近日颁布的义务教育科学课程标准（2022版）要求：“聚焦核心概念，精选课程内容。”初中科学是一门综合理科课程，综合初中物理、化学、生物和地理等多门学科，包含150多个概念。概念是科学规律和理论的基础，概念学习是实现科学观念建构的真实起点。但概念教学却存在着很多问题。

为此，浙江教育报约请成果领衔人杭州市钱塘区教师教育学院院长、特级教师、教育部国培专家陈锋作一介绍。

陈锋 杭州市钱塘区教师教育学院院长、特级教师、教育部国培专家

特级教师陈锋，自2002年起，汲取当代教学和学习理论精华，带领他主持的全省30多个工作室和区域科学教师开展课堂教学改革实验，二十年磨一剑，研究出六种问题解决和任务中心概念教学范式，探索出指向深度学习的问题解决、任务驱动及项目化学习等高阶课堂教学新样态。《初中科学概念进阶教学范式的创新与实践》荣获“2021年浙江省教学成果一等奖”。

成果专著《初中科学概念教学范式创新研究》，成为许多高校理科生喜爱的教学设计指导书。陈锋受浙江师范大学邀请，主编范式设计的大学基础性实践必修课程教材《初中科学教学设计指导——问题解决、任务驱动》（浙江大学出版社）。

研究缘起：当前初中科学概念教学存在的问题

核心素养时代呼唤“科学观念为本”的科学教学，初中科学是一门综合理科课程，综合初中物理、化学、生物和地理等多门学科，包含150多个概念,而概念是科学规律和理论的基础，概念学习是实现科学观念建构的真实起点。因此，学生形成良好的科学核心素养，离不开对科学概念的积极建构。但是，我们研究团队通过多个区域的教师调查、访谈及分析，发现概念教学却存在着以下的问题。

（一）告诉代替思考

对于概念，不少教师都采取直接讲授式，直接以“告诉”的方式呈现出来。这种“以讲代思”的做法，使概念教学变得枯燥乏味，学生兴趣索然。

（二）讲述代替提问

部分教师也采取了问题驱动的教学方式，但在问题的设计推进层面却存在一些问题，主要表现为：问无所指，问不促思，问不成链。没有形成精心呵护学生问题意识、发展学生问题意识的氛围，以致产生了 “问了也白问”、“白问谁还问”的尴尬局面。

（三）操练代替建构

部分教师由于长期受行为主义学习理论的影响，在科学概念的教学过程中有意无意地强调概念的知识本位，大大压缩了概念形成过程，

（四）记忆代替理解

一些教师仅采取强记的教学手段，学生在还未弄清概念的来龙去脉，就强行背诵、记忆，部分教师甚至还采取听写、默写等方式进行考核概念是否掌握。

（五）经验代替策略

许多教师在进行教学设计时较为随意，凭经验设计教学，既没有深入研究学生的前概念，也没有较为科学、规范、清晰的教学流程与模式。

二十年探索：提炼指向高阶能力培养的教与学范式

我们牵头和全省30多个工作室及多个区域科学教师开展课堂教学改革实验，重点采用“以研究引领实践，在实践中完善提升”的课例研究和行动研究法。

研究历程

第一阶段（2002-2012年）：发现问题，探索问题解决

带领工作室成员聚焦科学概念研究，利用调查法和行动研究法发现问题，利用视频分析法研究省市优质课的设计要素，建构问题解决教学范式，设计的研究课被遴选为“浙江省中小学信息化工程”样板课，录制为浙江省特级教师课堂实录《名师风采（一）》DVD，由省教育厅人事处、教研室及省特级教师协会等组织联合出版，助力农村学校开展信息化工程。

第二阶段（2013年-2016年）：聚焦问题，课题研究出教学范式

通过多区域调查发现概念浅层教学的系列问题，再利用知识图谱聚焦重要概念，遴选先进教学理论，申报省市多个课题研究，运用实验法和课例研究法带领课题组成员，在多个区域开展实证研究，研究出六种问题解决和任务中心概念教学范式，荣获省教育科研优秀成果一等奖。成果专著成为许多高校理科的教学设计指导书。

得到浙江大学盛群力教授赞誉：“学科教学研究与教学设计研究及学习科学研究的结合，值得我们大力倡导。本书针对初中科学概念教学的现状，主要探索了面向“问题解决”和“任务中心”的概念教学范式，提供了相应的课例说明。本书不仅是改进中学科学教学研究、提高中学科学教学的精细深耕之作，同时对其他学科教学也会多有启迪。”

第三阶段（2017年-至今）：全省推广，深化研究提炼学习范式

申报省重点课题深化研究，运用行动研究法和课例研究法，继续探索进阶学习规律，迭代提炼出三类指向深度学习问题解决、任务驱动及项目化学习式学习范式，打造出“高阶课堂”样态，并被其它学科借鉴使用，为此，还受到浙江师范大学邀请，主编大学教学法教材《初中科学教学设计指导——问题解决、任务驱动》，40多个典型课例主要来自全省陈锋特级教师工作室成员利用其范式设计的省市区优秀课例。

成果创新：遵循认知规律探索建构“高阶课堂”

（一）揭示了初中科学进阶学习规律

根据长期的概念教与学研究，首创提出初中科学“进阶学习模型”，揭示了学生在学习科学观念的过程中，跨越三阶段（问题解决学习、任务驱动式学习、项目化学习）五层次认知进阶（再认、再现、理解、应用迁移、创造）的规律，奠定了指向深度学习的“高阶课堂”的建构基础。

概念进阶学习模型

（二）建构了指向深度学习的“高阶课堂”新样态

2016年以来，迭代研究出指向深度学习的“高阶课堂”三种新样态，即问题解决、任务驱动式及项目化学习式的课堂样态，它们是基于当代教学理论且结合初中科学特点的促进学生学习的“变革课堂”。新样态课堂充分彰显了三大特征：教学理念创新，使现代教学观在教学中得到了深刻诠释；教学设计创新，使“以学定教”在教学中得到了真正实现；学习方式创新，使学生学习的活力得到充分激发。

（三）形成了“高阶课堂”的理论与实践策略体系

我们研究的“高阶课堂”，需要基于真实情景，设计挑战性问题、驱动性任务或工程性微项目，激发学生学习的积极性，打通知识内容与生活世界的壁垒，引导学生进行复杂的高阶思维、精细的深度加工，在深度理解的基础上，主动建构个人概念知识体系，促进知识条件化与情境化，深度掌握高阶技能并有效迁移应用到真实情境中来解决复杂问题，以实现高阶目标、高度投入的深度学习。

1.促进高阶学习的总策略

（1）精准教学：针对不同类概念，选择不同的课堂样态。

（2）强化学习：按照概念学习特点，实施相应的学习方式设计。

（3）深度理解：建立起概念之间的联系，能在多个情景中应用。

（4）应用迁移：在熟悉情景中解决问题，活用于不同的情景中。

（5）实践创新：“动脑动手做”解决真实问题，经历持续学习实践，产生新作品。

2.促进高阶学习的分策略

（1）实践“问题解决式学习”课堂新样态

“问题解决式学习”的课堂样态，是以问题解决引发学生深度学习的学与教方式。它针对当前“一些教师能提出大量的问题，但是问题缺乏挑战性”现状而设计，其关键是“设计挑战性问题”。

【范例1】：九年级酸碱盐概念拓展复习课《是真的吗？菠菜和豆腐不能一同烧着吃。》

Ⅰ.聚焦挑战性问题。

通过视频展示网传的争议型问题：“豆腐和菠菜不能一同烧着吃？”理由是豆腐中有钙离子，菠菜中有草酸，二者会发生化学反应生成草酸钙沉淀，吃了会引发人患结石症。

提问：是真的吗？——你们的猜测可能是什么？

{设计意图：民间关于“菠菜与豆腐不能一同烧着吃”的说法很多，这个争议型问题能调动学生强烈的探究欲望，问题解决与学生学习的酸、碱、盐性质知识紧密关联。同时，运用中央电视台热门节目“是真的吗？”质疑形式，也深受学生欢迎。}

Ⅱ.激活已有旧知识。

问题1:通过网络查阅：菠菜和豆腐的主要成分是什么?

问题2:草酸具有酸的通性吗？它也是一种酸吗？

任务一：设计简易实验，检验菠菜中含有酸。

Ⅲ.加工展示新知识。

问题3: 你能用实验的方法，证明草酸能与钙离子反应吗?

问题4: 将豆腐与菠菜一起烹饪，会发生化学反应生成草酸钙沉淀吗?

问题5: 人体消化道中各器官中的pH值如何?草酸钙进入消化道会被胃酸(pH=2)溶解吗?

Ⅳ.尝试应用新知识。

任务二：检验草酸钙在pH=2的盐酸中的溶解性，并查阅人体一天摄入草酸的安全量。

问题6:如果我想吃到鲜美可口、营养丰富的菠菜豆腐汤，请从草酸的性质分析，怎样制作才是可行的?(资料:草酸在100℃开始升华，125℃时迅速升华，157℃时大量升华，并开始分解。)

Ⅴ.迁移解决新问题。

问题7：迁移解决生活中新问题：如果要食用竹笋等草酸含量较高的食物，你认为怎样加工才能减少危害人体健康的风险？

（2）实践“任务驱动式学习”课堂新样态

“任务驱动式学习”的课堂样态，是以任务驱动引发学生深度学习的学与教方式。它针对当前“一些教师自称任务教学，但是任务设计缺少驱动性”问题而设计，其关键是“设计驱动性任务”。

Ⅰ.聚焦复杂任务。

布置课前任务：每人画出头脑中的“分子世界”。

上课时，教师遴选并展示以下具有代表性的、学生头脑中的四类“分子世界”图，见下图。

聚焦复杂任务1：大家小组讨论，说出真实的“分子世界”是怎么样的？

{设计意图：通过让学生画分子世界，激活学生头脑中的旧知，暴露出学生自己头脑中真实性的认知图景，充分激发引发学生学习积极性，顺利介入到“认识真实分子世界”的复杂任务中。}

Ⅱ.激发学生的好奇心和注意力。

针对以上同学真实性的图景，小组激烈讨论出真实分子世界的多个猜想：猜想问题一：分子可能很小？猜想问题二：分子之间可能有空隙？猜想问题三：分子可能是运动的？等等问题。

根据以上猜想，设计出以下任务。

Ⅲ.分解复杂任务成递进系列。

（一）针对猜想问题一，设计。

任务2：小组自选仪器，深度观察蔗糖。

任务3：根据“水分子”视频中，列举科学事实，归纳分子的主要特征之一。

{设计意图：通过视频和科学事实了解分子的主要特征，知道分子只是构成物质的一种极其微小的微粒。}

（二）针对猜想问题二，设计。

任务4：借鉴“黄豆和芝麻混合的模拟实验”，设计水和酒精的混合实验以验证猜想。

任务5：结合水分子和酒精分子的科学数据，讨论建立以上混合实验的解释模型。

任务6：学生设计实验说明“不同状态分子间的间隙不同”。

（三）针对猜想问题二，设计。

任务7：老师在教室的讲台附近喷香水，所有学生闭眼，闻到香水味即举手。小组讨论并列举出生活中其他类似的例子。

任务8：设计实验说明“液体能扩散，且与温度有关”。

{设计意图：通过气体和液体扩散实验及固体扩散实例，说明：分子在永不停息地做无规则运动。}

Ⅳ.搭建脚手架完成任务获得自信心。

针对猜想问题一提供脚手架1；观看“水分子”视频。

针对猜想问题二提供脚手架2：学生动手做黄豆和芝麻混合的模拟实验。

针对猜想问题三提供脚手架3：播放视频“空气和二氧化氮混合实验”。

V.完成创造性任务以获得满意感。

任务9：对分子特征进行归纳总结。

任务10：根据今天分子概念的学习，讨论并修正刚才画的“分子世界”

任务11：运用分子的观点解释几个生活现象

{设计意图：通过让学生反思、讨论和应用分子科学概念解决现实世界的新问题，促进分子科学概念的迁移。}

（3）实践“项目化学习式”课堂新样态

“项目化学习式”的课堂样态，是用核心概念聚集更多的知识整合成项目,以完成项目引发学生深度学习的学与教方式。它针对“大量教师习惯于讲解，不会通过设计项目来促进学习”问题而设计，其关键是“设计工程性微项目”。

【范例3】八年级《制作简易吸尘器——大气压强概念的应用拓展》

Ⅰ.创设问题情境 引出概念。

问题情境:小孩坐在地毯上剪纸,留下大量细小纸屑,你该怎么办?

问题1:妈妈每天打扫卫生很辛苦，你想给妈妈量身定制一个“贴心牌”吸尘器吗？

导出项目:今天我们就根据刚学过的大气压强等知识,来制作一个简易吸尘器。

Ⅱ.分解项目实施序列任务 应用概念 。

任务1:现场演示吸尘器,猜测吸尘器的设计原理

任务2:现场拆分吸尘器,观察吸尘器的构造。

任务3:根据老师提供的材料，小组讨论并画出简易吸尘器设计。

任务4:评价改进: 小组介绍设计图（从外形、原理、理念等角度出发）,组间互评，小组解决问题并改进。

任务5:各组同学根据自己的设计方案，制作简易吸尘器.

Ⅲ.拓展问题空间 迁移概念 。

问题2:如何比较我们的吸尘器的吸尘效果？

问题3:如果要选出本节课中的哪组制作的吸尘器为最佳吸尘器，该从哪些角度来打分？

学生讨论结果:可从实用性、稳固性、创意性、便携性、艺术性等方面进行评价。

拓展项目：课后请在上述设计的基础上，综合物理、化学、生物等知识，进一步改进或创新自己的吸尘器，设计出一个吸力更大、更符合自己家庭需要的“贴心牌”吸尘器（如,更智能的吸尘器，更便携式吸尘器，更具创意的吸尘器）。

成效显著：取得突出的育人成绩

（一）加快了初中学生学习方式的转变

我们研究团队成员和特级教师工作室成员，设置了实验班和实验学校，开展了三年的实验研究。我们发现，实验班的学生在核心概念落实度、问题解决正确率、任务完成优良率和项目制作完成率以及学习的满意度、学生主动提问率等方面，均有显著的提高（见下图）。同时，助推了实验学校初中科学教学质量的稳步提升。

（二）加快了全省骨干教师的专业成长

利用新范式和课堂样态指导教师设计概念教学新课堂，促进了各地教师的成长。近七年来我应邀被聘为全省18个名师工作室的导师，在杭州市萧山区、温州市鹿城区等地设立特级教师工作站，指导下设的多个名师工作室的运行，6位区县教研员徒弟直接协助成果推广，许多工作室学员已迅速成为当地新锐名师。此外，主持“杭州市教育科研标兵陈锋工作室”，以浙江省重点课题暨教学成果迭代升级研究，引领全市36个工作室成员开展子课题研究，获得了一系列课题研究成果，使许多教师成为科研型名师，为此，工作室连续三年被杭州市教育科学研究院考核为“优秀”。

成果辐射：推广发展前景远大

（一）学术影响力渐次扩大

相关研究成果丰硕：论文56篇发表于全国期刊，其中40篇发表于全国核心期刊或人大复印资料全文转载，出版专著6部，参著5部，其中2017年上海教育出版社的成果专著《初中科学概念教学范式创新研究》已成为多个高校科学教育专业本科与硕士研究生的教学设计参考用书，被上海教育出版社推荐参评“全国读者最喜爱的书”。由于新范式和样态实效显著，受到全省许多地市区教研员关注，纷纷邀请前去推广。

（二）全省深度推广受好评

由于“高阶课堂”新样态整合了当代教学理论与科学概念特点，指导教学可操作性强且成效显著，故推广受到教研员和广大教师极大欢迎。为此，线上线下推广，辐射途径十分广泛：

一是受全省八个区县教研员邀请在整个区域全面推广；

二是通过全省大部分地市、区县教研员组织的培训班及面向乡村共富推广；

三是受邀设立18个省市区各级工作室及成立全国特级教师工作室研修联盟推广；

四是受邀在浙江师范大学设立“特级教师工作站”，指导卓越教师班等高校学生的教学实践；

五是通过省、市专业师训机构的国培班、浙派名师班、省外名师班等讲座推广；

六是通过线上平台全国推广：如浙江省教育厅之江汇教育广场上的“浙江省陈锋名师网络工作室”。

（三）成为高等师范院校本科生基础性实践必修课程教材

2021年底，应浙江师范大学邀请，与化学与生命学院院长乔儒教授合作主编高校教材《初中科学教学设计指导——问题解决、任务驱动》（浙江大学出版社）。此书已成为浙江师范大学科学教育系三年级本科生基础性实践必修课程《名师课堂研究》的教材，同时，我正协同浙师大将组织拍摄上述教材中每个课例视频组成精品课程，计划完成后上传浙江省教育厅“之江汇教育广场”和全国智慧教学系统云端大脑“超星平台”，面向全国高校和中小学教师开放观摩，助力广大高校生和科学教师实践指向深度学习的“高阶课堂”。（来源：陈锋 浙江教育报）