基于學習進階的小學科學探究活動設計與實施

尹偉

【摘? ?要】科學探究活動是學生建構科學概念、發展探究能力、增強科學素養的重要載體。《義務教育小學科學課程標準》針對學習內容設置了三個學段的學習目標，教材階梯式的編排特點也更加凸顯。教師可以基于學習進階理念，對內容標準進行進階式梳理，對探究活動進行進階式設計和實施，提升探究活動的連續性和系統性，促進學生系統地建構科學概念，學習科學知識，逐漸形成探究能力。

【關鍵詞】小學科學;學習進階;探究活動;月相變化

科學探究活動是學生建構科學概念、發展探究能力、培養科學素養的重要載體。進階式學習以前期的學習經驗為后期學習的基礎，層層遞進，符合學生的身心發展規律。《義務教育小學科學課程標準》（以下簡稱《課程標準》）設置了三個學段的學習目標，教材的階梯式編排特點也更加凸顯。但在真實的課堂中，教師對探究目標缺少進階式解讀，對探究活動缺少進階式的設計和實施，使得探究活動缺乏系統性、連貫性和層次性的現象仍然存在。如何化解這些問題？

相關學者指出：“學習進階是對學生在各學段學習同一主題概念時所遵循的連貫、典型的學習路徑的描述，一般呈現為圍繞核心概念展開的一系列由簡單到復雜、相互關聯的概念序列。”基于學習進階的小學科學課堂可以從對標準體系的進階梳理、探究活動的進階設計和實施三個過程系統推進，使學生的學習循序漸進，不斷突破。

一、進階梳理：科學標準體系的進階式解讀

設計與實施基于學習進階的探究活動的前提是先對內容標準進行梳理，明確同一學習內容在各階段不同維度的要求與目標，如科學概念、探究能力、科學態度和科學技術與環境等方面。

（一）進階式建構，使科學概念更為系統

基于學習進階的探究活動內容應以科學概念為載體。教師應對同一學習內容在不同階段的學習目標進行整體解讀，將進階的特點體現在整體設計、分步實施、進階建構上，從而讓科學概念更系統。

教科版二年級上冊《觀察月相》和三年級下冊《月相變化的規律》的具體內容在《課程標準》中表現為“13.3月球圍繞地球運動，月相每月有規律地變化”。通過對照《課程標準》（如表1），可以發現二年級的學習目標側重于描述現象，三年級的學習目標側重于發現規律。

二年級上冊《觀察月相》和三年級下冊《月相變化的規律》兩課屬于不同的階段，但具有緊密的聯系——觀察月相變化的現象是描述月相變化規律的基礎。通過對照《課程標準》，教師能夠準確把握不同階段的目標要求及所應建構的科學概念。實際教學中，教師可以先梳理概念的主干，再根據學生的學段要求分層增加學習內容，由此織成概念網，形成概念系統，從而幫助學生整體把握學習內容和要求。

（二）進階式培養，使探究層次不斷提高

教師在針對同一個學習內容設計探究活動時，應明確學生探究能力的發展水平，采用進階式的培養方法，使學生的探究能力持續發展。

二年級上冊《觀察月相》和三年級下冊《月相變化的規律》中，學生須分別經歷不同的學習過程。二年級學生須在一個月內持續地觀察、記錄，獲得月相變化的直接經驗;三年級學生則需要在觀察的基礎上辨析月相變化的規律。前一階段的重點是感官觀察，后一階段的重點是比較辨析。從能力培養上看，感官觀察是比較辨析的基礎，比較辨析是感官觀察的發展。需要注意的是，科學探究能力的培養需在教師的指導下進行，不同學段指導的程度不同，教師要合理把握指導的度，依據由扶到放的規律進行指導。

（三）進階式發展，促進科學觀念的一致性

科學觀念是學生對科學的態度以及對科學、技術與環境的認識。科學觀念的形成意味著學生有進一步探究的興趣，意識到科學技術的發展推動著社會進步。以進階式的方式發展學生的科學觀念，需要在不同的階段讓學生保持求知欲。

在二年級上冊《觀察月相》一課中，學生持續記錄自己所觀察到的月相，初步形成了長周期觀察的科學習慣。在三年級下冊《月相變化的規律》一課中，學生借助月相卡片判斷月相變化的規律，但對結論還是模棱兩可。對此，教師借助呈現月相變化的軟件，快速演示月相的變化過程，并小結：新技術的應用，能夠幫助我們更清楚地認識月相變化的規律。不論是月相卡片還是相關軟件，這些工具和技術都在不斷激發學生的學習興趣，使學生保持求知欲。

二、進階架構：科學探究活動的“進階式”設計

基于學習進階的探究活動注重積累前一階段的學習材料，使之成為下一階段學習的前概念。教師須從學生的前概念出發，在不同學段設計不同的探究活動。

（一）積累豐富的學材，用已有檔案調動學生經驗

教師應帶領學生積累關于同一學習內容的不同學習材料，并將前一階段的實驗場景、記錄等內容作為下一階段的探究材料。

如C老師在上二年級《觀察月相》前，將學生長周期觀察的月相記錄表拍成照片，做成“月相檔案”，在教學三年級《月相變化的規律》時，月相檔案成為學生辨析月相變化規律的主要材料，能夠調動學生的觀察經驗。可見，用學習進階理念設計課堂，能夠充分強化同一學習內容前后的關聯性。

（二）創設真實的情境，聚焦前后關聯的探究主題

三年級《月相變化的規律》一課中，教師在課前收集了學生在二年級觀察月相的場景照片，并以此作為下一步研究開展的情境背景。如教師以某學生在自家陽臺上觀察月相的場景為情境，讓學生回憶當時觀察月相的心情，并辨析當時的月相形狀。這種情境真實、連續，緊密地聯系了學生上一階段的探究活動，能夠更好地聚焦與《觀察月相》緊密關聯的研究主題：辨析月相變化的規律。

（三）架設多元的路徑，明確概念建構的發展順序

基于學習進階的探究活動可依據概念發展的多種順序，如“事實—概念—觀念”或“觀念—事實—概念”。因此，完善主要概念時，教師須根據內容和學生的實際情況，選擇合適的順序，用鞏固舊知、建構新知的方式完成概念建構。

C老師和G老師同課異構《月相變化的規律》，C老師設計引導學生先觀察月相，再根據觀察結果辨析月相變化的規律，最后拓展月相變化的成因，從而建構“月球圍繞地球運動，月相有規律地變化”的概念。G老師則根據學生觀察的月相，先安排介紹月相變化的原因和模擬月相變化的方法，讓學生根據模擬實驗觀察月相，再辨析月相變化的規律。

兩位老師的設計體現了概念建構的不同順序。他們圍繞“月球圍繞地球運動，月相有規律地變化”的具體概念，從復習觀察到的月相出發，分別按現象—規律—成因和現象—成因—規律的順序引導學生建構概念，呈現了不一樣的課堂效果。

三、進階建構：科學探究活動的“進階式”實施

在實施基于學習進階的探究活動時，教師應利用體驗性情境喚醒學生已有的前概念，并使用實驗器材、觀察結果等開展探究活動，引導學生建構新概念，再通過跨學段、跨學科融合的方式幫助學生鞏固科學概念。

（一）以體驗性情境喚醒前概念

基于學習進階的探究活動能夠充分調動學生的生活經驗、已有的科學探究經驗，用學生體驗過的情境喚醒與主題關聯的前概念。C老師在上二年級的《觀察月相》一課時，先讓學生齊讀一年級語文課上學過的古詩《古朗月行》，從“白玉盤”引出月相的概念，引導學生觀察月相。在上三年級《月相變化的規律》時，教師先出示二年級學生觀察月相時的場景和記錄單，聚焦主題：月相變化有什么規律？該做法旨在喚醒學生關于月相和月相變化規律的前概念，讓兩個相關聯的主題學習更緊密。

（二）以連續性材料建構新概念

基于學習進階的探究活動在不同學段開展時，都要注重材料的連貫性。教師在實驗器材的選擇使用上應盡量延續使用同一種材料或同一個器材;在教學同一內容時，應積累學生前一學段的觀察記錄、探究過程、情境和探究結果，將其作為下一學段的探究材料，并將學生前一學段建構的概念作為探究活動的依據。

G老師在上《月相變化的規律》時，將學生二年級觀察月相的記錄表照片呈現給學生：這是小朋友們在二年級時觀察月相時記錄的月相檔案。同時引導學生：請大家仔細觀察月相檔案，看看一個月的月相變化有什么規律？學生通過觀察月相檔案后，發現月相的圓缺變化規律。之后，教師讓學生繼續觀察一個月的月相，驗證規律。

用二年級觀察月相的月相記錄表作為這節課的探究材料，既保證實證性，又幫助學生充分運用已有材料歸納月相變化的規律，建構新的概念。連續性材料的應用使得同一主題在不同階段的探究活動更連貫、更系統。這就要求教師在整體把握教材體系的基礎上，及時收集學生的學習材料，使之成為下一階段的學習材料。

（三）以跨界融合鞏固新概念

基于學習進階的探究活動倡導跨界融合應用以鞏固科學概念。跨界指的是跨學段和跨學科，是指在不同學段或不同學科中應用與主題相關的情境，從而鞏固新建構的科學概念。

在教學《觀察月相》一課的最后，教師出示一年級語文古詩《古朗月行》、課文《小小的船》，請學生根據已有情境判斷“白玉盤”“彎彎的月兒”分別屬于哪種月相;在學習《月相變化的規律》后，教師通過逆向設計，請學生判斷“白玉盤”“小小的船”“鐮刀”等形狀的月相分別在什么時候出現。

通過與語文學科及不同階段親身經歷的融合，學生鞏固了在各個階段中建構的概念。可以說，運用學生熟知的學習內容，既是對科學學科概念的鞏固，也是對其他學科、其他學段的學習內容的鞏固和強化。

基于學習進階的小學科學探究活動從整體把握學習內容體系，強化學習內容的連貫性，探究活動的關聯性和學習材料的一致性，促進學生的深度學習，提升科學概念建構的整體性和系統性。基于學習進階的探究活動在小學科學教學中能得到廣泛應用，如在生命科學、物質科學和地球與宇宙領域都能得到較好的應用。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務教育小學科學課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2017.

[2]劉晟，劉恩山.學習進階：關注學生認知發展和生活經驗[J].教育學報，2012（2）.

[3]孫悅，趙麗娜.中學化學“物質化學反應與能量”模塊學習進階的研究[J].黑河教育，2020（11）.

[4]郭慶.基于學習進階理論的探究實驗教學研究[J].物理教學探討，2020（10）.

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