2022版科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)解讀-面向核心素養(yǎng)的科學(xué)教育(課件)

面向核心素養(yǎng)的科學(xué)教育——2022版科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)解讀什么是科學(xué)？為什么要學(xué)科學(xué)？如何學(xué)科學(xué)？科學(xué)教育的目標(biāo)：學(xué)習(xí)像科學(xué)家一樣思考。科學(xué)啟蒙，奠基未來科學(xué)探索

永無止境一二三13個核心概念四五4個跨學(xué)科概念六物質(zhì)科學(xué)生命科學(xué)地球與宇宙科學(xué)技術(shù)與工程物質(zhì)與能量系統(tǒng)與模型穩(wěn)定與變化結(jié)構(gòu)與功能兩大時代背景國際科技發(fā)展與科學(xué)教育國內(nèi)科技科普科教發(fā)展背景三維課程分析探究實(shí)踐學(xué)科核心概念跨學(xué)科概念四大核心素養(yǎng)科學(xué)觀念科學(xué)思維探究實(shí)踐態(tài)度責(zé)任10個關(guān)鍵問題科學(xué)老師怎么教科學(xué)教材怎么用科學(xué)課堂怎么學(xué)科學(xué)教學(xué)質(zhì)量怎么評價不同學(xué)段的科學(xué)教育如何銜接科學(xué)課與其他課程是什么關(guān)系科學(xué)課與STEM、PBL是什么關(guān)系科學(xué)課與校外科普活動是什么關(guān)系學(xué)生如何成為探究實(shí)踐的主體科學(xué)素養(yǎng)如何落地目

錄突破中等收入陷阱凸顯科技創(chuàng)新對國家前途和命運(yùn)的重要性。新冠疫情、俄烏戰(zhàn)爭等黑天鵝、灰犀牛事件，預(yù)示著未來的不確定性。

21世紀(jì)以來，全球科技創(chuàng)新進(jìn)入空前密集活躍的時期，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在重構(gòu)全球創(chuàng)新版圖、重塑全球經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，主要包括：以人工智能、量子信息、移動通信、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈為代表的新一代信息技術(shù)加速突破應(yīng)用。以合成生物學(xué)、基因編輯、腦科學(xué)、再生醫(yī)學(xué)等為代表的生命科學(xué)領(lǐng)域孕育新的變革，融合機(jī)器人、數(shù)字化、新材料的先進(jìn)制造技術(shù)正在加速推進(jìn)制造業(yè)向智能化、服務(wù)化、綠色化轉(zhuǎn)型。以清潔高效可持續(xù)為目標(biāo)的能源技術(shù)加速發(fā)展將引發(fā)全球能源變革，空間和海洋技術(shù)正在拓展人類生存發(fā)展新疆域。國內(nèi)科技創(chuàng)新科學(xué)普及科學(xué)教育國際新一輪科技革命面向未來的科學(xué)教育：NGSS科學(xué)素養(yǎng)：PISA測試重視理工科：STEM一、兩大時代背景 科學(xué)教育與科技創(chuàng)新同樣重要在2016年召開的“科技三會”上，習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)：“科技創(chuàng)新、科學(xué)普及是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的兩翼，要把科學(xué)普及放在與科技創(chuàng)新同等重要的位置?！苯ㄔO(shè)科技創(chuàng)新強(qiáng)國的需要在2018年的兩院院士大會上，習(xí)近平總書記進(jìn)一步指出，“當(dāng)科學(xué)家是無數(shù)中國孩子的夢想，我們要讓科技工作成為富有吸引力的工作、成為孩子們尊崇向往的職業(yè)，給孩子們的夢想插上科技的翅膀，讓未來祖國的科技天地群英薈萃，讓未來科學(xué)的浩瀚星空群星閃耀?！笨茖W(xué)教育的方法與途徑在2020年9月舉行的科學(xué)家座談會上，習(xí)近平總書記指出，“好奇心是人的天性，對科學(xué)興趣的引導(dǎo)和培養(yǎng)要從娃娃抓起，使他們更多了解科學(xué)知識，掌握科學(xué)方法，形成一大批具備科學(xué)家潛質(zhì)的青少年群體?！眹鴥?nèi)：建設(shè)科技創(chuàng)新強(qiáng)國對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的要求國內(nèi)：科學(xué)教育的成就、問題與挑戰(zhàn)學(xué)?？茖W(xué)教育的主要進(jìn)展

：利用優(yōu)秀科普圖書，推廣科學(xué)閱讀。利用優(yōu)秀科普視頻，輔助課堂教學(xué)。利用科普科教和研學(xué)基地，打造第二課堂。對接科技館和博物館，推動館校結(jié)合。以科技競賽促進(jìn)科學(xué)教育，培養(yǎng)青少年科技創(chuàng)新能力。開展科技節(jié)和主題科普活動，促進(jìn)校園科學(xué)文化建設(shè)。學(xué)校科學(xué)課程面臨的問題：一、課程的銜接性有待進(jìn)一步完善二、課程的適切性有待進(jìn)一步提高三、課程的指導(dǎo)性有待進(jìn)一步加強(qiáng)四、課程有效實(shí)施的支撐不夠教材、師資、實(shí)驗(yàn)室面臨的問題國際科學(xué)教育發(fā)展現(xiàn)狀、原理的基礎(chǔ)上形成的?

科對學(xué)客觀念是在觀

事物的理解科學(xué)總體認(rèn)識概念、規(guī)律。知識，而國際：科學(xué)教育的進(jìn)展元工程與社會表科學(xué)教育發(fā)展趨勢一、科學(xué)課程研究進(jìn)（一）基于核心概念（二）基于學(xué)習(xí)進(jìn)階二、科學(xué)教學(xué)研究進(jìn)（一）重視學(xué)生自主（二）強(qiáng)調(diào)思維型科（三）關(guān)注科學(xué)論證三、科學(xué)教育質(zhì)量評?

以NGSS為代表展確定課程內(nèi)容 1.

大概念、大單確定學(xué)段分布 2.

科學(xué)、技術(shù)、展參與和合作探究 ? 以STEM為代學(xué)探究 1.

跨學(xué)科價研究進(jìn)展 2.

真實(shí)情境學(xué)習(xí)科學(xué)有三個同等重要的維度。分別對應(yīng)課標(biāo)對學(xué)生核心素養(yǎng)的要求。目的是使學(xué)生逐漸加深對科學(xué)的理解。探究實(shí)踐SCIENCE

ANDENGINEERINGPRACTICES二、三維課程分析 學(xué)科核心概念DISCIPLINARY

CORE

IDEAS跨學(xué)科概念CROSSCUTTING

CONCEPTS科學(xué)是一種知識體系，也是一種基于證據(jù)的模型和理論建設(shè)，不斷擴(kuò)展，完善和修改知識。義務(wù)教育科學(xué)課程的性質(zhì)、課程理念與設(shè)計思作為義務(wù)教育階段一門重要的基礎(chǔ)課程，科學(xué)課程具有基礎(chǔ)性、實(shí)踐性和綜合性的特點(diǎn)。義務(wù)教育科學(xué)課程理念與設(shè)計思路一、面向全體學(xué)生，立足素養(yǎng)發(fā)展二、聚焦核心概念，精選課程內(nèi)容三、合理安排進(jìn)階，形成有序結(jié)構(gòu)四、激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)，加強(qiáng)探究實(shí)踐五、重視綜合評價，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展一、堅持了正確的政治方向，體現(xiàn)了社會主義核心價值觀的基本要求二、基于核心概念和學(xué)習(xí)進(jìn)階設(shè)計課程，順應(yīng)了國際科學(xué)課程改革的趨勢三、制訂了比較科學(xué)的課程目標(biāo)，基本反映了科學(xué)課程核心素養(yǎng)四、增加了技術(shù)與工程內(nèi)容，反映了完整科學(xué)教育的基本思想學(xué)科核心思想，貫穿義務(wù)教育并銜接高中最重要的概念，符合以下條件：在多個領(lǐng)域都很重要，或?yàn)槟骋粚W(xué)科的關(guān)鍵概念；為理解更復(fù)雜的思想和解決問題提供關(guān)鍵工具；聯(lián)系生活實(shí)際；適應(yīng)不同年級的教與學(xué)，深度和復(fù)雜度不斷提高。學(xué)科核心概念跨學(xué)科概念適用于所有科學(xué)領(lǐng)域連接不同學(xué)科的方式科學(xué)家在調(diào)查和構(gòu)建自然界的模型和理論時的行為工程師在設(shè)計和構(gòu)建模型和系統(tǒng)時的工程實(shí)踐。探究實(shí)踐

二、三維課程分析 SCIENCE

AND

ENGINEERINGPRACTICESDISCIPLINARY

CORE

IDEASCROSSCUTTING

CONCEPTS科學(xué)本質(zhì)對未知的探索科學(xué)知識科學(xué)方法適切性：分為低段、中段、高段；低年段以現(xiàn)象為主，高年段以機(jī)理為主兒童立場進(jìn)階設(shè)計幼小銜接小初銜接初高銜接

二、三維課程分析 NATURE

OF

SCIENCESCIENCE

FOR

CHILDREN科學(xué)本質(zhì)的三個維度科學(xué)是一套知識體系，包括：事實(shí)、定義、概念、理論、規(guī)律……科學(xué)是一系列的方法和過程，包括：觀察、測量、估計、推斷、預(yù)測、分類、假設(shè)、實(shí)驗(yàn)、結(jié)論……科學(xué)是獲得知識的途徑：科學(xué)知識要基于證據(jù)（僅有觀點(diǎn)是不夠的）；科學(xué)知識隨時間推移而變化（科學(xué)知識不是固化不變的）；創(chuàng)新在科學(xué)發(fā)展中起著重要作用（批判質(zhì)疑是科學(xué)精神的核心）；背景知識會影響科學(xué)家看待數(shù)據(jù)的方式（科學(xué)研究存在局限性）；……一、科學(xué)觀念二、科學(xué)思維三、探究實(shí)踐四、態(tài)度責(zé)任三、四大核心素養(yǎng) 普及科學(xué)知識傳播科學(xué)思想倡導(dǎo)科學(xué)方法弘揚(yáng)科學(xué)精神科學(xué)教育科學(xué)普及四大核心素養(yǎng)：科學(xué)觀念科學(xué)觀念是在理解科學(xué)概念、規(guī)律、原理的基礎(chǔ)上形成的對客觀事物的總體認(rèn)識。包括：科學(xué)、技術(shù)與工程領(lǐng)域的一些具體觀念，如對物質(zhì)、能量、結(jié)構(gòu)、功能、變化的認(rèn)識;對科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識，如對科學(xué)知識的可驗(yàn)證性、相對性、暫時性的認(rèn)識，對人與自然關(guān)系的認(rèn)識，以及對科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境之間關(guān)系的認(rèn)識;科學(xué)觀念在解釋自然現(xiàn)象、解決實(shí)際問題中的應(yīng)用。四大核心素養(yǎng)：科學(xué)思維科學(xué)思維是從科學(xué)的視角對客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)識方式，主要包括模型建構(gòu)、推理論證、創(chuàng)新思維等。模型建構(gòu)體現(xiàn)在:以經(jīng)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ),對客觀事物進(jìn)行抽象和概括,進(jìn)而建構(gòu)模型;運(yùn)用模型分析、解釋現(xiàn)象和數(shù)據(jù),描述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、關(guān)

系及變化過程。推理論證體現(xiàn)在:基于證據(jù)與邏輯,運(yùn)用分析與綜

合、比較與分類、歸納與演繹等思維方法,建立證據(jù)與解釋之間的關(guān)

系并提出合理見解。創(chuàng)新思維體現(xiàn)在:從不同角度分析、思考問題,

提出新穎而有價值的觀點(diǎn)和解決問題的方法。四大核心素養(yǎng)：探究實(shí)踐探究實(shí)踐主要指在了解和探索自然、獲得科學(xué)知識、解決科學(xué)問題,以及技術(shù)與工程實(shí)踐過程中,形成的科學(xué)探究能力、技術(shù)與工程

實(shí)踐能力和自主學(xué)習(xí)能力?？茖W(xué)探究能力體現(xiàn)在:理解科學(xué)探究的一

般過程和方法;提出科學(xué)問題,并針對科學(xué)問題進(jìn)行合理猜想與假

設(shè);制訂計劃并搜集證據(jù),分析證據(jù)并得出結(jié)論;對結(jié)果進(jìn)行解釋與

評估;準(zhǔn)確表達(dá)觀點(diǎn),反思探究過程與結(jié)果。技術(shù)與工程實(shí)踐能力體現(xiàn)在:了解技術(shù)與工程實(shí)踐的一般過程和方法,針對實(shí)際需要明確問題,提出有創(chuàng)意的方案,并根據(jù)科學(xué)原理或限制條件進(jìn)行篩選;實(shí)施計劃,利用工具和材料進(jìn)行加工制作;根據(jù)實(shí)際效果進(jìn)行修改迭代;用自制的簡單裝置及實(shí)物模型驗(yàn)證或展示某些原理、現(xiàn)象和設(shè)想。自主學(xué)習(xí)能力體現(xiàn)在:自主確定學(xué)習(xí)目標(biāo)、選擇學(xué)習(xí)策略、監(jiān)控學(xué)習(xí)過

程、反思學(xué)習(xí)過程與結(jié)果四大核心素養(yǎng)：態(tài)度責(zé)任態(tài)度責(zé)任是在認(rèn)識科學(xué)本質(zhì)及規(guī)律,理解科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)

境之間關(guān)系的基礎(chǔ)上,逐漸形成的科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任。科學(xué)態(tài)度體現(xiàn)在:保持好奇心和探究熱情,樂于探究和實(shí)踐;有基于證據(jù)和邏輯

發(fā)表自己見解的意識,嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí);不迷信權(quán)威,敢于大膽質(zhì)疑,追求

創(chuàng)新;尊重他人的情感和態(tài)度,善于合作,樂于分享。社會責(zé)任體現(xiàn)在:珍愛生命,踐行科學(xué)、健康的生活方式;熱愛自然,具有節(jié)約資

源、保護(hù)環(huán)境、推動生態(tài)文明建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感;對與科學(xué)技術(shù)相關(guān)的社會熱點(diǎn)問題作出正確的價值判斷,遵守科學(xué)技術(shù)應(yīng)用中的公共規(guī)范、法律法規(guī)和倫理道德,維護(hù)自身和他人的合法權(quán)益,捍衛(wèi)國家利益。取消四大領(lǐng)域的表述提出跨學(xué)科概念注重創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境物理、化學(xué)、材料等動物、植物、微生物等四、13個核心概念 技術(shù)與工程的知識融匯不同學(xué)科知識的應(yīng)用場景真實(shí)情境engineering,

technologyandapplicationsofscience.技術(shù)與工程DISCIPLINARYCORE

IDEAS the

physicalsciences物質(zhì)科學(xué)the

lifesciences跨學(xué)科概念 生命科學(xué)the

earth

and

spacesciences地球與宇宙科學(xué)地球科學(xué)（地質(zhì)、地理、海洋、大氣等）、天文學(xué)、航天科技物質(zhì)科學(xué)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)物質(zhì)具有一定的特性與功能空氣與水是重要的物質(zhì)金屬及合金是重要的材料常見的化合物物質(zhì)由元素組成物質(zhì)由微觀粒子構(gòu)成常見物質(zhì)的分類物質(zhì)的變化與化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)的三態(tài)變化物質(zhì)的溶解和溶液物質(zhì)變化的特征化學(xué)反應(yīng)遵守質(zhì)量守恒定律物質(zhì)的運(yùn)動與相互作用力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因電磁相互作用聲音與光的傳播

13個學(xué)科核心概念：物質(zhì)科學(xué)能的轉(zhuǎn)化與能量守恒能的形式、轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化能源與可持續(xù)發(fā)展研究目標(biāo)：大多數(shù)系統(tǒng)或過程在某種程度上依賴于其內(nèi)部發(fā)生的物理和化學(xué)子過程，無論是恒星、地球大氣層、河流、自行車、人腦還是活細(xì)胞。大系統(tǒng)往往具有不能用原子尺度過程來解釋的特性；研究方法：要理解一個系統(tǒng)的物理和化學(xué)基礎(chǔ)，最終必須考慮原子和亞原子尺度上的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，以發(fā)現(xiàn)它如何影響該系統(tǒng)更大尺度的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能。類似地，理解任何規(guī)模的過程都需要意識到物體之間的作用力、相關(guān)的能量傳遞及其后果。通過這種方式，物理和化學(xué)是所有自然和人為現(xiàn)象的基礎(chǔ)，盡管其他類型的信息傳遞，例如遺傳密碼促進(jìn)的信息傳遞或生物體之間的信息傳遞，對于理解它們的行為也可能至關(guān)重要。意義：物質(zhì)科學(xué)學(xué)習(xí)的首要目標(biāo)是幫助學(xué)生認(rèn)識到，所有系統(tǒng)和過程中都有因果機(jī)制，可以通過一套共同的物理和化學(xué)原理來理解。生命科學(xué)生命系統(tǒng)的構(gòu)成層次生物具有區(qū)別于非生物的特征地球上存在動物、植物、微生物等不同類型的生物細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)與生命活動的基本單位生物體具有一定的結(jié)構(gòu)層次人體由多個系統(tǒng)組成生態(tài)系統(tǒng)由生物與非生物環(huán)境共同組成生物體的穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)植物能制造和獲取養(yǎng)分來維持自身的生存人和動物通過獲取其他生物的養(yǎng)分來維持生存人體通過一定的調(diào)節(jié)機(jī)制保持穩(wěn)態(tài)生物與環(huán)境的相互關(guān)系生物能適應(yīng)其生存環(huán)境生物與環(huán)境相互作用、相互協(xié)調(diào),實(shí)現(xiàn)生態(tài)平衡人的生活習(xí)慣影響機(jī)體健康人體生命安全與生存環(huán)境密切相關(guān)13個學(xué)科核心概念：生命科學(xué)

生命的延續(xù)與進(jìn)化植物通過多種方式進(jìn)行繁殖不同種類動物具有不同的生殖方式和發(fā)育過程人的生命是從受精卵開始的細(xì)菌、真菌、病毒具有不同的繁殖方式生物體的遺傳信息逐代傳遞,可發(fā)生改變生物的遺傳變異和環(huán)境因素的共同作用導(dǎo)致了生物的進(jìn)化研究目標(biāo)：生命科學(xué)專注于生物體的模式、過程和關(guān)系。生命是自給自足、自我維持、自我復(fù)制和進(jìn)化的，按照物理世界的規(guī)律以及基因編程進(jìn)行運(yùn)作研究方法：生命科學(xué)家利用觀察、實(shí)驗(yàn)、假設(shè)、測試、模型、理論和技術(shù)來探索生命是如何運(yùn)作的。研究范圍：空間上，生命科學(xué)研究范圍從單分子到生物體和生態(tài)系統(tǒng)，再到整個生物圈，也就是地球上所有的生命。時間上，生命科學(xué)研究從眨眼到數(shù)十億年的時間尺度上發(fā)生的過程。科學(xué)思想：生命系統(tǒng)是相互聯(lián)系、相互作用的。盡管生物對物理環(huán)境或地球圈有反應(yīng)，但它們也在進(jìn)化過程中從根本上改變了地球。研究意義：生命科學(xué)的快速發(fā)展有助于為與食品、能源、健康和環(huán)境有關(guān)的社會問題提供生命科學(xué)解決方案。地球與宇宙科學(xué)地球系統(tǒng)10.1

天氣和氣候

10.2

水循環(huán)

10.3

巖石和土壤

10.4

地球內(nèi)部圈層和地殼運(yùn)動宇宙中的地球9.1

地球是一顆行星

9.2

地球繞地軸自轉(zhuǎn)

9.3地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)

9.4

月球是地球的衛(wèi)星

9.5地球所處的宇宙環(huán)境

9.6

太空探索拓展了人類對宇宙的認(rèn)知

13個學(xué)科核心概念：地球與宇宙科學(xué)

研究目標(biāo)：研究在地球上運(yùn)行的過程，并探討其在太陽系和銀河系中的位置，涉及的現(xiàn)象范圍從難以想象的大到看不見的小。研究方法：與其他學(xué)科有共通之處，但也包括一系列獨(dú)特的方法。物質(zhì)科學(xué)（如力、能量、引力、磁學(xué)）的研究部分是為了了解地球、太陽和月球的大小、年齡、結(jié)構(gòu)、組成和行為；物理和化學(xué)后來成為獨(dú)立的學(xué)科。生命科學(xué)同樣部分植根于地球科學(xué)，因?yàn)榈厍蛭ㄒ挥猩顒拥男行?，而在巖石地質(zhì)記錄中發(fā)現(xiàn)的化石生命科學(xué)家和地球科學(xué)家都感興趣。大部分研究本質(zhì)上是跨學(xué)科的，屬于天體物理學(xué)、地球物理學(xué)、地球化學(xué)和地球生物學(xué)的范疇。然而地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)，包括巖石的識別、分析和繪圖仍然是本領(lǐng)域的基石。意義：地球由一系列相關(guān)系統(tǒng)組成：大氣圈、水圈、地圈和生物圈。這些系統(tǒng)有不同的能量來源，它們內(nèi)部和之間的物質(zhì)循環(huán)以多種方式和不同的時間尺度進(jìn)行。一個系統(tǒng)某個部分的微小變化可能會在其他系統(tǒng)的某個部分產(chǎn)生巨大而突然的后果，或者根本沒有影響。因此，理解導(dǎo)致地球隨時間變化的不同過程（從某種意義上說，它是如何“工作的”）需要了解多個系統(tǒng)的相關(guān)性和反饋。此外，地球是一個更廣泛的系統(tǒng)——太陽系——的一部分，太陽系本身是宇宙中眾多星系之一的一小部分。人類活動與環(huán)境11.1

自然資源

11.2

自然災(zāi)害

11.3

人類活動對環(huán)境的影響工程設(shè)計與物化工程需要定義和界定工程的關(guān)鍵是設(shè)計工程是設(shè)計方案物化的結(jié)果活物質(zhì)科學(xué)技

術(shù)、

工

程

與

社會技術(shù)與工程創(chuàng)造了人造物,技術(shù)的核心是發(fā)明,工

程的核心是建造技術(shù)與工程改變了人們的生產(chǎn)和生科學(xué)、技術(shù)、工程相互影響與促進(jìn)13個學(xué)科核心概念：物質(zhì)科學(xué)

目標(biāo)：學(xué)生應(yīng)該學(xué)習(xí)如何獲得科學(xué)知識，以及如何發(fā)展科學(xué)解釋。學(xué)生應(yīng)該學(xué)習(xí)如何利用科學(xué)，尤其是通過工程設(shè)計，理解工程、技術(shù)和科學(xué)應(yīng)用之間的區(qū)別和關(guān)系。方法：在課堂上使用工程實(shí)踐幫助學(xué)生獲取和應(yīng)用科學(xué)知識，理解工程實(shí)踐。設(shè)計是工程的核心實(shí)踐；工程師不僅設(shè)計新技術(shù)，有時還制造、操作、檢查和維護(hù)新技術(shù)。從學(xué)習(xí)角度來看，應(yīng)用科學(xué)知識的最大潛力在于設(shè)計的迭代周期。意義：科學(xué)教育如果主要關(guān)注科學(xué)活動的具體成果，即科學(xué)事實(shí)，而不了解這些事實(shí)是如何建立的，或者忽視科學(xué)在世界上的許多重要應(yīng)用，都是對科學(xué)的歪曲，并將工程的重要性邊緣化。物質(zhì)與能量系統(tǒng)與模型五、4個跨學(xué)科概念 CROSSCUTTING

CONCEPTS結(jié)構(gòu)與功能穩(wěn)定與變化跨學(xué)科概念跨越學(xué)科界線的概念，選擇這些橫切概念是因?yàn)樗鼈冇兄谠诳茖W(xué)和工程中為學(xué)生提供一個框架，將不同學(xué)科的知識連接成一個連貫的、基于科學(xué)的世界觀?？鐚W(xué)科概念是理解科學(xué)和工程的基礎(chǔ)，但學(xué)生通常在沒有任何明確教學(xué)支持的情況下構(gòu)建此類知識。因此，將它們作為框架的第二維度加以強(qiáng)調(diào)，目的是提升它們在制定標(biāo)準(zhǔn)、課程、教學(xué)和評估中的作用。跨學(xué)科概念跨學(xué)科和年級。明確提及這些概念，以及它們在多個學(xué)科背景下的出現(xiàn)，可以幫助學(xué)生對科學(xué)和工程有一個累積的、連貫的、可用的理解。在科學(xué)方面，學(xué)生在任何特定年級處理這些概念和相關(guān)主題的能力，取決于他們之前的經(jīng)驗(yàn)和指導(dǎo)?；诳鐚W(xué)科概念學(xué)習(xí)和教學(xué)的研究有限，因此需要進(jìn)一步實(shí)證研究。跨學(xué)科概念5.物質(zhì)和能量：流動、循環(huán)和守恒。追蹤能量和物質(zhì)流入、流出和在系統(tǒng)內(nèi)的流動，有助于了解系統(tǒng)的可能性和局限性。子結(jié)構(gòu)決定了其許多特性和功能。7.穩(wěn)定與變革。對于自然系統(tǒng)和人工系統(tǒng)來說，穩(wěn)定性條件和系統(tǒng)變化率或進(jìn)化率的決定因素都是研究的關(guān)鍵要素。1.模式。觀察到的形式和事件模式，指導(dǎo)組織和分類，并引發(fā)相關(guān)性和影響因素分析。2.因果：機(jī)制和解釋。事件有其原因，有時是簡單的，有時是多方面的?？茖W(xué)的一項(xiàng)主要活動是調(diào)查和解釋因果關(guān)系及其調(diào)節(jié)機(jī)制，

6.結(jié)構(gòu)和功能。物體或生物的形狀及其在給定環(huán)境中進(jìn)行測試，并用于在新的環(huán)境中預(yù)測和解釋事件。3.規(guī)模、比例和數(shù)量。在考慮現(xiàn)象時，關(guān)鍵是要認(rèn)識到在大小、時間和能量的不同度量中的相關(guān)因素，并認(rèn)識到規(guī)模、比例或數(shù)量的變化如何影響系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)或性能。4.系統(tǒng)和系統(tǒng)模型。定義研究中的系統(tǒng)，明確其邊界，明確該系統(tǒng)的模型，為理解和測試適用于整個科學(xué)和工程思想提供工具。對策與方案？六、10個關(guān)鍵問題 1. 科學(xué)老師怎么教2. 科學(xué)教材怎么用3. 科學(xué)課堂怎么學(xué)4. 科學(xué)教學(xué)質(zhì)量怎么評價5. 不同學(xué)段的科學(xué)教育如何銜接6. 科學(xué)課與其他課程是什么關(guān)系7. 科學(xué)課與STEM、PBL是什么關(guān)系8. 科學(xué)課與校外科普活動是什么關(guān)系9. 學(xué)生如何成為探究實(shí)踐的主體10. 科學(xué)素養(yǎng)如何落地認(rèn)識科學(xué)的本質(zhì)科學(xué)是舶來品，發(fā)源于古希臘。科學(xué)是在與宗教和神學(xué)的戰(zhàn)斗中逐漸勝出，傳遍歐洲。1930年，以發(fā)現(xiàn)冥王星為標(biāo)志，世界科學(xué)中心逐漸從歐洲轉(zhuǎn)移到美國1919年的五四運(yùn)動，科學(xué)——賽先生進(jìn)入中國。文化入侵：傳教士—>利瑪竇—>徐光啟—>屠呦呦…，結(jié)論：科學(xué)有用軍事入侵：鴉片戰(zhàn)爭—>八國聯(lián)軍—>抗日戰(zhàn)爭—>兩彈一星…，結(jié)論：科學(xué)救國什么是科學(xué)古代傳統(tǒng)文化與科學(xué)是不兼容的，有時候是矛盾沖突的古代傳統(tǒng)文化一方面重視個人修煉，逐漸走向虛無縹緲的玄學(xué)；另一方面重視以實(shí)用主義為導(dǎo)向的技術(shù)發(fā)明。中國缺少科學(xué)的文化基礎(chǔ)，批判、質(zhì)疑、求證、獨(dú)立思考賽先生進(jìn)入中國一百年，我們才開始全民學(xué)科學(xué)已經(jīng)晚了，但還不遲……什么是科學(xué)科學(xué)是以興趣為導(dǎo)向，以探索未知為目的的創(chuàng)造性活動?？茖W(xué)的本質(zhì)是求真，在認(rèn)識世界的過程中逐漸逼近真理，但可能永遠(yuǎn)無法抵達(dá)真理?？茖W(xué)的關(guān)鍵是證據(jù)，科學(xué)上不應(yīng)該有權(quán)威，也不可能有權(quán)威，權(quán)威是阻礙科學(xué)創(chuàng)新的?？茖W(xué)不等于正確科學(xué)是可以被推翻的真理為什么要學(xué)科學(xué)科學(xué)是理性的，科學(xué)對人生發(fā)展的作用：理性思考人生，提升個人價值。科學(xué)是需要證據(jù)的，科學(xué)對社會發(fā)展的作用：減少偽科學(xué)、反人類活動，社會秩序平和。科學(xué)是批判的，科學(xué)對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)：不斷否定，追求進(jìn)步，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、文化、科技、教育等各領(lǐng)域持續(xù)改善和提升。科學(xué)是探索性的，科學(xué)對人類未來的價值：探索未知領(lǐng)域和未知世界，擴(kuò)充認(rèn)知邊界，促進(jìn)能力提升，延續(xù)人類未來。只有懂得足夠多，才能認(rèn)識到自己的無知；只有站得足夠高，才能知道什么是重要的；只有看得足夠遠(yuǎn)，才能體會到人類的渺小?？茖W(xué)教育的目標(biāo)經(jīng)濟(jì)：投資增加，GDP增長。但一定階段后，導(dǎo)致瓶頸、滯漲?？蒲校航?jīng)費(fèi)投入增加，科研產(chǎn)出增加。一定階段后增長效應(yīng)減弱。必須厚植基礎(chǔ)，培育創(chuàng)新土壤，才有枝繁葉茂。何謂創(chuàng)新：與眾不同。全民（決策者、企業(yè)家、父母、中小學(xué)教師）：熱愛科學(xué)，把科學(xué)融入生活方式（飲食起居、電視、博物館）。為什么要學(xué)科學(xué)科學(xué)的興趣隨著年齡逐漸遞減，特別需要從小培養(yǎng)對科學(xué)的興趣?？茖W(xué)是反直覺的，因此需要從小啟蒙，反復(fù)訓(xùn)練，形成科學(xué)思維和科學(xué)方法。不要覺得中國現(xiàn)在的科技發(fā)展還不錯，就覺得我們的科學(xué)教育還不錯。中國對現(xiàn)代科學(xué)知識庫的貢獻(xiàn)還很小，我們是在西方構(gòu)建的科學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。為什么要學(xué)科學(xué)科學(xué)教育的現(xiàn)狀懂教育的不懂科學(xué)，懂科學(xué)的不懂教育。學(xué)校老師：懂教育，但不懂科學(xué)，不會上科學(xué)課。科普隊(duì)伍：懂點(diǎn)科學(xué)，但進(jìn)不了校園。中小學(xué)生：不好玩，不用考試，不重視科學(xué)課?？蒲嘘?duì)伍：懂科學(xué)，但不懂教育。10種核心思維能力科學(xué)進(jìn)校園教育科普科研科學(xué)教育不僅是為了培養(yǎng)未來科學(xué)家和工程師，更是奠定科技創(chuàng)新的大眾基礎(chǔ)。科學(xué)教育的現(xiàn)狀科學(xué)語文數(shù)學(xué)中國的科學(xué)素養(yǎng)還很低。科學(xué)課應(yīng)該成為與語文、數(shù)學(xué)并列的主課?？茖W(xué)教育太重要了，應(yīng)該成為與數(shù)學(xué)和語文并列的主課。2017年，中小學(xué)首次全面開設(shè)科學(xué)課，科學(xué)教育的春天來了?，F(xiàn)代教育的短板知識教育情感教育健康教育規(guī)則教育安全教育科學(xué)教育由于學(xué)?？茖W(xué)教育的長期落后，導(dǎo)致現(xiàn)在社會化科普來補(bǔ)課。健康與幸福：情感教育、健康教育、安全教育、規(guī)則教育如何應(yīng)對沖突，如何團(tuán)隊(duì)合作。如何鍛煉身體，如何平衡膳食。如何避免危險，如何保證安全。科學(xué)教材現(xiàn)狀現(xiàn)狀：知識碎片化，缺少體系和邏輯聯(lián)系，忽視科學(xué)方法的訓(xùn)練和科學(xué)精神的培養(yǎng)。原因：缺少懂教育、懂科學(xué)的科學(xué)教育家。科學(xué)教育家，首先應(yīng)該是科學(xué)家。中國需要既懂科學(xué)、又懂教育的科學(xué)教育家。科學(xué)教育怎么做教師教材o

校外機(jī)構(gòu)o

社會資源科學(xué)家參與科學(xué)教育的作用科學(xué)課教的是科學(xué)，科學(xué)家不能缺位，不該缺位。感謝教科社把科學(xué)家團(tuán)隊(duì)引入科學(xué)教材編寫，與教研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合工作，特別感謝郁波主編的開放和包容?？茖W(xué)家的參與科學(xué)家：霍金，影響力遍布全球，持續(xù)數(shù)十年，微博一天吸粉300萬，卡爾薩根（宇宙）：幾十種語言，十億人收看；我們還沒有涌現(xiàn)這樣的科學(xué)家?？苹闷盒请H穿越、火星救援，一周票房5500萬美元，風(fēng)靡全球，

我們還沒有這樣的科幻片?？破展?jié)目：Discoversy探索頻道，國家地理，科普脫口秀?？破兆髌罚骸稌r間簡史》，五千萬冊；《暗淡藍(lán)點(diǎn)》?？茖W(xué)課教什么2016年5月30日，習(xí)近平總書記在全國科技創(chuàng)新大會、兩院院士大會、中國科協(xié)的第九次全國代表大會——科技三會上強(qiáng)調(diào)：科技創(chuàng)新、科學(xué)普及是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的兩翼，要把科學(xué)普及放在與科技創(chuàng)新同等重要的位置，普及科學(xué)知識、弘揚(yáng)科學(xué)精神、傳播科學(xué)思想、倡導(dǎo)科學(xué)方法，在全社會推動形成講科學(xué)、愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的良好氛圍，使蘊(yùn)藏在億萬人民中間的創(chuàng)新智慧充分釋放、創(chuàng)新力量充分涌流?？茖W(xué)教育的內(nèi)涵普及科學(xué)知識弘揚(yáng)科學(xué)精神傳播科學(xué)思想倡導(dǎo)科學(xué)方法科學(xué)教育的目的講科學(xué)愛科學(xué)學(xué)科學(xué)用科學(xué)科學(xué)是人的基本素養(yǎng)，文學(xué)、藝術(shù)、科學(xué)，都屬于基本素養(yǎng)。像科學(xué)家一樣思考提出問題，但問題哪里來：來自生活和觀察。o總結(jié)資料，如何收集信息：文獻(xiàn)資料的歸納總結(jié)。

作出假設(shè)：基于已有知識的合理假設(shè)。

o開展實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證假設(shè)的充分性。觀察和記錄結(jié)果：測量、重復(fù)、分析、比較。分享結(jié)果：同行評價，接受質(zhì)疑。法無定法，創(chuàng)新沒有固定的路徑可循。像科學(xué)家一樣工作o 野外考察，實(shí)地采樣：觀察、記錄、描述實(shí)驗(yàn)