試析遷移能力對學生科學素養養成的重要性

摘 要：本文對中國學生發展核心素養與小學科學素養相呼應的關鍵點之一遷移能力進行初步的研究，從前期學者們對遷移能力的探索，以及當前自然科學課堂中教師對這種能力潛移默化的關注程度，獲得對其在課堂中內涵與外延的明確定位，確認其是學生科學素養形成的要素，更是成功適應未來社會的關鍵。

關鍵詞：核心素養；科學素養；遷移能力

作者簡介：葉洲，上海市徐匯區匯師小學教師。（上海 200030）

中圖分類號：G623.9 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2018）13-0095-03

一、未來能力的需求與雛形

“充分發揮人文學科的獨特育人優勢，進一步提升數學、科學、技術等課程的育人價值。同時加強學科間的相互配合，發揮綜合育人功能，不斷提高學生綜合運用知識解決實際問題的能力。”是教育部《關于全面深化課程改革 落實立德樹人根本任務的意見》中提出的“五個統籌”工作任務之一。在此背景下，教育部落實中國學生發展核心素養，明確學生形成終身發展和適應社會發展必須具備的品格和關鍵能力。其中，在社會參與維度下對學生實踐創新能力的素養中包含技術運用、解決問題能力的培育，這些也與小學科學的課程定位具有自上而下的聯系，《全日制義務教育小學科學課程標準》中明確提出：“科學素養中需具備運用科學技術知識處理實際問題的能力”。同時，在課程性質中顯現出自下而上的聯系，即它用科學方式發現并解決問題的基礎性與實踐性，以及促進全面運用知識、融合各學科課程及技能領域面對實際疑難的綜合性。此外，在《小學自然學科核心素養報告》中，學科核心素養的整體建構包含運用科學知識與方法開展不同形式的科學探究和形成實踐能力。

經上可見，知識技能的習得已不是科學課中唯一的重點，學生的未來更需要將知識與技能進行運用解決實際問題的遷移能力。并且，根據社會發展的綜合性、復雜性，單一的知識與技能已經無法滿足即將面臨的具有多元性角度的問題，教師的課堂更應從以學生經驗獲得、注重知識技能的運用，以及生成性的整體觀層面進行思考。

二、前期研究的探索與啟示

圍繞“遷移能力”對國內外的文獻進行探索后發現，一些前期研究中已經論證遷移能力對學生未來成長的重要性，筆者將其整理總結如下。

1. 科學概念形成的關鍵點。皮亞杰關于建構主義的基本觀點認為，兒童是在與周圍環境相互作用的過程中逐步建構起關于外部世界的知識，從而使自身認知結構得到發展的。兒童與環境的相互作用涉及兩個基本過程，即“同化”與“順應”。任何知識與技能是人類在特定條件下，與周圍環境“同化與順應”的過程中建構而成的。其中，“同化”是指改變環境以適應自身，“順應”是指改變自身以適應環境，在此不斷地互相作用中，知識與技能順利獲得。

在“同化與順應”的平衡化期間，不論哪一個過程，遷移能力都起到關鍵作用。當學生遇到一個新的學習情境（此處亦作為科學概念形成的大環境），學生調用已有經驗（不論是正確或者錯誤的經驗）與環境相互作用，過程中正確經驗會幫助其同化環境解決問題，錯誤經驗會在適應環境的期間被自我糾正形成正確概念，兩個步驟同時發生，使科學概念獲得建構。

平衡化實現的過程中，調用已有經驗的舉動是概念形成的第一步，也是關鍵舉措，這也即是遷移的發生。因此，在本能性調動較弱的課堂，創造遷移能力調動的機會與驅力，是科學概念形成的關鍵點。

2. 思維能力發展的突破點。依據日內瓦學派的兒童認知發展理論，學生的思維能力隨著年齡增長在四個認知發展階段（感知運動階段、前運算階段、具體運算階段、形式運算階段）不斷增長。首先，嬰幼兒時期尋求外部刺激激發自身潛能的思維；接著，以自我為中心的表象思維逐漸發展，將自然界事物不可逆地單獨串聯；隨后，出現依賴具體實際操作與事物的邏輯運算；最后，能夠單獨進行抽象思維。

雖然，認知理論給予每個發展階段一個年齡范圍，但同時又明確這些年齡的劃分是模糊的，思維的發展是連續發展的，外界適當刺激能夠使思維發展獲得突破。結合維果次基最近發展區論發現，將學生置于一個能夠大于其認知范圍但在其具備知識與技能解決的問題環境下，學生需要在新環境中“求存”，邏輯及抽象思維將交替正向并進。可見，“求存”過程中的關鍵點亦在知識技能的遷移。顯然，遷移能力也成為思維發展的突破點。

3. 綜合素養培育的持續點。學生終究歸宿于社會生活，一切習得的知識與技能也將在真實生活中獲得檢驗。社會生活的復雜性決定了學生無法在一個事件中只調動一種能力，往往需要調動各種能力，所以綜合素養尤其重要。遷移能力在此過程中成了綜合素養培育的不間斷可持續點，能夠幫助學生盡快地運用正確方式，結合經驗解決問題，并在過程中獲得新知、再次調用新知形成鞏固性已知，循環往復、生生不息。

三、教學實例的挖掘與表征

目前，許多教師在科學課中已經意識到遷移能力對科學概念構建、學生思維能力發展，以及綜合素養形成的作用與價值，并做出主動嘗試。

課例一：《潛望鏡的秘密》。本課是上海市“科教版”小學自然四年級第一學期的內容，學生的認知處于具體運算階段中邏輯運算階段，可以借助實物操作發揮其抽象思維。在本課中，學生需知曉潛望鏡具有潛望的功能在于其內部兩塊按一定角度放置的平面鏡的作用，并且理解平面鏡對光的反射作用。

“光”實際易感受、難觸摸，具體存在卻又似抽象，教師為使學生充分理解平面鏡反射光的作用以及潛望鏡的工作原理，便設計了一項知識運用的環節（遷移環節）。教師給予每個小組一個小迷宮、一個小物件、幾面小鏡子，要求學生在迷宮中設置鏡子的位置，要在入口處就能夠一眼看到小物件。這個活動使學生在探索中將之前習得的潛望鏡相關知識進行遷移，并加以鞏固，真正掌握相關概念。

課例二：《食物鏈》。本課是上海市“科教版”小學自然四年級第二學期的內容，學生在認知上已經逐漸習慣邏輯運算，能在實物操作下頻繁出現抽象思維。在本課中，學生需知道食物鏈的組成，理解并學會用箭頭表示食物鏈中能量的傳遞關系。

依據教材呈現的食物場景，分別為深海、草原、森林，這些地方的確富含生物，卻離學生的實際生活甚遠。因此，教師將研究食物鏈的場景范圍變成小池塘、小花園與校園，貼近生活的實例，學生的學習興趣也隨之提升，因為自然界不再是課本中那些要坐車、坐飛機才能到達的地方，而是只要仔細觀察就能發現奧秘的身邊。學生在這樣的設計中學習成效非常高，并且他們將所學本領遷移到小區、公園，遷移能力在這種看似無意的設計中起到關鍵作用。

課例三：《各種各樣的地形》。本課是上海市“科教版”小學自然五年級第一學期的內容，學生在認知上已經能夠通過文字自行選擇器材，并進行獨立思考。在本課中，學生需知道高原、平原、山地、丘陵、盆地等陸地地形以及海底地形的特征，并且能夠運用對它們的認識初步判斷一些自然景觀的地形。

依據教材與學生特征，學生完全能夠在數據、彩泥等器材的輔助中自主探索各種各樣地形的特征，但在判斷實際地形時會遇到困難。因此，教師采用翻轉課堂的形式，提供數據器材讓學生自行學習地形特征，再共同研究實際地形，讓學生在自行習得的知識與技能進行成功遷移的過程中，真正掌握關于地形特征的知識。

課例一以課堂為主陣地，學生充分理解工具的工作原理；課例二以身邊環境為研究場所，激發學生探索、關注生活；課例三以翻轉課堂為入口，使學生在運用中成長。這三個課例，充分反映出在課堂中設置遷移環節，能給予學生運用新知識的機會，提高學習成效。

四、遷移能力的內涵與外延

經過對諸多學者前期研究的分析以及教師課堂常態中實例的挖掘，遷移能力的確具有至關緊要的作用，下文從其內涵與外延在科學課堂中的定位加以論述。

1. 遷移能力的內涵。遷移，從字面解釋是從一個地方到另一個地方；在心理學層面，是指一種學習對另一種學習的影響，或是一種情境中獲得的知識與技能對另一種情境中知識與技能構建的影響。

小學科學作為一門具有啟蒙性、綜合性與體驗性的學科，旨在培養學生知曉科學技術與社會關系、掌握基本科學方法、認識科學本質、具有科學精神、運用科學解決生活及社會問題的科學素養。同時，通過本學科的學習，學生能夠發展學習、思維、實踐及創新等多方面的能力。

這些素養與能力形成的載體是科學概念，學生在構建概念的過程中逐漸使其發展。由于科學概念的普遍性，每一種新概念的形成一定牽涉遷移的發生。如果此時采用有效的教學方式，關注知識之間的關系，充分調動遷移的正向因素，使其為新概念服務，便能夠逐漸塑造以明線為概念構建的過程中將暗線發展的各類素養與能力。

2. 遷移能力的外延。遷移能力的觸發器在課堂本身，能夠幫助概念構建中能力素養的形成，下一步則須將其拓寬領域，延伸至課堂的外部。

科學課堂雖以自然科學內容為主體，但并不將大千世界全盡覆蓋，因此在課堂中習得的能力素養是關鍵點，將其遷移至課堂以外的生活世界乃至離生活較為遙遠的自然界，發現、解決、修正問題才是對學生適應未來社會的能力的培育。并且，此類遷移并不再是單一的為某一概念習得而去調動另一科學概念，它可能涉及多種知識、技能，具有復雜性與綜合性。由此可見，形成調動多元性的遷移能力也是重要的。在確保學生能夠在課堂調動遷移能力的前提下，合理應用、設計課外具有綜合性的探究活動，使學生能夠在復雜問題中主動遷移對其未來發展具有實質性幫助。

除此，當學生的遷移能力真正獲得塑造、成熟后，學生應能在各種知識與技能之間形成良好的遞進式循環網。此時，一切的已知形成一張螺旋上升的神經性網絡，已有認知是交織點，遷移能力是交叉連接線。遇到新問題時，能夠主動地投入科學探究中，快速觸發遷移能力，啟動網絡聯結后達成問題解決、能力獲得，最終通達新的交織點，不斷循環。

遷移能力是科學概念形成的關鍵點、思維能力發展的突破點、綜合素養培育的持續點。當前科學課堂教師應高度關注遷移能力，以提高教學成效，培養學生科學素養，使其更適應未來社會。

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