”，从而为培养学生独立思考的能力和创新精神服务。

（4）研讨交流。采用现场与线上相结合的方式展开研讨和交流。现场有两位专家就上述三节课的教学及其案例分析所展现的，用科学大观念指引教学的路径与成效作点评综述。听课教师还可以在线上进行评课。

（三）活动总结

通过本次活动，初步达成以下三个方面的共识。

1. 区分概念与观念

概念是对一类具有共同特征事物或关系的抽象化表达。概念的表达形式是词或词组，概念的逻辑特征是内涵和外延。观念则是指某种体系化了的思想、观点或看法，经常被用来指导如何看待问题、分析问题和解决问题。比如系统这个词，既是一个科学概念，同时也是反映“整体大于部分”科学思想的一种观念。

2. 明确“用科学大观念指引教学”主题教研的目标与任务

由于六至七年级的科学课程内容的建构是以“探究活动”为脚手架的，因此提出“用科学大观念指引教学”的教研主题，就是要促使教师在组织、指导学生的“探究活动”时，能够由浅入深地提供一些“棋谱”，并让学生在探究过程中逐步学会运用这些“棋谱”，从而为最终培养学生独立思考的能力和实践创新精神服务。

3. 初步理解教师如何“用科学大观念引领教学”

总体来说可以进行两个方面的实践探索：一是对一个学生探究活动做出深化“证据支持假设”的实证研究；二是对一个教学单元做出深化“基于课程标准”的实证研究。具体来说可以通过下列路径与方法尝试“用科学大观念引领教学”。

（1）研读课标、教材、教学基本要求，明确教学内容背后想呈现的是什么大观念

具体来说，要根据目前教学的内容，列出大观念，并给出其逻辑依据和背后的思考。

例如，“熔化”一课是有关“物理宏观现象用微观解释”的课，具体涉及的是用“粒子模型”来解释物态变化过程中温度变化的特点，而这个宏观现象需要学生通过探究去发现，再用他们已经学过的“粒子模型”来解释。又如“人口问题”一课背后的用意是有关“决策与证据”的问题，具体涉及的是用“统计图看趋势”，根据趋势变化的特点来调整政策（独生子女—单独二孩—全面放开二孩）。而这个人口趋势变化需要学生通过数据分析和社会调查去发现，再来理解人口政策变化的科学性。

（2）分析概念和学生，确定观念的进展过程是什么

为确保学生能够通过探究加深理解，需要明确认知进展过程：首先依据小概念相互之间的逻辑关系，然后依据学生不同阶段掌握概念的实情，最后描述概念进展过程，注意与大观念相联系。

例如，明确认知观念进展过程必须思考哪些问题，才能达到让学生觉得可以探究，而且值得探究的那个聚集点（温度变化的特点、政策变化的原因）？具体来说，“熔化”一课中，首先是“固态能不能变为液态？需要什么条件才能让它发生？”然后才是“在这个固态变为液态的过程中有什么特点？”“人口问题”一课中，首先是通过人口数据变折线图看趋势——分析趋势变化的原因和可能的结果；然后是通过社会调查看劳动力人口数据变化趋势——分析趋势变化的原因和可能的结果；最后才是根据趋势变化的特点来科学地调整政策。

（3）从科学思维的角度设计教学方案

图2 教学方案设计思路

如图2所示，从科学思维的角度设计教学方案包括根据进程作教学顶层设计；形成问题链及教学基本环节；为回答问题寻求观察、测量和收集数据的方法；分析和解释数据；对探究和获取结果进行讨论。

例如，“熔化”一课中，探究问题的提出是沿问题的解决方向，步步走向精确（条件、方向）；探究活动的设计是为提高活动结果对于探究目标的解释性（温度变化的控制）；板书是对探究过程重要现象与结论的记录（让探究学习有意义）；最后要对现象或结论做出讨论或解释（解释吸热而温度不变）。这样便实现了用科学大观念指引学生探究活动及其所带来的学生深层学习。

4. 认识“用科学大观念指引教学”的意义

“用科学大观念指引教学”的意义主要有：一是对于教师的教而言，它能帮助教师决定教什么，指引教师解析“概念内涵外延”组织教学内容，指引教师根据“概念内涵外延”设计和组织“探究活动”进程；二是对于学习内容而言，它能帮助人们弄清许多令人困惑的经验和看上去孤立的事实，因为它居于学科中心，让内容之间不再孤立；三是对于学生的学而言，能帮助学生长久保持信息。

四、活动的持续和推进

（一）基于主题教研的预期

本次教研活动是初中科学学科“用科学大观念指引教学”所做的一个实践尝试，要使这一主题研究形成对广大科学教师教学的促进作用，成为学科课程改革实践的观念引领与行动导向，还需要做好后续工作：一是研究学习、教学实践、评价测量三者一体化推进，根据上海初中科学教师的实际状况和实践的先后，对三类科学大观念分步推进；二是研究、实验、推广三者一体化推进，从实证研究的角度，对“教给学生有结构的知识和建构知识的能力”的做法进行解读。

（二）基于改进教学的建议

需要说明的是，考虑到整个面上的实际情况，从推动学科教研与课堂改进的需要出发，科学学科提出的用科学大观念指引教学，还有不少需要突破的地方，近期至少从两个方面着手研究：一是对教学过程各要素的研究，如“问题情境化”“活动多样化”“提问结构化”“板书逻辑化”等基于大观念的教学方法研究；二是同时进行案例积累，即组织教师找准一个科学大观念，进行实证研究并积累“棋谱”——记录师生教与学的进程，高度还原师生的思维进程。

（三）基于项目研究的推进

将该教研主题继续作为学科内的重要项目予以推进。一是在教师积极教学实践的基础上，提炼出适合上海特点的初中科学学科三类科学大观念，形成学科概念框架；二是从两个方向开展实证研究，积累科学学科概念框架下的教学案例，包括一类是对一个学习活动做出深化“证据支持假设”的设计与实施，开展用科学大观念推进基于学生经历与经验的学习活动设计与实施的实证研究，另一类是对一个单元做出深化“基于课程标准”的设计与实施，开展用科学大观念推进基于教师教学设计与实施过程及其评估、反思与培训的实证研究；三是针对三类科学大观念分别研制测量工具、实施测量与分析，积累科学学科概念框架下的评价案例；四是提炼科学学科概念框架下的实践案例，形成推进用科学大观念教学的指南，为教师提供教学指导。