冀人版小學科學五、六年級教材特點及教學建議

摘 要：冀人版小學科學五、六年級教材內容難度較大，本文系統分析了這一時期學生的認知特點，以及教材如何根據學生的認知特點安排編寫思路、知識內容、活動設計的，幫助教師科學地進行教學設計，較好地完成教學任務。

關鍵詞：學生發展；小學科學；教材特點；教學建議

中圖分類號：G623.6 文獻標識碼：A 文章編號：1009-010X（2007）07/08-0110-05

當你打開冀人版《科學》高年級（五、六年級）教材，也許給你的第一印象是插圖少了，文字多了，每課的頁數增加了。使用過高年級教材的老師，普遍認為難教、難學、難指導。為什么會有這種印象呢？也許原因是多方面的，其中教師沒有準確地把握高年級教材的特點、沒有科學地從學生的年齡特征和學科發展的角度進行教學設計是主要的。那么高年級教材有什么特點，又怎樣進行科學的教學設計呢？

一、準確把握教材的特點

（一）知識內容的特點。

高年級共4冊教材，20個單元85課，知識內容的設計主要有以下特點：

1.知識內容生疏。高年級知識內容與中年級（三、四年級）相比有三個變化，一是時間上由當代向古代變化，比如生物的進化是遠古時代的事情；二是空間上由近距離向遠距離變化，如太陽系、銀河系、宇宙都是非常遙遠的事物；三是物體的形狀由宏觀物質向微觀物質變化，如病毒和細菌用肉眼是直接看不到的。由于這些變化，很多內容遠離教師、學生的生活，因此對教師和學生來說比較生疏。

2.知識面較寬。小學科學是啟蒙教育，不要求學生掌握過深的概念，但知識面很寬，不僅涉及到自然科學的各個方面，還涉及到科學文化（科學史）、社會科學、思維科學的一些內容。如，六年級下冊“風格各異的建筑”單元的內容，是集科學、技術、文化、環境等為一體的綜合性內容。

3.知識開放性強。高年級很多知識的外延是開放的，它的深度、準確性沒有界限。如，五年級下冊《克隆羊－多莉》中的活動2“克隆技術給人類帶來哪些影響”，到目前還沒有一個確定的結論，只能從正反兩方面來認識，認識到什么水平沒有具體的規定，很難把握對與錯、深與淺。很多教師面對這樣的知識，就像大海撈針一樣感到很茫然。

4.知識的聯系性強。按照循序漸進的原則，高年級很多知識是建立在中、低年級基礎之上的，知識起點比較高。比如“生物的繁殖”是在學生認識了“多樣的生物”、“生物的生命周期”之后設計的，如果學生對前面的知識掌握的不好，或教師沒有教過中年級的課，理解高年級的知識就會感到吃力。

由于上述原因，高年級教材內容給我們的第一印象就是難度較大。

為了縮小教材內容與學生之間的差距，減小知識的難度，教材一方面通過“科學在線”提供與探究活動相關的資料，開闊學生的視野，另一方面在正文中增加了活動“提示”、“資料”、“科學閱讀”等欄目，通過圖文資料為學生理解教材內容，開展探究活動提供幫助。因此教材的呈現方式與中年級相比，減少了插圖數量并縮小了圖的大小，增加了文字量。

（二）教材編寫思路的特點。

圍繞四組統一概念整合教學內容，是冀人版小學科學教材的一大亮點。全套教材圍繞四組統一概念這條主線來分別設計每個年級的教材內容，具體情況如下：

四組統一概念是一個相互聯系、相互作用的整體，是一個由低到高，由易到難，由簡到繁，由外部特征到內部結構再到系統的認知體系。四組統一概念既是科學的知識體系，又是科學的思維方式。

五年級教材的主線是“作用與平衡”。作用是對事物產生的影響，包括事物與事物之間的影響或事物內部各部分各要素之間的影響。平衡是對立的各方面事物在數量或質量上相等或相抵，作用是絕對的，平衡是相對的。五年級教材內容為了體現這條主線，突出了事物之間或事物內部各要素之間的相互聯系。

五年級上冊教材圍繞主線，從“生命與環境的作用與平衡”、“物質與物質的作用與平衡”、“地球內部各要素之間的作用與平衡”三方面來設計教材內容的。下面以“生命與環境的作用與平衡”為例，分析教材設計的特點。

教材從三方面來體現“生命與環境的作用與平衡”的。第一，任何生物的存在都離不開一定的環境；第二，生物在對環境依賴的同時，環境則對生物產生著一定的影響；第三，生物要生存則要通過自身的變化來適應環境的影響。教材通過三個單元來體現上述思路的。

1.第一單元體現的是“生物生長對環境的需要”。生物生長的環境主要包括溫度、陽光、水、空氣和土壤，第1、2、3課分別介紹了種子萌發和植物生長需要什么條件，第4、5課分別介紹了植物和動物靠什么來獲取營養。

2.第二單元體現的是環境對生物的影響和生物對環境的適應。第6課講的是環境對生物的影響，第7、8、9課分別介紹了生物靠運動、身體外形的長期和瞬間變化來適應環境的變化，從而達到一個相對的平衡狀態。

3.第三單元體現的是“人與環境的相互作用與平衡”。教材先由第10課說明人對環境的需要，再通過第11課說明人對環境的影響，最后由12課說明怎樣才能實現和諧相處，達到人與環境的平衡。

六年級是圍繞著“結構與系統”這條主線來構建教材內容。系統是同類事物按一定的關系組成的整體。結構是系統內各要素的組織形式，是要素間的關系（即要素間的組織規則、形式）。系統是通過結構將要素聯系在一起來的。教材內容要體現這條主線，就要突出事物各要素之間的有序聯系。

教材從生命系統、能量系統、天體系統、海洋系統、建筑系統等五方面來設計內容的。下面就以“生命系統”為例，分析教材設計的特點。

生命系統是有生命的一類物體按照一定的關系組成的整體。生命系統包括哪些要素，這些要素又按照怎樣的層次排列的呢？

下面的概念圖，形象地概括了小學層次生命系統的知識脈絡，教材將部分內容整合后設計了兩個單元。六年級上冊第一單元“豐富多彩的生命世界”，按照“分——綜”的關系設計，先通過第1、2課指導學生認識草本植物和木本植物，再通過第3、4課，讓學生認識鳥類動物的共同特征，形成基本的方法之后，進一步了解哺乳動物、爬行動物、兩棲動物等動物的特征。最后由第5、6課讓學生認識細菌、病毒和真菌。第7課“寶貴的生物資源”是一節綜合課，重點是各種生物資源與人之間的關系。六年級下冊第二單元“奇妙的人體”，按照“綜——分——綜”的順序，先由第4課總的介紹人體的組成，再通過第5、6、7、8課分別從人的生理和心理特征兩方面進行介紹，最后由第9課進行總的概述。

通過對以上兩部分教材內容的分析，想說明兩點：第一，高年級教材主線是不同的兩組統一概念，教材內容是圍繞著教材主線構建的；第二，分析教材時，要先從教材的主線入手，利用概念圖等方法理清知識點之間的關系，依此來把握教材的編寫思路，然后再看教材內容是怎樣依據編寫思路具體體現的。

（三）教材活動設計的特點。

從學生思維發展水平上看，中年級學生認識事物主要是靠具體的形象思維，到了高年級在具體的形象思維的同時開始進入初步的抽象邏輯思維。該階段是培養學生邏輯思維的最佳時機。抽象邏輯思維的方法主要包括分析與綜合、比較與歸納、抽象與概括、歸納與演繹。

從學生科學探究能力發展水平上看，中年級主要是讓學生了解科學探究基本過程，掌握科學探究基本能力。進入高年級則重點訓練學生綜合探究能力，如猜想與假設、設計活動方案、對比實驗和模擬實驗、分析現象、歸納結論、解釋現象等。教材活動設計的依據是學生的思維和科學探究能力的發展水平。高年級教材活動設計有什么特點呢？

1.活動過程的設計。

活動過程的設計主要有以下三種形式：

（1）按照科學探究的基本過程設計。這類活動一般設計3～5個探究環節，如5年級上冊 《小苗的誕生》一課的活動 “研究種子萌發的條件”，《土壤與植物的生長》一課的活動2“滲水比賽”，活動3“豆苗在哪種土壤中長得好”等都是按照“猜想與假設——設計實驗方案——實驗觀察——分析實驗現象——得出結論——交流評價”的探究過程設計的。重在體現科學探究的過程。

（2）以某一探究的環節為主，分層設計。這類活動以培養學生某一探究活動為主，從探究的深度和廣度入手，按照一定的層次設計活動過程。比如，5年級上冊《根和莖”》一課的活動2“研究根的作用”，活動3“研究莖的作用”；5年級下冊《溶洞里的鐘乳石》一課的活動1“猜想鐘乳石的形成”等都突出了猜想與假設，按照“閱讀資料——分析事實——猜想與假設”的環節設計活動過程。5年級上冊《傳熱比賽》一課的活動1“勺柄冷熱的變化”，突出了設計實驗方案，按照“思路指導——發散設計——集中形成”的環節設計過程。

（3）按照邏輯思維的過程進行設計。高年級很多活動內容是按照邏輯思維的過程和方法設計的。比如，6年級上冊《小草和大樹》的活動1“比較小草和大樹”，是按照“比較——歸納——演繹”的思路設計的。教材先讓學生觀察一些常見的植物，比較他們有什么相同和不同，然后歸納出草本植物和木本植物，再讓學生運用形成的概念判斷圖片中哪些是草本植物和木本植物。5年級下冊《尋找進化的證據》一課的活動1“模擬化石的形成”， 《溶洞里的鐘乳石》一課的活動2“自制鐘乳石”，重點突出了邏輯推理的形成過程，按照“模擬過程——分析條件——推理成因”的環節設計。

2.活動內容的設計。

（1）給學生探究提供必要的基礎。活動內容如果離學生的生活實際較遠，就需要進行適當的鋪墊。高年級教材通過提供知識和思路為學生的探究提供幫助。

提供知識 比如，五年級上冊《小苗的誕生》中的“研究種子萌發的外界條件”，為了幫助學生猜想，教材利用圖、文字、標注框的形式，提供了具體的知識內容。除此之外，教材中很多探究內容，都通過一定的方式補充了必要的知識內容，為學生探究活動的開展奠定基礎。

提供思路設計活動方案，是培養學生創新思維和運用知識解決實際問題能力的活動，但這些內容對小學生來說難度較大，為此教材通過案例、概念圖等方式給學生提供思路上的幫助。比如，五年級上冊《傳熱比賽》一課的活動1“勺柄冷熱的變化”，六年級上冊《電鈴響叮當》等，教材利用圖、文字、標注框等形式提供具體的案例進行思路指導。五年級下冊《常見的礦石》一課的活動2“給礦石分類”通過概念圖給學生提供分類的思路。五年級下冊《尋找進化的證據》一課的活動1“模擬化石的形成”，通過實驗為學生提供分析、推理自然界中化石的形成過程的思路。

（2）活動內容的設計更具有綜合性，注重突出科學、技術、社會、環境之間的聯系是本套教材的特色。高年級比中年級的內容綜合性更強，如六年級下冊 “奇妙的人體”單元的活動內容設計，主要體現了科學與技術、生活之間的綜合；“宇宙與航天技術”單元活動內容的設計，主要體現了科學與技術、科學文化之間的綜合。除了學科之間的橫向綜合之外，高年級與中年級活動內容之間還存在著縱向的綜合。

（3）活動內容的設計更具有開放性。進入高年級后，學生的探究活動由教師的具體指導向學生獨立探究轉變。教師指導的會越來越少，這樣可以有效地培養學生的自主探究和運用知識解決實際問題的能力，培養學生的創新精神和勇于探索科學的情感態度與價值觀。教材從五年級開始增設了10個“專題研究”的內容。“專題研究”從“任務導向”、“參考選題”、“研究案例”等方面給學生提供了具體的研究思路。學生參照研究案例，可以自己選擇專題、設計方案、開展專題研究，這對培養學生自主探究能力非常有利。

二、科學地進行教學設計

前蘇聯教育家維果茨基認為，教學必須要考慮兒童已達到的水平并要走在兒童發展的前面。為此，就要確定兒童的發展水平。兒童發展有兩種水平：一是現有的發展水平，二是在有指導的情況下借助他人的幫助可以達到的解決問題的水平。這兩者之間的差距，即兒童現有水平與經過他人幫助可以達到的較高水平之間的差距，就是“最近發展區”。我們要做好高年級科學教學工作，就要依據教材特點、學生的年齡特征和認知規律，科學地進行教材處理、教學過程和教學策略的設計。

（一）教材處理。

新的課程理念強調科學教學要面向全體學生，也就是在課堂教學中要關注每個學生，讓所有的學生都有實實在在的收獲。但由于受遺傳、環境和教育的影響，學生之間存在著一定的差異，并且隨著信息社會的發展，這種差異會越來越大。教材內容從某種意義上講，只能滿足一般水平學生學習的需要，不能滿足所有學生學習的需要。這就要求教師在教學設計中，首先要對教材進行科學的處理。高年級處理教材，建議注意以下幾點：

1. 教材處理要堅持“固本求變”的原則。

“固本”就是要堅守本質的東西不變，“求變”就是從實際出發尋求合理的變化。處理教材時，教學目標要保持不變，不能脫離教材的教學目標或自行設計一個新的教學目標，因為教材的教學目標具有一定的連慣性和系統性，但可以根據教材內容對教學目標進行適當的拓展，可以預設學生在學習過程中生成性的目標。在理解教材的基礎上，可以從學生的年齡特征、當地的條件等教學實際出發，對教材內容進行改造、增刪或重新組合，使其更具科學性和操作性。教材處理要源于教材而高于教材。處理教材的方法很多，常用的有以下幾種。

（1）替換法。就是依據教學目標，根據教材內容從當地的實際情況出發，用身邊的、常見的、學生熟悉的內容替換教材中的內容。比如，五年級下冊《自行車》一課的活動2“找出拖拉機的主要組成部分”，對城市的學生來說拖拉機是少見的，摩托車或汽車是常見的，所以可以用摩托車或汽車替代拖拉機。再如，《落地生根》一課的活動2“幫助植物來繁殖”，教材中設計的是用月季或柳條、楊樹枝、玻璃翠、半枝蓮來扦插繁殖，對農村的學生來說用紅薯蔓扦插更方便，對城市的學生來說石榴地下壓條繁殖，改為空中壓條繁殖可能效果更好，更有趣。

（2）補充法。教材中有的內容學生不熟悉，為了減小學生學習的難度，可以進行適當的補充。比如，六年級上冊《能量控制》一課的活動2“探究常見能量控制裝置是怎樣工作的”，有一幅圖是日光燈啟輝器里面的金屬片裝置，可能很多學生不熟悉，對此教師可以利用實物或圖片進行補充說明。教材中有些探究活動，可能缺少某些知識或技能方面的支持。比如，六年級上冊《地球繞著太陽轉》一課中的活動1“模擬地球公轉與季節的變化”，教材通過模擬實驗讓學生認識地球上四季的變化與地球的公轉的關系。如果僅通過教材中的模擬實驗就得出結論，顯然是不行的，因為四季的變化明顯的特征就是溫度變化，而溫度變化又與太陽高度有關。學生不理解太陽的直射和斜射對地面溫度的影響，就難以理解地球公轉與四季成因之間的關系。因此要補充有關太陽高度與溫度之間關系的內容，這樣就可以解決探究中的難點。

（3）調整法。教材雖然滲透著教學策略，但它畢竟不是教案，教材中活動的過程和內容也不一定與教學過程相符。這就需要對教材內容，依據學生的認識規律和學科特點對課序和內容進行適當的調整，使其接近教學。有些植物內容，時間上可能與當地的氣候不相符，遇到這種情況可以將課序進行調整。教學內容調整主要是考慮教學的需要，比如，五年級上冊《根和莖》一課中的活動1“研究根的作用”，可以按照教材中 “什么是根——根的特點——根的作用”的環節進行教學設計。活動2“研究莖的作用”的教學環節盡量與活動1保持一致，這樣便于學生方法和能力的遷移。教材中的活動2將“什么是莖”放到了最后，處理教材時可以將此內容調整到前面。

2.教學內容的設計要多樣性。

設計教學內容時，盡量使其具有多樣性，這樣可以滿足不同水平學生學習的需要，以最大限度的體現學生的個性發展。怎樣設計多樣性的教學內容呢？

（1）內容的量要多樣性。對于同一個的題目，往往可以從多個方面進行探究，這樣我們就可以圍繞著該題目設計多個活動的方案，學生根據自己的情況，可以從中選擇1個或幾個內容進行探究，最后通過交流形成比較全面的認識。比如，五年級上冊《小苗的誕生》一課中的活動1 “研究種子萌發的外界條件”，可以設計三個方案：①種子萌發與溫度的關系，②種子萌發與水的關系，③種子萌發與空氣的關系。再如五年級上冊《傳熱比賽》一課中的活動1“勺柄冷熱的變化”，學生在教師的指導下可以從熱源、受熱的物體等可變的要素中設計多個實驗方案，并根據實際情況靈活選做。

（2）內容的質是有層次的。對于同一個內容來說，可以設計成不同的層次，以滿足不同水平學生學習的需要。比如，五年級上冊《保溫和散熱》一課中的活動2 “熱水變涼”，可以將該內容設計成4個層次，①怎樣讓熱水變涼，②怎樣讓熱水變涼的時間最短，③怎樣讓熱水變的更涼，④怎樣讓熱水在最短的時間內變的更涼。前兩個層次讓一般學生都來完成，后兩個層次可以讓學生有選擇的去做。

（3）內容的量和質具有多樣性。高年級很多教學內容的綜合性很強，不僅具有多樣性，而且還具有層次性，這樣學生探究的空間就更大。比如，六年級下冊《巧妙的結構》一課中的活動1 “常見建筑物的結構”，可以設計多個活動方案，并且每個方案都可以設計成三個層次：①通過對比實驗研究建筑物的結構與力的關系，②怎樣改變材料的形狀使其承受的力較大，③怎樣改變材料的形狀使其承受的力最大。

（二）教學過程的設計。

高年級教學要體現學生的年齡特征、認知水平、思維特征和教材特點。不能像中年級那樣讓學生去孤立的看問題、想問題、操作和交流，而應該重點訓練學生用系統思維的方法從多角度、多層面去提出問題，分析問題，獲取信息，抽象歸納，交流與評價。

1.教學過程應該具有探究性。

高年級教學內容難度較大，活動操作性也差。很多是以資料的形式呈現的，學生獲取信息的途徑主要是閱讀和聽老師講。學生的學習方式應主要采取接收式探究的形式，教師要指導學生主動的帶著問題去查閱資料或聽教師的講解，并通過討論與交流形成科學認識。避免采用教師講，學生聽，教師演示，學生看的授受式的教學方式。

2.教學過程應該具有綜合性。

由于教學策略的轉變，教材內容的增加，教學過程比三年級應更具有綜合性。在一節課中，教學環節不要設計的過多，能設計三個環節的，不要設計四個，因為只有壓縮環節，才能減少教師的活動時間，從而增加學生的活動時間，保證學生有足夠的時間進行自主探究，將學生的探究引向深刻。

3.教學過程應具有開放性。

我國著名的小學科學教育專家劉默耕先生曾經說過，科學課教學的功夫在課外。因為科學課學生認識的對象不僅僅是科學課本，而是整個自然界。尤其是到了高年級，不僅動植物需要到室外認識，而且很多實驗的內容在課上也難以完成，需要到室外利用很長很長的時間去完成。比如，五年級下冊《自行車》一課中的活動2 “找出拖拉機的主要組成部分”，室內是難以完成的。《溶洞里的鐘乳石》一課中的活動2 “自制鐘乳石”，實驗過程需要很長的時間。因此在科學教學中必須堅持課內外結合的原則，教學過程應從課前準備到課上探究再到課后實踐運用，是一個開放的過程。

4.教學過程應重思維和概念的形成和運用。

中年級學生以形象思維為主，思維訓練的起點是從單一的生活經驗開始，通過探究活動形成簡單的概念。而高年級學生隨著知識經驗的增加，開始進入抽象的邏輯思維，思維的起點是以已有的概念為基礎通過探究形成新的概念。教學中應重視訓練學生運用已有的知識和經驗去發現、形成問題，分析問題和解決問題，運用已有的知識，通過探究形成新的知識。學生探究活動的過程應體現邏輯思維發展的過程。如，六年級下冊《健康成長》一課中的活動1“體驗成長的快樂”，可以設計成這樣的環節：①觀察曲線圖，了解曲線圖是什么樣的；②比較曲線圖各部分的變化有什么不同；③分析曲線圖的變化說明了什么；④綜合學生身體在不同時期變化的特征。按照這樣的環節教學就可以較好地培養學生“分析——綜合”的邏輯思維能力。

（三）學習策略的指導。

中年級學生剛剛接觸科學課，他們對科學探究的過程和方法處在起始階段，教師指導學生探究的策略以具體的方法為主，讓他們了解科學探究的過程，知道怎樣去探究。到了高年級，學生對科學探究有了一定的基礎，教學的重點開始從學會探究向探究的更深刻、更全面過渡。因此，教師指導學生探究的策略應由具體指導向綜合指導發展，即由提供具體的方法向提供思路、由同步指導向分層指導發展。

1.給學生提供思路。

所謂提供思路就是當學生學習遇到困難，百思不得其解，產生某種強烈的需要幫助的愿望時，教師進行適時點撥，使其豁然開朗。這種指導不是封閉式的，而是開放式的，能夠最大限度地發揮學生的主體能動性。提供思路的主體可以是教師也可以是學生。（1）教師通過案例進行指導。比如五年級上冊《傳熱比賽》一課中的活動1“勺柄冷熱的變化”，教師可以從實驗題目開始給學生提供這樣的思路：要進行該實驗一要有熱源，二要有受熱的物體，三要有觀察到熱傳遞的載體。學生在這一思路指導下就可以設計出多個實驗方案。（2）學生通過交流與評價，也可以達到相互提供思路的目的。

2.對學生進行分層指導。

高年級學生的學習水平存在差異，同一個內容，他們的關注點不同，理解的程度也不同。教學要面向全體學生，就要根據學生的實際進行分層指導。教師要做好分層指導，一要準確把握不同水平學生的“最近發展區”，并以此來設計分層指導的內容。二要選擇合適的指導方法。如，可以根據教學內容收集相關的資料，制作成“資源庫”，以網頁的形式輸入電腦，供學生學習時查閱。還可以根據預測判斷學生在探究過程中可能遇到的困難，像活動思路、活動方法、整理信息的方法及活動中的注意事項等，有重點的用文字、圖表、概念圖等方式呈現出來，做成指導卡。當學生遇到困難時，可向指導卡尋求幫助。

總之，只要我們能夠科學、準確地把握高年級科學教材的特點，理解教材內容，并能從學生的認知水平和生活實際出發，進行教學設計，就能較好的完成高年級的教學任務。

【責任編輯：張桂英】