《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》強調，推進基于探究實踐的科學教育，注重將知識學習與實踐相結合，重視年級學段有機銜接、相關學科橫向配合，凸顯學生核心素養(yǎng)培養(yǎng)?！吨行W科學教育工作指南》明確提出：“開展跨學科綜合實踐活動，探索綜合化實施分科課程的路徑?！?/span>

山東省濟南市作為首批全國中小學科學教育實驗區(qū)，全力探索綜合化實施分科課程的路徑，努力打造“全市域推進、全學段貫通、全學科融合”的科學教育新范式。濟南第三十四中學作為試點推進學校，聚焦“分科教學與科學核心素養(yǎng)整體培育”，以思維型科學探究實踐理論為引領，積極探索“雙標”聯(lián)合驅動的初中科學教育融合實施路徑和策略（見圖1）。圍繞《義務教育科學課程標準（2022年版）》（簡稱“科學課程標準”）中4個跨學科概念和13個學科核心概念，構建融合型教學框架，開展科學與物理、化學、生物學、地理等學科融合教學及跨學科探究實踐活動，編寫《初中生科學素養(yǎng)培育手冊》（見圖2），探索新時代科學教育改革創(chuàng)新思路和實踐路徑。

圖1：“雙標”聯(lián)合驅動的理論與實施框架

圖2：初中生科學素養(yǎng)培育思路與基本架構

初中科學教育課程實施面臨怎樣的困境？

課程實施的“割裂化”困境

當前，全國大部分省份初中階段的科學課程是按照物理、化學、生物學、地理等學科進行分科授課。這種情況，一是受分科授課形式所限，“各門課程用不少于10%的課時設計跨學科主題學習”系統(tǒng)性實施難度較大。二是受師資所限，很多初中學校無專任科學課程教師，也很難招錄到相應專業(yè)綜合型教師。分科課程往往注重本學科的知識落實，會相對弱化學科知識的相互關聯(lián)，限制學生創(chuàng)新素質的發(fā)展。如傳統(tǒng)教學中“力的作用”僅作為物理學科知識點講授，會割裂其與生物學學科“動物運動機制”、地理學科“地質力學”的內(nèi)在關聯(lián)，易出現(xiàn)“學科孤島”現(xiàn)象。

素養(yǎng)培養(yǎng)的“碎片化”困境

受專業(yè)壁壘、學考壓力等因素制約，初中階段物理、化學、生物學、地理學科教師容易出現(xiàn)重知識傳授輕科學核心素養(yǎng)培育的情況。學校通過問卷調查發(fā)現(xiàn)，在融合實施科學教育之前，81.6%的與科學相關課程教師未深入學習科學課程標準，不能準確說出“科學本質”“跨學科概念”“學科核心概念”等核心要求，教學中缺乏指向基于科學課程視角培養(yǎng)學生科學核心素養(yǎng)的相關活動，導致科學觀念、科學思維、探究實踐、態(tài)度責任等核心素養(yǎng)培養(yǎng)呈現(xiàn)“碎片化”特征。

評價體系的“單一化”困境

科學課程標準中明確要求“重視綜合評價，促進學生發(fā)展”“構建素養(yǎng)導向的綜合評價體系”。而基于分科課程的評價體系側重于學科知識掌握和素養(yǎng)評價，缺乏對科學核心素養(yǎng)的系統(tǒng)性評估，“科學探究能力”“綜合實踐能力”等維度的評價不足，難以引導科學教育從“學科知識本位”向“科學核心素養(yǎng)本位”轉型。

如何理解“雙標”聯(lián)合驅動的理論與實施框架？

構建“雙線融合”的課堂模式

基于科學課程標準與物理、化學、生物學、地理等學科課程標準的交叉分析，提出“明線+暗線”雙線教學結構。明線為學科知識體系和學科核心素養(yǎng)，暗線為科學課程標準中的4個跨學科概念、13個學科核心概念以及科學核心素養(yǎng)，構建以學科為主、主動關聯(lián)科學課程跨學科概念和學科核心概念的“雙線融合”課堂模式，實現(xiàn)學科核心素養(yǎng)與科學核心素養(yǎng)協(xié)同發(fā)展。

以八年級物理第六章《熟悉而陌生的力》教學為例，明線通過常見事例或實驗了解重力、彈力、摩擦力，認識力的作用效果等；暗線通過“海南和酒泉衛(wèi)星發(fā)射場選址分析”“啄木鳥啄樹受力現(xiàn)象觀察”等活動與地理、生物學相關知識融合，使學生綜合學習“物質的運動與相互作用”學科核心概念和“物質與能量”“結構與功能”等跨學科概念，并能夠綜合應用這些概念解決真實情境中的問題，實現(xiàn)核心素養(yǎng)的雙線螺旋上升。

創(chuàng)建“四段式”跨學科探究實踐活動范式

以胡衛(wèi)平教授思維型科學探究實踐理論為引領，學校探索形成“問題驅動——跨學科探究實踐——總結反思——遷移應用”的“四段式”跨學科探究實踐活動范式。在“問題驅動”階段，教師設置與學生生活相關的真實問題情境，激發(fā)學生探究興趣與求知欲；在“跨學科探究實踐”階段，注重學生主體，根據(jù)任務需求整合選用啟發(fā)式、探究式、互動式、體驗式、項目式等教學方式，開展跨學科探究實踐；在“總結反思”階段，學生通過成果展示等分享探究收獲，教師引導梳理學習過程，建立知識聯(lián)系，深化核心概念理解；在“遷移應用”階段，注重培養(yǎng)學生解決實際問題的能力，通過新場景或任務檢驗知識運用，促進知識轉化，實現(xiàn)學習提升。

如在《冬小麥真的抗凍嗎》項目中，（1）問題提出階段：結合生物學“植物適應環(huán)境”與地理“氣候數(shù)據(jù)”“土質特點”等知識，引導學生提出“環(huán)境與冬小麥存活率關系”的跨學科問題。（2）探究實踐階段：學生小組合作，在學校微型農(nóng)業(yè)科普基地種植和觀察冬小麥，記錄其在低溫環(huán)境下的生長狀況，并結合物理學科中的“熱傳導”原理分析土壤溫度變化對植物根系的影響。同時，學生利用化學知識檢測土壤酸堿度和養(yǎng)分含量，探討除氣溫外其他環(huán)境因素對冬小麥存活率的影響。（3）總結反思階段：經(jīng)過對冬小麥從種植到收獲的全過程觀察、實驗，學生整理分析實驗數(shù)據(jù)，探究影響冬小麥存活率的因素，形成研究報告。（4）遷移應用階段：學生將研究成果應用于實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)場景，設計優(yōu)化冬小麥種植方案，提出提升存活率的具體措施。

打造“四維協(xié)同”支持系統(tǒng)

一是分科與綜合教研機制：學校制訂并實施《物化生地全員參與綜合實施科學教育分科課程試點工作方案》，以項目化推進方式實施試點工作，成立學校領導班子、相關處室負責人及物化生地學科全體教師參與的項目組。結合學校分科教研實際，在不弱化當前分科教研的基礎上，建立“雙周跨學科教研+月度專家指導”機制，開展基于綜合化實施思路下的課標研究、課程建設研究、課堂教學研究、教學評價研究等綜合教研活動。

同時，學校鼓勵各學科教師積極參與市級—區(qū)域—學校的多維聯(lián)合教研和相關培訓活動，承擔全市、區(qū)域聯(lián)合開展的跨學科融合教學公開課、展評等任務，通過不同層級、不同學科、不同學段教師的交流與碰撞，為綜合實施科學教育分科課程提供多元視角和創(chuàng)新思路。

二是課題研究賦能機制：學校在“用科研的思維謀劃發(fā)展、用科研的思想發(fā)現(xiàn)并解決問題、用科研的思路助力教育教學質量提升”的“三思”科研范式指導下，探究“雙標”聯(lián)合驅動下的初中科學教育融合實施路徑和策略。科研理論探究和“雙標”融合課例實踐雙輪驅動，為學校推進綜合實施科學教育分科課程賦能。

三是多重資源聚合機制：以校內(nèi)外資源建設與整合為重點，加大科學教育投入，更新實驗設備，豐富智慧資源建設，全面優(yōu)化校內(nèi)科學育人環(huán)境；積極推進校際合作和資源共享，與山東省濟南第十八中學、濟南舜耕中學等學校建立科學教育聯(lián)合體，實現(xiàn)科學教育資源共建、共用、共享；依托學校周邊山東省農(nóng)業(yè)科學院等科研單位資源，建立常態(tài)聯(lián)動機制，充分利用校外優(yōu)質科學教育資源。

四是評價與激勵機制：建立素養(yǎng)導向的多元綜合評價體系，探索科學教育分科課程融合課的“教學評”一體化途徑和方法。充分發(fā)揮平板智慧課堂優(yōu)勢，課堂即時評價與階段性評價相結合，既可實時追蹤學生在科學探究活動中的表現(xiàn)，給予個性化指導，也能通過階段性測評和綜合實踐成果展示，對學生進行全面評估。此外，學校引入社會資源參與評價過程，如在《冬小麥真的抗凍嗎》跨學科項目中，邀請農(nóng)科院專家對學生項目進行指導和點評，使評價更加專業(yè)和多元化。

同時，構建科學教師隊伍建設激勵機制，用專業(yè)成長紅利激勵，用育人成效賦能?；趯W校教師培養(yǎng)頂層設計，在課堂展示、課題研究、高階培訓等專業(yè)成長路徑中為科學類課程教師專設賽道。如學?！?/span>1234”優(yōu)師行動中設立科學育師專項，通過雙青藍工程、教師發(fā)展項目、名師工作室、新課堂成長共同體等項目，幫助科學類課程教師育人水平提升；通過社團自薦、項目組揭榜、名師工作室掛牌等方式，激勵教師主動參與科學教育創(chuàng)新實踐活動。

學校科學教育生態(tài)系統(tǒng)性重構取得了哪些成效？

學生素養(yǎng)實現(xiàn)多維躍升

一是科學思維與探究能力顯著增強。對學生的問卷調查對比顯示，在實施“雙標”融合教學后，學生對科學本質的理解深度顯著提升。如在“認同科學知識具有暫時性并會隨研究深入更新”“科學實驗需要多次驗證以確保結論可靠”等科學認知問題上學生回答正確率分別提升8.5%和11.7%，反映出批判性思維與實證意識的提升；基于實驗數(shù)據(jù)提出可驗證結論的學生數(shù)量較傳統(tǒng)教學方式增加12.6%。

二是實踐創(chuàng)新與問題解決能力躍升。通過融合課堂和跨學科探究實踐活動，學生不再局限于課堂內(nèi)的理論學習，而是化身小小“科學家”，通過自主學習跨學科知識和探究實踐解決真實世界中的復雜問題。如學生基于“危險環(huán)境中危險源的識別”問題，自主設計智能博物機器人，這一作品被推薦參加省級學生信息素養(yǎng)提升實踐活動并獲得優(yōu)異成績。

三是學習動機與學科興趣持續(xù)激發(fā)。問卷調查顯示，73.4%的學生表示喜歡參與科學實驗和跨學科探究活動，62.9%的學生關注氣候變化等全球性議題并愿意運用科學知識解決問題，較之前分別提升13.3%和17.6%。在科學職業(yè)期望調查中，42.8%的學生計劃從事與科學相關職業(yè)，較之前提升5.1%，“學科學、愛科學、用科學”的良好氛圍正在悄然形成。

教師專業(yè)發(fā)展實現(xiàn)“結構化突破”

一是課程實施能力突破性轉型。學校教師基于新課標的課程實施能力一直處于學習提高階段，通過綜合實施科學教育分科課程，倒逼教師在研究課標與課程、探索課堂與課外等方面下功夫。教師以科學課程標準中的跨學科概念和核心概念為基礎，在不弱化當前分科教研的基礎上，從科學高度理解學科核心概念，構建不同學科之間的內(nèi)在聯(lián)系，養(yǎng)成學科課程與科學課程融合意識，實現(xiàn)從單一授課到融合課程實施的轉型突破。在課堂實踐中，教師主導開發(fā)《綠色開花植物的一生》等多門校本課程，平均融合2—3個學科知識點，充分實踐“雙線融合”的課堂模式。

二是跨學科探究實踐活動設計和指導能力提升。通過觀課評課及問卷調查對比，81.9%的教師掌握以問題式、項目式為主的教學方法，78.8%的教師能夠整合多學科知識設計跨學科探究實踐活動，較之前教師數(shù)量增加18.2%。

三是科研引領與教學創(chuàng)新能力結構性突破。物理、化學、生物學、地理學科教師中，72.7%的教師主持或參與了省、市及校級課題研究。各學科團隊以課題為載體，實現(xiàn)教學與研究深度融合。相關經(jīng)驗和實踐課例先后在兩次濟南市義務教育階段綜合實施科學教育分科課程培訓會上進行分享或展示。

課程體系實現(xiàn)“融合式創(chuàng)新”

在科學課程標準和物理、化學、生物學、地理等學科課程標準“雙標”聯(lián)合驅動下，學校立足核心素養(yǎng)培育，逐步打造出“雙線融合課例+跨學科探究實踐活動+校外研學活動”的立體課程群。此外，為保障課程有效實施，學校還構建了多元化評價工具，涵蓋過程性評價、表現(xiàn)性評價、成果評價等，通過即時數(shù)據(jù)反饋、課堂觀察記錄、項目成果展示、研究報告等方式，全面、客觀地評估學生學習成效。目前，這一立體課程群已取得階段性成果，正在編纂形成《初中生科學素養(yǎng)培育手冊》。

學校目前推進的“雙標”聯(lián)合驅動的初中科學教育融合實施路徑，正在打破初中科學教育的“學科疆域”瓶頸，在“雙標”融合中尋找育人的最大公約數(shù)，探索構建更加靈活、多元且富有創(chuàng)造力的科學教育新范式。

（高冬梅 作者系山東省濟南第三十四中學黨總支書記）

《人民教育》第13-14期，原標題為《科學教育的“融合實施”》，有修改