一、科學(xué)知識更新的底層驅(qū)動：為何2025版教材需要“新”？演講人01科學(xué)知識更新的底層驅(qū)動：為何2025版教材需要“新”？02科學(xué)知識迭代的具體規(guī)律：2025版教材“新”在哪里？03教學(xué)應(yīng)對：如何讓“新知識”真正轉(zhuǎn)化為“新素養(yǎng)”？目錄2025小學(xué)五年級科學(xué)上冊科學(xué)知識的更新與迭代規(guī)律課件各位同仁、教育研究者：大家好！作為一名深耕小學(xué)科學(xué)教育15年的一線教師，同時參與過3次小學(xué)科學(xué)教材修訂工作，我深切感受到，科學(xué)知識的更新迭代不僅是學(xué)科發(fā)展的必然，更是基礎(chǔ)教育階段落實核心素養(yǎng)的關(guān)鍵支撐。今天，我將結(jié)合2025年新版小學(xué)五年級科學(xué)上冊教材的修訂實踐，從“驅(qū)動因素—迭代規(guī)律—教學(xué)應(yīng)對”三個維度，系統(tǒng)梳理科學(xué)知識更新與迭代的內(nèi)在邏輯，希望能為一線教學(xué)提供參考。01科學(xué)知識更新的底層驅(qū)動：為何2025版教材需要“新”？科學(xué)知識更新的底層驅(qū)動：為何2025版教材需要“新”？科學(xué)知識的更新絕非教材編寫組的“主觀調(diào)整”，而是多重客觀因素共同作用的結(jié)果。理解這些驅(qū)動因素，是把握教材迭代規(guī)律的前提。1科學(xué)前沿突破：知識邊界的動態(tài)拓展近十年，全球科學(xué)研究呈現(xiàn)“指數(shù)級突破”特征。以五年級科學(xué)上冊重點涉及的“地球與宇宙科學(xué)”“生命科學(xué)”“物質(zhì)科學(xué)”領(lǐng)域為例：天文學(xué)：2023年詹姆斯韋伯望遠鏡公布了首批系外行星大氣成分?jǐn)?shù)據(jù)，顛覆了“類地行星必須位于宜居帶”的傳統(tǒng)認(rèn)知；2024年國際天文學(xué)聯(lián)合會（IAU）正式將“矮行星”定義細化，冥王星的分類爭議有了更明確的科學(xué)依據(jù)。生命科學(xué)：CRISPR基因編輯技術(shù)從實驗室走向農(nóng)業(yè)應(yīng)用，2023年我國科學(xué)家培育出抗蟲水稻新品種，這一成果直接關(guān)聯(lián)“生物與環(huán)境”單元中“生物的適應(yīng)性”內(nèi)容。物質(zhì)科學(xué)：2022年室溫超導(dǎo)研究雖存爭議，但推動了“材料性質(zhì)”教學(xué)從“傳統(tǒng)材料”向“新型材料”延伸，2025版教材新增“超導(dǎo)材料的特性與應(yīng)用”微型案例。1科學(xué)前沿突破：知識邊界的動態(tài)拓展這些前沿突破若長期“滯留”于學(xué)術(shù)期刊，會導(dǎo)致教材知識與科學(xué)現(xiàn)實脫節(jié)。例如，舊版教材中“太陽系八大行星”的表述已沿用18年，而新版教材在“地球的宇宙環(huán)境”單元中，專門增加了“行星分類標(biāo)準(zhǔn)的演變”閱讀材料，引導(dǎo)學(xué)生理解科學(xué)知識的可修正性。2教育理念轉(zhuǎn)型：從“知識本位”到“素養(yǎng)本位”的倒逼2022年《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確提出“以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向”的課程目標(biāo)，要求科學(xué)教育從“記憶事實”轉(zhuǎn)向“理解概念、發(fā)展思維、培養(yǎng)責(zé)任”。這一轉(zhuǎn)型直接推動教材內(nèi)容的結(jié)構(gòu)性調(diào)整：01新版應(yīng)對：2025版將“簡單機械”與“工程實踐”整合，增加“設(shè)計一個省力工具”的項目式學(xué)習(xí)任務(wù)，要求學(xué)生基于“力的作用效果”分析不同機械的優(yōu)缺點，知識目標(biāo)服務(wù)于“科學(xué)探究”“工程思維”素養(yǎng)的培養(yǎng)。03舊版問題：五年級上冊原“簡單機械”單元側(cè)重“杠桿五要素”的記憶，學(xué)生能準(zhǔn)確畫出支點、用力點，卻難以解釋“為什么核桃夾比普通夾子更省力”。022教育理念轉(zhuǎn)型：從“知識本位”到“素養(yǎng)本位”的倒逼我曾參與的一次教材修訂研討會上，課標(biāo)組專家強調(diào)：“教材不是科學(xué)知識的‘壓縮餅干’，而是激發(fā)學(xué)生科學(xué)思維的‘腳手架’。”這一理念促使2025版教材在知識選擇上更注重“可遷移性”——保留核心概念（如“能量轉(zhuǎn)換”“生態(tài)平衡”），弱化枝節(jié)知識（如部分已淘汰的測量工具操作細節(jié)）。3社會需求變化：回應(yīng)真實世界的科學(xué)議題01040203小學(xué)科學(xué)教育的終極目標(biāo)是培養(yǎng)“有科學(xué)素養(yǎng)的公民”。近年來，氣候變化、生物多樣性保護、新能源開發(fā)等全球性議題日益緊迫，要求教材內(nèi)容與社會現(xiàn)實緊密關(guān)聯(lián)：環(huán)境科學(xué)：舊版“天氣與氣候”單元僅介紹“氣溫、降水”等基礎(chǔ)概念，新版則增加“全球變暖的證據(jù)與應(yīng)對”專題，通過分析近50年北極海冰融化數(shù)據(jù)、對比不同國家碳減排政策，引導(dǎo)學(xué)生理解“科學(xué)—技術(shù)—社會—環(huán)境（STSE）”的互動關(guān)系。技術(shù)應(yīng)用：2023年“東數(shù)西算”工程全面推進，新版“電與磁”單元新增“數(shù)據(jù)中心的冷卻需求與能源利用”案例，將“電能轉(zhuǎn)換”知識與“節(jié)約能源”責(zé)任教育結(jié)合。去年我?guī)W(xué)生參觀本地氣象站時，有個孩子問：“課本上說‘溫室氣體主要是二氧化碳’，但新聞里總提‘甲烷的溫室效應(yīng)更強’，這是怎么回事？”這讓我意識到，教材若不及時更新，學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知將滯后于真實世界的問題。02科學(xué)知識迭代的具體規(guī)律：2025版教材“新”在哪里？科學(xué)知識迭代的具體規(guī)律：2025版教材“新”在哪里？通過分析2025版五年級科學(xué)上冊目錄（見附錄1）及核心單元修訂說明，我們可以總結(jié)出科學(xué)知識迭代的四大規(guī)律，這些規(guī)律既符合科學(xué)本身的發(fā)展邏輯，也貼合小學(xué)生的認(rèn)知特點。1知識內(nèi)容的“增刪調(diào)”：去舊存新，突出核心科學(xué)知識的迭代首先表現(xiàn)為具體內(nèi)容的調(diào)整，其核心原則是“保留經(jīng)典概念，刪除過時結(jié)論，增加前沿關(guān)聯(lián)”。1知識內(nèi)容的“增刪調(diào)”：去舊存新，突出核心1.1刪減：淘汰“不再科學(xué)”或“超齡”的內(nèi)容過時結(jié)論：舊版“巖石與土壤”單元中提到“花崗巖是最堅硬的巖石”，但現(xiàn)代礦物學(xué)研究表明，金剛石（屬礦物而非巖石）和部分人工合成材料硬度更高，新版改為“花崗巖是自然界中常見的堅硬巖石之一”。超齡內(nèi)容：原“顯微鏡的使用”實驗要求學(xué)生掌握“油鏡操作”，但五年級學(xué)生手部精細動作尚未完全發(fā)育，新版簡化為“使用光學(xué)顯微鏡觀察植物細胞”，重點放在“觀察記錄”而非“復(fù)雜操作”。1知識內(nèi)容的“增刪調(diào)”：去舊存新，突出核心1.2增加：關(guān)聯(lián)前沿與生活的“生長點”前沿關(guān)聯(lián)：在“地球的運動”單元，新增“衛(wèi)星導(dǎo)航與地球自轉(zhuǎn)”案例，通過分析GPS定位原理（需修正地球自轉(zhuǎn)對衛(wèi)星軌道的影響），將“晝夜交替”知識與現(xiàn)代技術(shù)結(jié)合。01生活關(guān)聯(lián)：“健康生活”單元原以“合理膳食”為主，新版增加“食品添加劑的科學(xué)使用”內(nèi)容，通過對比“防腐劑的必要性”與“過量攝入的危害”，培養(yǎng)學(xué)生“辯證看待科學(xué)技術(shù)”的思維。02我參與修訂時，編寫組曾為“是否加入‘新冠病毒與疫苗’案例”爭論許久。最終決定在“微生物與健康”單元以“傳染病的預(yù)防”為切入點，用“疫苗如何幫助人體產(chǎn)生抗體”解釋免疫原理，既避免敏感話題，又貼合學(xué)生生活經(jīng)驗。032表述方式的“科學(xué)化”：從“結(jié)論傳遞”到“過程呈現(xiàn)”科學(xué)知識的本質(zhì)是“可驗證、可修正的解釋”，2025版教材在表述上更注重展示知識的“形成過程”，而非直接給出結(jié)論。2表述方式的“科學(xué)化”：從“結(jié)論傳遞”到“過程呈現(xiàn)”2.1用“科學(xué)史”還原知識的產(chǎn)生邏輯例如“光的反射”單元，舊版直接給出“反射角等于入射角”，新版增加“阿基米德用鏡子反射陽光燒毀敵船”的歷史故事，通過“古人如何發(fā)現(xiàn)反射規(guī)律—科學(xué)家如何設(shè)計實驗驗證—現(xiàn)代應(yīng)用（如激光測距）”的脈絡(luò)，讓學(xué)生理解知識是“觀察—假設(shè)—驗證—應(yīng)用”的產(chǎn)物。2表述方式的“科學(xué)化”：從“結(jié)論傳遞”到“過程呈現(xiàn)”2.2用“探究活動”替代“陳述性知識”舊版“熱傳遞”單元有一段文字：“熱可以通過固體、液體、氣體傳遞，這種方式叫熱傳導(dǎo)?！毙掳娓臑樘骄咳蝿?wù)：“將鐵棒、木棒、塑料棒一端浸入熱水，另一端用手觸摸，記錄溫度變化；再將金魚放入試管，用酒精燈加熱試管上部，觀察金魚是否存活?！蓖ㄟ^實驗現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生自己總結(jié)“不同材料導(dǎo)熱性不同”“液體主要通過對流傳遞熱”的結(jié)論。去年教學(xué)“光的色散”時，我按舊版直接演示三棱鏡實驗，學(xué)生只記住“白光分解為七色光”；今年試用新版的“牛頓的困惑”情境（牛頓最初認(rèn)為棱鏡“污染”了光，后通過交叉棱鏡實驗推翻假設(shè)），學(xué)生主動提問：“如果用兩塊棱鏡反向放置會怎樣？”這正是“過程式表述”激發(fā)的科學(xué)思維。3跨學(xué)科整合的“顯性化”：打破知識的“孤島狀態(tài)”科學(xué)知識本無嚴(yán)格學(xué)科界限，2025版教材強化了“跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)”，尤其注重與數(shù)學(xué)、工程、社會科學(xué)的融合。3跨學(xué)科整合的“顯性化”：打破知識的“孤島狀態(tài)”3.1科學(xué)與數(shù)學(xué)：用數(shù)據(jù)說話“天氣與氣候”單元中，學(xué)生需收集一個月的氣溫數(shù)據(jù)，用折線圖分析變化趨勢，并計算“日較差”“月平均氣溫”，將科學(xué)觀察與數(shù)學(xué)統(tǒng)計結(jié)合。3跨學(xué)科整合的“顯性化”：打破知識的“孤島狀態(tài)”3.2科學(xué)與工程：從“解釋世界”到“改造世界”“簡單機械”單元升級為“工具與設(shè)計”主題，要求學(xué)生用硬紙板、回形針等材料設(shè)計“搬運課本的省力工具”，需考慮“材料強度—結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性—省力效果”的平衡，將科學(xué)原理（杠桿、輪軸）與工程實踐結(jié)合。3跨學(xué)科整合的“顯性化”：打破知識的“孤島狀態(tài)”3.3科學(xué)與社會：培養(yǎng)責(zé)任意識“能源”單元新增“家庭用電調(diào)查”項目，學(xué)生需統(tǒng)計家庭一個月的用電量，計算碳排放，對比“火電”“水電”“光伏電”的環(huán)境影響，最終提出“家庭節(jié)能方案”，將科學(xué)知識與“碳中和”社會目標(biāo)結(jié)合。我?guī)W(xué)生完成“家庭節(jié)能方案”時，有個孩子回家說服父母把空調(diào)溫度調(diào)高2℃，并在班級分享：“雖然只省了幾度電，但如果全校家庭都這樣做，一年能少燒幾噸煤?！边@種“知識—行動”的轉(zhuǎn)化，正是跨學(xué)科整合的價值所在。4認(rèn)知梯度的“合理化”：匹配五年級學(xué)生的思維特點五年級學(xué)生正處于“具體運算階段”向“形式運算階段”過渡時期（皮亞杰理論），思維從“依賴具體事物”轉(zhuǎn)向“抽象邏輯推理”。2025版教材在知識難度、呈現(xiàn)方式上做了針對性調(diào)整。4認(rèn)知梯度的“合理化”：匹配五年級學(xué)生的思維特點4.1難度：從“記憶”到“理解應(yīng)用”舊版“電路”單元側(cè)重“連接串聯(lián)、并聯(lián)電路”的操作，新版要求學(xué)生分析“為什么家庭電路用并聯(lián)而非串聯(lián)”（涉及“電壓穩(wěn)定性”“獨立控制”等原理），從“會操作”到“能解釋”。4認(rèn)知梯度的“合理化”：匹配五年級學(xué)生的思維特點4.2呈現(xiàn)：從“圖文”到“多元表征”新版教材大量使用“概念圖”“流程圖”“數(shù)據(jù)表格”等可視化工具。例如“生態(tài)系統(tǒng)”單元用流程圖展示“草→羊→狼”的能量流動，用概念圖對比“生產(chǎn)者、消費者、分解者”的關(guān)系，幫助學(xué)生構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)。去年聽課發(fā)現(xiàn)，部分學(xué)生對“能量流動”理解困難，因為舊版僅用文字描述。今年試用新版的“能量金字塔”圖示，學(xué)生能直觀看到“草的能量只有10%傳遞給羊”，理解效率大幅提升——這正是“認(rèn)知適配”的效果。03教學(xué)應(yīng)對：如何讓“新知識”真正轉(zhuǎn)化為“新素養(yǎng)”？教學(xué)應(yīng)對：如何讓“新知識”真正轉(zhuǎn)化為“新素養(yǎng)”？教材的更新只是起點，關(guān)鍵是通過教學(xué)將“靜態(tài)的知識”轉(zhuǎn)化為“動態(tài)的素養(yǎng)”。結(jié)合2025版教材特點，我提出以下教學(xué)策略。1教師：從“知識傳遞者”到“思維引導(dǎo)者”教師需要跳出“教教材”的慣性，轉(zhuǎn)向“用教材教”。具體可從三方面入手：1教師：從“知識傳遞者”到“思維引導(dǎo)者”1.1建立“知識更新”的敏感性定期閱讀《科學(xué)教育》《小學(xué)科學(xué)》等期刊，關(guān)注“科學(xué)前沿”公眾號（如“中科院物理所”“果殼”），及時了解與小學(xué)科學(xué)相關(guān)的新發(fā)現(xiàn)。例如，2024年“中國天眼（FAST）發(fā)現(xiàn)新脈沖星”的新聞，可作為“宇宙探索”單元的補充案例。1教師：從“知識傳遞者”到“思維引導(dǎo)者”1.2設(shè)計“大概念”引領(lǐng)的教學(xué)單元2025版教材以“物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”“生命系統(tǒng)的構(gòu)成層次”“地球系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與演化”等大概念為框架，教師需圍繞大概念整合知識點。例如“光”單元，可圍繞“光的傳播特性如何影響其應(yīng)用”設(shè)計問題鏈：“為什么潛望鏡用兩塊平面鏡？”“為什么汽車后視鏡是凸面鏡？”“為什么顯微鏡用凹面鏡聚光？”1教師：從“知識傳遞者”到“思維引導(dǎo)者”1.3鼓勵“質(zhì)疑—驗證”的課堂文化當(dāng)學(xué)生提出“教材中的結(jié)論是否正確”時（如“教材說‘所有植物都需要陽光’，但溶洞里的水晶蘭不需要”），教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生查閱資料、設(shè)計實驗驗證，而非簡單否定。我曾帶學(xué)生研究“水晶蘭的生存方式”，最終形成300字的小論文，發(fā)表在學(xué)校科學(xué)月刊上。2學(xué)生：從“被動接收”到“主動建構(gòu)”2025版教材設(shè)計了大量“探究活動”“資料閱讀”“實踐任務(wù)”，學(xué)生需轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式：2學(xué)生：從“被動接收”到“主動建構(gòu)”2.1用“科學(xué)筆記”記錄思維過程要求學(xué)生在實驗中記錄“我的假設(shè)—觀察到的現(xiàn)象—與假設(shè)是否一致—可能的原因”，例如“種子發(fā)芽是否需要光”實驗中，有的學(xué)生發(fā)現(xiàn)“有光組發(fā)芽率更高”，但查閱資料后知道“不同種子需求不同”，這種“記錄—反思”能深化理解。2學(xué)生：從“被動接收”到“主動建構(gòu)”2.2用“項目式學(xué)習(xí)”整合知識五年級上冊的“環(huán)境與我們”單元可設(shè)計“社區(qū)垃圾分類優(yōu)化方案”項目：學(xué)生需調(diào)查現(xiàn)有垃圾桶設(shè)置、采訪清潔工人、分析垃圾成分，最終提出“增加可回收物細分桶”“設(shè)置舊衣物回收點”等建議。我?guī)У陌嗉壴鴮⒎桨柑峤簧鐓^(qū)，部分建議被采納，學(xué)生的成就感遠超“考高分”。2學(xué)生：從“被動接收”到“主動建構(gòu)”2.3用“科學(xué)史”激發(fā)探索興趣教材中“科學(xué)家的故事”（如“張衡與地動儀”“屠呦呦與青蒿素”）不僅是勵志素材，更是“科學(xué)方法”的范例?？山M織“我是小科學(xué)家”角色扮演活動，讓學(xué)生模擬科學(xué)家解決問題的過程（如“假設(shè)地球不自轉(zhuǎn)，會發(fā)生什么？”）。3評價：從“結(jié)果導(dǎo)向”到“過程導(dǎo)向”傳統(tǒng)的“紙筆測試”難以全面反映學(xué)