在《電能和能量》設計中落實四維目標

李寶儀 李雄俠

科學學科的核心素養是學生應具有的最根本的基礎素養，也是小學科學課程的宗旨和總目標。它與小學科學課程總目標下的“科學知識”“科學探究”“科學態度”“科學、技術、社會與環境”四維教學目標是高度一致的。因此，科學教學四維目標的實現就是科學核心素養的養成。本文通過在活動中建構“科學知識”、在活動中實踐“科學探究”、在活動中生成“ 科學態度”、在活動中延伸“科學、技術、社會與環境” 四個方面，探討培養學生的科學核心素養。

《21世紀學生發展核心素養研究》一書指出：科學學科的核心素養是學生在接受科學教育過程中逐步形成的適應個人終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力，是學生通過科學學習內化的帶有科學學科特性的品質。主要包括科學觀念與應用、科學思維與創新、科學探究與交流、科學態度與責任四方面。這四個素養與小學科學課程總目標下的“科學知識”“科學探究”“科學態度”“科學、技術、社會與環境”四維教學目標是高度一致的。在科學課堂中，一切教學活動都是圍繞教學四維目標展開的，而科學教學四維目標的實現就是科學核心素養的養成。就如何更好地落實科學的四維目標從而實現核心素養的養成，本文以教科版六年級上冊《電能和能量》一課為例進行探討。

一、在活動中建構“科學知識”

科學知識，是指學生通過觀察活動、探究活動、實踐活動，感知、體驗、理解到的關于物體和物質特性的總稱。由此可見，小學科學知識大部分都是通過活動建構的。因此，教師面對每課目標不同、難度不同的科學知識時，要善于在活動中搭建有助于學生建構科學知識的支架，使學生在真實的情境中實現知識建構。

《電能和能量》一課科學知識的學習目標：一是知道能量有電、熱、聲、光等多種形式，能量還儲存在食物、燃料中。二是認識電能可以轉化成其他形式的能量，其他不同形式的能量間也能轉化。在教學中，我以視頻和探究實驗活動為載體，引導學生通過觀看視頻認識能量有電、熱、聲、光不同形式，并發現能量還儲存在食物、燃料中;利用電能轉化實驗現象，通過分析、綜合、概括、推理和交流認識到電能可轉化成其他形式的能量，讓學生理解并主動建構能量之間相互轉化的知識，同時使科學知識得以內化。

二、在活動中實踐“科學探究”

科學探究是科學課堂的核心部分，也是科學學習和科學研究的重要方式，它更是建構科學知識理念、發展學生科學思維、形成科學態度的主要手段和途徑。科學探究可以使學生體驗到科學學習的樂趣，獲得自信，形成正確的思維方式，學會解決簡單的日常生活問題。

《電能和能量》一課的科學探究目標：一是利用實物、視頻、調查活動、實驗，讓學生在看、玩、做、想等探究中認識不同形式的能量并發現能量間相互轉化的規律。二是在探究活動中滲透科學研究的方法，培養學生的觀察能力、動手實踐能力及分析歸納能力。

本課有兩個活動，第一個活動是建立電能和其他能量的概念，第二個活動重點認識電能和其他能量的轉換。這兩個活動密不可分。

六年級學生對于電是比較熟悉的，因此在教學中讓學生觀察教室的電風扇、電視機、電腦、實物投影儀等電器的工作狀態，使學生直觀地看到電可以進行發光、發聲、發熱或讓各種機械運動和工作，進而建構電能的概念。能量是一個抽象的概念，看不見、摸不著但真實存在。在認識其他能量這一環節中，我播放各種能量在工作的動態視頻讓學生觀看，如風能帶動風車轉動，具有風能;激光切割機能切割材料，具有光能;聲音的高低可以控制燈的明暗，具有聲能……進而建構各種能量的概念。真實動態的視頻很容易激發學生的學習興趣、打開學生的思路，并為其后續的探究做好熱身。以上兩個環節都是利用真實的情境，讓學生通過看和想的探究，認識電能和其他能量。

為了更好地讓學生認識和理解電能與其他能量的轉換，我沒有采用課本觀察圖片的方法，而是精心設計了兩個探究活動：

探究活動1：電能和其他能量的轉化。（如圖1）

讓學生利用所給電池、導線及帶轉子的風扇，讓小風扇轉動起來。實驗前教師提出兩個問題：為什么風扇能轉動起來？風扇能轉動起來，說明電能轉化成了什么能量？

學生根據之前所學電的知識，很容易就能把電路連接上，而且通過實驗知道是電讓小風扇轉動起來的，教師進而引導學生理解電能轉化成了什么能量。學生認真觀察實驗、仔細分析現象并大膽交流，通過動手、動口、動腦親自實踐，從而得出實驗結論：小風扇轉動起來是電能轉化成動能。

探究活動2：能量間的相互轉換。（如圖2）

讓學生利用所給手搖發電機、導線及帶轉子的風扇，讓小風扇轉動起來并思考問題：電從哪里來？小風扇轉動起來時，能量轉換是怎樣的？

能量間的相互轉換在生活中是常見現象，然而對學生來說是陌生的。因為能量本身就是抽象的概念，而能量間的轉換更是學生頭腦里第一次出現的科學名詞。因此，在上一個探究活動的基礎上，讓學生繼續親身實踐能量間相互轉換的實驗。這個實驗的效果是顯而易見的。根據實驗現象，大部分學生能清楚地表達用手轉動發電機可以產生電能，電能又可以使轉子轉動來帶動小風扇轉動，能量由電能又轉化成動能。學生通過親身動手實踐、綜合分析、概括推理，得到能量間相互轉換的實證。

以上兩個探究活動密不可分，而且是深入遞進的關系，學生在探究過程中做中學、學中思，培養了獲取新知識的能力、分析問題和解決問題的能力，發展了科學思維能力，從而實現了科學知識、科學態度、科學思維等核心素養的養成。

三、在活動中生成“ 科學態度”

科學素養最核心、最重要體現的是科學態度。科學態度體現在：學生保持對自然現象的好奇心和探究熱情，樂于觀察、實驗和思維;基于證據和推理，實事求是，不迷信權威，樂于傾聽不同的意見;學生在科學學習中敢于大膽質疑，追求創新;主動與他人合作，積極參與交流和討論，尊重他人的情感。

《電能和能量》一課的科學態度培養目標，一是在探究電能和能量過程中培養學生尊重事實、尊重他人及與人合作的科學態度和科學精神;二是讓學生在自主探究的過程中體驗到探究科學的樂趣。在本節課中，讓學生通過觀察活動和探究實驗，在活動中不斷感悟，從而實現科學態度維度的教學目標并實現核心素養的養成（見圖3）。

科學態度是科學核心素養的主要內容，也是科學學習的重要目標。它并不是孤立的活動或特定的某一環節的單獨實現，而是通過課堂的探究活動、交流討論等具體的科學體驗生成的。因此，教師在教學中要善于引導學生大膽質疑、實事求是、追求創新、合作分享，讓科學態度自然而然生成，最終實現培養與發展學生科學態度核心素養的目標。

四、在活動中延伸“科學、技術、社會與環境”

在新課標中，科學、技術、社會與環境目標主要包含科學技術與日常生活的聯系、科學技術與社會發展的聯系、人類與自然的和諧相處三個方面。其主要體現在科學知識在日常生活中的應用，人類活動對自然環境、生活條件及社會變遷的影響;社會需求是推動科學技術發展的動力。科學源于生活，又服務于生活，是科學、技術、社會與環境目標的真實反映。

《電能和能量》一課科學、技術、社會與環境的教學目標，一是讓學生了解各種能量在日常生活中的應用，二是讓學生了解人類需求是科學技術發展的動力、技術的發展影響著社會發展。在本節課教學中，我并沒有設計某一個特定的環節或活動來支撐這個目標，而是在各個教學活動中滲透并與現實生活相聯系，同時不斷延伸和拓展。如在認識電能概念的教學中，讓學生觀察教室的電風扇、電視機、電腦、實物投影儀等用電器的真實工作狀態，使學生直觀地看到電可以進行發光、發聲、發熱或讓各種機械運動和工作，從而了解到生活中帶電科技產品給我們生活帶來便利，讓生活環境不斷得到改善，從而激起學生愛科學、用科學的興趣。又如在通過播放動態視頻認識其他能量的教學中，學生除了認識其他能量外，還能了解到不同能量滿足人們的不同需要，人們的需求是影響科學技術發展的關鍵因素。在本節課最后，我利用一個動畫小視頻進行總結，視頻里都是利用生活中的實例講解能量的轉化。學生通過觀看視頻，深刻地體會到能量轉化在生活中的應用，認識到能量轉化對人們生活與社會環境的影響，讓學生真正理解科學從生活中來，又回歸于生活。

教師在科學教學中，應當善于尋找和挖掘生活中與教學內容相關的有效鏈接，讓科學技術變得近距離而又熟悉，讓學生在熟悉的生活實例中感悟到科學技術的強大力量，并且形成對科學技術的追求和社會責任感。

科學核心素養是學生應具有的最根本的基礎素養，也是小學科學課程的宗旨和總目標。小學科學學科核心素養的教學，除了上述基于教學目標而實現的四個方面，還可以通過其他方法和途徑進行探索。因此，一線科學教師要不斷地學習和提升自我，對不同課型核心素養的內涵采取具有針對性的教學策略，才能促進學生科學核心素養的提升。