1、2024版科学新教材培训：通过研讨促进科学观念诞生“研讨”作为2024年教科版科学教材内容的四大板块之一，是对证据进行思维加工并用言语显性化，进而形成科学观念的科学实践过程。新教材进一步强化“研讨”在科学学习中的枢纽作用，对教材中原有的研讨问题进行修订完善：一是依据科学争辩的内涵设计研讨的类型；二是回应教材中的探索活动，理顺研讨问题之间的逻辑；三是尊重儿童认知规律，研讨问题设计凸显年级进阶。将研讨作为一种科学实践融入科学学习，教师要创设民主平等的课堂氛围、尊重研讨结果的开放性、重视研讨的有效组织。2024年教科版科学教材（以下简称“新教材”）以大单元和四大板块的教材组织形式呈现。四大板块，即聚
2、焦、探索、研讨和拓展。“聚焦”指在真实情境中聚焦问题；“探索”指针对问题开展探索实践；“研讨”指以语言为载体表现思考过程并予以发表、交流，接受科学共同体的反复考察，建立证据和观点的联系，将观点发展为科学观念；“拓展”指将科学观念应用迁移到新情境中，以评价学习或延伸继续研究的内容。其中，“研讨”板块联结其他三大板块，在贯通“问题聚焦”“探索实践”“形成并应用迁移科学观念”中起枢纽作用，能促进科学观念的诞生，发展学生的科学思维。本研究对新教材“研讨”板块的内涵、设置意图、问题设计进行解读并提出教学建议。一、研讨的内涵解析（一）研讨是一种认知过程研讨的目的是通过集思广益，对某个问题或主题进行深入分析
3、和理解，从而达到对知识的获取和应用，这本身就是一种认知活动。在这一认知活动中，研讨者需要调用思维的敏捷性、深刻性、整体性和创造性，从多个角度和层面去理解和分析问题。因此，研讨既是一种认知过程，也是一种认知方法。在科学学习中，研讨是学习者调取信息、辨析证据、产生联结的认知过程，其最终目的是促进学习者形成科学观念，即产生新的推理或判断。（二）研讨是一种科学文化从科学本质来说，研讨活动代表了一种科学文化。科学进步的动力并不是事实的堆砌，而是争论与辩论。1研讨是科学家开展科学研究的重要环节，他们会通过研讨评价证据、分享推理，甚至提出下一步的研究问题。科学理论的诞生和发展都是在基于实验结果的成果分享、同
4、行质疑辩论中达成的。研究团队发表成果后，为应对他人的质疑，通常需要开展更为深入的研究，在回应质疑的同时完善之前的结论与观点。科学学习也应传承这种科学文化，当学生进行研讨时，实际上是在进行辩论和推理，即在辩论中通过严密、连贯的推理来维护自己的发现和结论，或者改变已有观点或概念。（三）研讨是一种科学实践国际科学教育以“实践”代替“探究”来重启科学教育改革。改用“实践”一词，是为了更好地表达“探究”的本意，即作为认知、社会和行为的多维度实践活动。这一理念转向在教学实践上的反映是，强调科学争辩与推理活动，并将其置于科学实践过程的核心位置。2对应美国K-12科学教育框架：实践、跨学科概念与核心概念提出的
5、八项科学实践3，“研讨”板块属于“基于证据的研讨与争辩”，是科学作为一种社会性活动的特质在课堂中得以充分施展的表现。将研讨作为一种科学实践融入科学学习，使学生在课堂探究学习中除了“动手”“动笔”“动脑”，还要“动嘴”，有助于让学生经历如同科学家理论创新一般的认知过程，从而促使学生学会“像科学家那样思考”。综上所述，基于研讨的科学学习，就是通过对现象和数据的争辩，促使学生协调证据和观点之间的逻辑，从而得出“有根据的断言”的过程。换句话说，研讨的过程就是对证据进行思维加工并用言语显性化，进而形成科学观念的过程（图1）。二、“研讨”板块的设置意图与功能基于研讨在促进学生科学素养发展中的功能，教科版科
6、学教材设置“研讨”板块，以发挥科学争辩在科学探究中的实践功能，发展学生科学思维，促进其科学观念的形成。当前，关于课堂上的研讨，教师普遍已经开始关注让学生经历交流、梳理信息的过程，但是很多教师对科学本质有认识偏差，对研讨的科学实践功能缺乏正确的认知，导致教学实践中普遍存在弱化研讨和研讨不到位、不深入的现象。具体表现在：研讨多是让学生汇报交流自己观察到的现象（或数据），而较少让学生对证据进行有效性评价；研讨多是证实而较少证伪，即直接从现象快速导向既定的结论，时常忽略让学生对假设、实验、数据（事实）与结论之间的逻辑关系进行思考与表述；研讨多是教师主导，学生参与研讨的机会不均等，研讨成了少数学生的展示
7、舞台；等等。针对上述现象，教材编写团队认为有必要进一步强化“研讨”在科学学习中的作用，并在新教材中对研讨问题进行了修订完善。（一）“研讨”板块在四大板块中的作用科学研究的一般过程，即“提出问题研究设计收集数据分析数据同行研讨论证得出结论”。新教材力求通过聚焦、探索、研讨和拓展这四大板块内容，使真实的科学实践过程教学化，以期让师生在课堂中开展科学实践活动。但将学习过程分为四个板块也容易造成各学习环节的割裂，因此在教学实践中，需要一个枢纽将“问题”“实验现象（或数据）”以及“结论（或观念）”联结为具有关联性、连续性的整体。“研讨”板块在四大板块中起的就是这样一个枢纽的作用：研讨是探究实践的必要环节
8、，是科学思维的显性化表现，是结论科学性的保障，最终促进学生形成科学观念。（二）教材研讨问题的解读与分析教材编写团队在新教材的编写过程中，遵循义务教育科学课程标准（2022年版）中关于科学观念、科学思维、探究实践和态度责任四大核心素养的学段目标，围绕问题类型、问题之间的逻辑关系及不同年级问题的进阶水平等方面，对研讨问题进行了修订完善。1.依据科学争辩的内涵设计研讨的类型科学争辩是从真实世界的现象或实验出发，获得数据后的讨论和争辩，以及成果发布后的相互评论、质疑和辩论。研讨的结果，可能是大家达成共识，也可能是需要对结论做进一步研究以及再研讨。据此，新教材在“研讨”板块设计了五种类型的研讨问题，每一
9、类研讨问题的功能、操作要点和示例具体如表1所示。2.回应教材中的探索活动，理顺研讨问题之间的逻辑新教材强调研讨问题要回应教材中的探索活动，并理顺研讨问题之间的逻辑。一般而言，可以引导学生从对探索活动的证据和解释的研讨，逐渐过渡到对解释的论证，然后拓展到更深层次的对概念、跨学科概念的讨论。例如，三年级“辨别方向”单元第5课“制作小磁针”的研讨问题分别为：（1）磁铁的磁性强弱与磁针的磁性强弱有什么关系？（2）摩擦次数和方向与磁针的磁性强弱有什么关系？（3）磁化后的针头和针尾分别是哪一极？可以怎样判断？其中，前两问分别对应前面课文中的两个探索活动，引导学生整理、识别实验中的数据，通过论证建立解释；第
10、三问则是关联第4课“磁铁的两极”和后面设计制作指南针的课文内容，引导学生应用已有知识解决新问题，并为后续问题解决打下技术基础。另如，五年级下册“生物与环境”单元第4课“蚯蚓的选择”的研讨问题分别为： （1）蚯蚓生活在什么样的环境中？我们的研究支持我们的推测吗？（2）蚯蚓的身体结构与其生活环境有怎样的关系？（3）不同栖息地里的动物怎样适应其生活环境？其中，第一问引导学生开展对蚯蚓生活环境进行对比实验研究的探索活动，并对证据有效性进行评估、争辩，从而建立解释；后两问引导学生从对蚯蚓的探索拓展到对更多生物的探索，指向跨学科概念“结构和功能”，最终目的是帮助学生形成“动物身体结构与其生活环境相适应”的
11、科学观念。3.尊重儿童认知规律，研讨问题设计凸显年级进阶儿童对概念的学习和认识遵循由表及里、由浅入深、由具体到抽象、由分散到综合的发展轨迹，思维水平的发展亦如此。因此，新教材在设计研讨问题时，注重凸显科学观念和科学思维的年级进阶。一是问题的表述与答案指向由浅入深。低年级每篇课文的问题基本不超过两个，问题语言表述简单明了，答案指向相对浅显；到了中高年级，问题数量有所增加，语言表述逐渐趋向理性，答案指向也更开放、更有深度。以物质科学主题部分单元研讨问题为例，具体见表2。二是问题指向的实践和思维水平由表及里。低年级的问题会显性化地指向观察、描述等实践方式；中年级开始逐渐出现实验、推测、解释等；高年级
12、则逐渐移除显性的实践指向，走向更深入的论证。具体示例见表3。三是问题的逻辑推进从简单到复杂。新教材重视研讨问题的逻辑推进，体现从简单到复杂的年级变化。低年级问题的逻辑主要是回应探索活动，依据现象建立观点，多体现归纳思维；中年级问题之间的逻辑逐渐体现从现象梳理到证据分析；高年级则体现更复杂的分析、综合、概括、推理（归纳和演绎逻辑）。以生命科学主题研讨问题逻辑推进的年级进阶为例，具体见表4。三、关于“研讨”板块的教学建议（一）创设民主平等的学习环境充满关爱、尊重且积极向上的课堂氛围是学习的先决条件之一。研讨作为集体论证的过程，需要学生先进行个体内在的论证，再进行个体间的论证，这就要求师生之间以及同
13、伴之间存在高水平的信任，使学生感受到他们的思考与表达受到了尊重。教师可以尝试以下方法来创设民主平等的学习环境。一是制定课堂评价准则。如提出“每个人都是独一无二的！每个人的思考都是珍贵的！每个人的观点都是值得尊重的！”等，鼓励学生畅所欲言。二是组建学习共同体。如根据前概念、所持观点对学生进行分组，将观点相同的学生分在一起；将记录集体学习成果的班级记录单张贴在科学教室里，营造集体学习氛围。学生在学习共同体中会更有安全感与归属感。三是约定课堂发言规则。如要求每一位学生先在小组中发表观点，然后各成员轮流代表小组面向班集体发言。教师可以通过一些游戏盘活发言气氛，若有学生因特殊原因不愿参与团队发言，教师要
14、尊重他们并给予鼓励和指导。在安全放松的氛围里，学生无论是承认错误或是失败，同伴对此都不会有太大的反应，这能促使学生敢表达、真表达。四是提供语言表达支架。教师可根据学生的年级水平，在相应的科学教室张贴研讨交流的语言支架。例如，“我赞同，我补充，我反对，因为”“我认为，我的依据是”“我预测，因为，如果就”等，帮助学生逐渐形成科学研讨的表达习惯。（二）尊重研讨结果的开放性研讨的目的是促进学生科学观念的诞生而非必定是确定的结论。因此，研讨的结果既可以是达成共识的结论，也可以是开放性的共识，还可以是基于现有信息的不同推理或新问题。例如，五年级“蚯蚓的选择”一课，在围绕“蚯蚓生活在什么样的环境中？我们的研
15、究支持我们的推测吗？”问题展开研讨的过程中，有些学生提出“不同小组的实验现象有差异，还需进一步实验验证”的质疑，有些学生提出“我们实验的只是一种蚯蚓，还需要选择多种蚯蚓进行实验”的建议，等等。实际上，对研讨结果不确定性的宽容度越大，越能提升学生科学思维的严密性。又如，六年级“多种多样的动物”一课，教师设计了“母猫的子代小猫将来也会有自己的子代”的情境，组织学生研讨“推测小猫的子代可能具有哪些特征”。在研讨中，学生对小猫子代的特征做出自己的推测，并不断引用本节课所学的遗传和变异概念来支持自己的观点或反驳他人的观点。整个研讨过程看似没有找到一个确切的答案，但学生的思维在不断发展，科学观念在不断诞生
16、。（三）重视研讨的有效组织研讨作为课堂学习的重要组成部分，与科学家之间的研讨争辩是有区别的。为促进学生在“论”中推理、在“证”中建构，教师在精心设计研讨问题的基础上，还要重视研讨的有效组织。 一是建设研讨共同体。基于课堂学习时间的限制，通常只有部分学生能有机会以语言表达观点，为防止其他学生成为“看客”，研讨必须赋予课堂中的所有成员（包括教师）以“角色”倾听者和发言者，且展开交互。在小组和集体研讨中，作为倾听者，首先要接受（听懂）他人的观点，再和自己的原有认知产生关联，然后协调经验、证据及推理，并明确自己的立场；作为发言者，要学会阐述自己的观点或表明立场，并参与争辩，基于证据或者推理来解释，促成
17、观点和证据的协调。4而教师，在学生小组研讨时以服务者的身份组织他们展开讨论，并提供表单以帮助学生呈现证据和观点；在集体研讨时可参与研讨，适时给予学生点拨和追问。这样，在研讨中倾听者与发言者的互动形成一个弹性学习环（图2），最终促进学生形成科学观念。二是呈现“每一位”观点。这有助于扩大学生研讨的参与面，使每一位学生感受到被重视、被肯定，从而增强参与研讨的信心。比如，在鼓励学生通过小组研讨达成共识的同时，尊重学生的个人意见，以蓝色磁贴展示小组共识，以红色磁贴展示小组大部分人认同但还是有个人不同意见的结论。另如，在学生展示小组探索成果后，其他学生以带有自己学号的贴纸对同学的成果做出评价。这样，在后续
18、研讨中学生就需要为他做出的评价阐述理由和依据。三是丰富互动形式。科学家之间的研讨有研讨会、沙龙活动、信件往来甚至公开发表等形式。同样的，教师也可以丰富课堂学习中的研讨互动形式。例如，以“科学发布会”的形式开展“答记者问”，以“同行辩论”的形式对相同的话题展开不同观点的辩论，以“画廊漫步”的形式允许学生在教室中行走，观看其他小组的探索成果，进行互动交流，等等。在四大板块中，“研讨”作为被安排在“探索”板块之后的一个内容，有些教师可能会误认为研讨只能在探索环节之后开展，实则不然。研讨可以在探索活动之后开展，也可以贯穿探究活动全过程：在聚焦环节，教师可组织学生从情境出发，通过研讨聚焦需要探究的科学问
19、题或工程任务；在探索环节，教师也应重视探索活动前推理过程的研讨，因为学习者如果有机会梳理、表达自己的原有观点，带着自己的观点进入“探索”，那么他们在探究实践活动中会更容易由关注“我在做什么”发展到“我要关注什么信息”，收集能“证明”或“反驳”观点的事实，让理论与证据相互作用，建立证据和观点之间的联系，从而在内心实现科学观念的建构；在拓展环节，教师可以组织学生针对延伸出来的问题展开新研究方向、方法的研讨。当然，在时间分配上，探索后的研讨时间可以相对长一些。例如，三年级“水珠从哪里来”一课，课堂伊始，师生围绕冰杯外壁出现水珠的现象，聚焦问题“水珠从哪里来”并展开研讨，学生呈现了“杯口漏水”“杯壁渗水”“杯口透气”“杯外气体”等观点。接着，学生带着自己的观点对实验现象做出预测，进而进行观察实验。随后，教师再组织学生展开集体研讨，促使学生修正或完善自己原有的观点。这里的研讨就是贯穿整个教学过程而不是局限于探索活动之后。
