核心素養(yǎng)視域下的小學科學教學設計
——對J省10篇獲獎教學設計的文本分析

張 宇，曹嘉敏，何 唱

（長春吉大附中力旺實驗小學，吉林長春130000）

一、問題提出

2016年《中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)》總體框架正式發(fā)布，指出學生發(fā)展核心素養(yǎng)的最終目的是培養(yǎng)學生適應終身發(fā)展和社會發(fā)展的必備品格和關鍵能力，核心素養(yǎng)的正式確立標志著我國教育改革進入新的階段。教育改革的最終實戰(zhàn)要落實在課堂教學實踐中，而出色的課堂教學離不開優(yōu)秀的教學設計。教學設計是為了實施有效教學所制定的教學方案，對各教學要素進行合理高效安排。但目前的小學科學教學過程中，教師仍存在著不足，例如教師看重知識理論的學習，對學生的理性思維邏輯培養(yǎng)不足；學生在動手探究后，并沒有進行深入思考，在反思、歸納等方面有所欠缺；學生的批判、質(zhì)疑精神沒有空間進行發(fā)揮；在培養(yǎng)學生樂學善學、獨立思考、結論表達、立論駁論等方面還有所不足。針對上述問題，如何在核心素養(yǎng)視域下改進小學科學教學設計，針對教學目標、教學情境、教學過程進行合理化建構，成為小學科學教師面臨的一大挑戰(zhàn)。

二、基于小學學科的核心素養(yǎng)培養(yǎng)

中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心，共分為文化基礎、自主發(fā)展和社會參與三方面，包括人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當、實踐創(chuàng)新六大要素［1］。其中文化基礎重點指出科學精神是指“學生在學習、理解、運用科學知識和技能等方面形成的價值標準、思維方式和行為表現(xiàn)，具體包括理性思維、批判質(zhì)疑和勇于探究等基本要點”，強調(diào)要培養(yǎng)學生科學探究、批判質(zhì)疑的能力。自主發(fā)展方面強調(diào)學生要學會學習、健康生活，對復雜環(huán)境能夠有效應對，選擇合理的學習方式，形成健全人格。社會參與方面，人作為社會的一分子，必然要參加社會實踐，教育者要提升學生的實踐意識，實踐創(chuàng)新在核心素養(yǎng)的培養(yǎng)過程中占據(jù)重要地位。

小學科學教育作為基礎教育的重要組成部分，在培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)中的科學精神、學會學習、實踐創(chuàng)新三方面具有重要作用。學生核心素養(yǎng)體系的形成依賴教育的力量，教師設計教學思路時，應在培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)目標指引下，在學生獨立思考、自主實踐、參與表達等方面有所側(cè)重。教師要在教學設計中搭建豐富的學習場景，激發(fā)學生學習科學知識的興趣［2］。科學課堂多采用現(xiàn)象推導和實驗驗證兩種方式引導學生了解科學現(xiàn)象和原理，培養(yǎng)學生崇尚真知、嚴謹求實的科學意識，鍛煉學生獨立思考、辯證分析的邏輯能力。同時，教師還要教學生學會學習，找到適合自己的學習方法，重點培養(yǎng)學生終身學習的能力和意識，培養(yǎng)學生勤于反思的良好習慣。要實現(xiàn)學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標，針對目前學生存在的自主實踐能力不足、創(chuàng)新意識有所欠缺、社會責任感不足等問題，課堂教學的精心設計顯得尤為重要。教師在小學科學課堂中為學生設計動手實踐的學習機會和體驗機會［3］，可以跨學科、跨領域培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，對教學內(nèi)容起到推動和加強的作用，重點培養(yǎng)學生科學精神、學會學習、實踐創(chuàng)新的核心素養(yǎng)。

三、核心素養(yǎng)視域下小學科學教學設計的具體分析

核心素養(yǎng)是學生適應未來發(fā)展所必備的品格和關鍵能力，培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)需要長期性、系統(tǒng)性的教育過程，是一個由量變到質(zhì)變的過程。正確理解學生核心素養(yǎng)的內(nèi)涵是改進小學科學教學設計的前提，將培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的長期目標落實到日常教學中最終要靠具體的課堂教學。優(yōu)秀的課堂離不開出色的教學設計，教學設計是根據(jù)教學目標和教學對象，選擇合適的教學策略，創(chuàng)設有利的教學情境，能夠讓教師對教學活動有整體的掌控，保證教學活動的順利開展。本文主要從核心素養(yǎng)中科學精神、學會學習、實踐創(chuàng)新三方面，從宏觀與微觀視角來對本次選取的優(yōu)秀教學設計進行分析［4］。

（一）科學精神方面

科學精神主要是指學生在學習、理解、運用科學知識和技能時所形成的價值標準、思維模式和行為表現(xiàn)。科學教育是科學精神養(yǎng)成的重要途徑，教師教學中需要在教學設計中融入科技背景，教學目標的設定要與時俱進。教學目標是教學設計的引導者和評價教學成果的依據(jù)，在教育目標體系中處于微觀層面地位，引領整節(jié)課的進度。在本次選取的教學設計中，教師在設計教學目標時，結合新課改課程大綱，在將教學目標細化、把握教學重點的同時，將促進學生科學精神的形成融入其中［5］。例如在《運動與摩擦力》教學設計中，教學目標中的科學探究目標確定為“學生會用墊圈數(shù)表示摩擦力的大小，并對比不同運動方式下的測量結果，研究摩擦力與物體不同運動方式之間的聯(lián)系，用實驗數(shù)據(jù)證明自己的推論”，教師給出了具體的學法指導，學生對于實驗方案有著清晰的認知，能夠自主進行實驗。在對不同運動方式進行實驗后，學生可以根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得出實驗結論，證明自己的推論是否正確。整個探究過程有效地鍛煉了學生的理性思維和勇于探究的能力，這樣的設計既落實了教學目標，又促進了學生核心素養(yǎng)的有效發(fā)展。在《我們來做“熱氣球”》教學設計中，教學目標中有“針對活動中遇到的困難或問題要勇于探究，能提出自己的解決方案，敢于質(zhì)疑并具有簡單的批判性思維”，教師設計了前測單，學生回顧了自己印象中的熱氣球，對于熱氣球升空的原理和特點進行了思考，提出質(zhì)疑，在后續(xù)的模擬“熱氣球”升降的活動中，分析熱氣球升空的原因，用證據(jù)來解釋之前的質(zhì)疑。同時，通過對熱氣球的學習，批判地看待“熱氣球”的利與弊，促進學生批判、質(zhì)疑科學精神的養(yǎng)成。從宏觀教學過程來看，為培養(yǎng)學生的科學精神，小學科學生本課堂以學生活動為主，一個完整的學習活動要包括：情景創(chuàng)設，提出問題；多樣化的學習材料；有梯度的學習任務；根據(jù)問題和材料開展探究；結局問題，結果呈現(xiàn)。低年段《觀察一瓶水》《這是誰的葉》教學設計的宏觀教學行為多安排學生進行探究活動，根據(jù)學生年齡特征，探究活動以觀察為主。教師首先以猜謎的方式引入觀察對象，學生針對樹葉、一袋水進行觀察，用看、聞、摸、聽等多種觀察方法，經(jīng)歷探究的全過程，體會探究與發(fā)現(xiàn)之間的關系，養(yǎng)成逐步深入的理性思維模式，符合學生的認知發(fā)展過程。

布魯納認為相比灌輸學科知識，教師更應該嘗試和學生去研究學科的概念和原理。在教學設計《小蘇打和白醋的變化》中，教師先讓學生觀察小蘇打和白醋混合的現(xiàn)象，讓學生從觀察到的現(xiàn)象中提出有價值、可研究的問題。對于同一現(xiàn)象，學生可能會產(chǎn)生不同的看法，有些可能有悖正確答案，或者學生產(chǎn)生了誤解，教師要引導學生設計實驗來為自己的猜想提供證據(jù)。學生在學習中通過質(zhì)疑、求證得到的知識往往印象更加深刻，在批判式的學習過程中，學生的邏輯思維能力能夠得到有效鍛煉。因此，對于科學問題的探究，教師應該接受學生從不同角度提出的想法，引導學生做出假設。這里要注意的是，假設不一定是正確的，重點是引導學生做出假設。在接下來的探究過程中，學生會通過自主探究，用理論依據(jù)和實驗現(xiàn)象來驗證或者推翻之前的假設。學生只有通過批判性的探究過程才能夠發(fā)現(xiàn)自身知識的不完善之處，對腦海中的科學概念進行進一步的修正，加深對科學的理解，促進科學核心素養(yǎng)的形成。

促進學生科學精神的養(yǎng)成離不開真實情景，在教學設計《污水和污水處理》中，教學目標關于科學概念的部分為“認識到水污染是人類活動造成的，水污染的危害給人類的其他生物造成了威脅”，讓學生認識到人類生產(chǎn)生活造成的不利影響，批判性地看待人與自然的關系。科學教育迫切需要學生關注重大的環(huán)境問題，例如水污染、全球氣候變化，理性看待科技發(fā)展帶來的正面和負面影響。同時，在認識到水污染的嚴重性之后，學生可以自己動手來設計污水凈化設備，利用生活中的常見材料來探究如何進行污水凈化，做到學以致用。在確定教學目標時，《污水和污水處理》教學設計通過適當?shù)慕虒W方法，將發(fā)展科學能力和態(tài)度嵌入其中，關注了學生理性思維與批判精神的培養(yǎng)，鍛煉了學生的動手探究能力，結合真實案例培養(yǎng)了學生的科學精神。

（二）學會學習方面

小學生對于感興趣的事物能夠產(chǎn)生直觀形象的聯(lián)想，但低年段學生對思維方法的掌握不足，思維比較發(fā)散，因此，在小學科學的學習中，教師要側(cè)重引導學生學習分析、比較、概括、歸納等思維方法，選擇適合的學習方法，培養(yǎng)學生學會學習，做到樂學善學。在教學設計中，教學情景的設置是激發(fā)學生樂學善學的一個關鍵點，這就要求教師在引課時要選擇適合兒童心理的素材，選擇多種教學資源，帶學生走進蘊含核心知識的科學情景。教學設計《在觀察中比較》針對一年級學生，創(chuàng)設侏羅紀公園情景，播放精彩視頻，激發(fā)學生樂學的興趣。借助恐龍模型，教師引導學生學會用科學方法來進行觀察與比較，是核心素養(yǎng)在低年段科學課程中的具體表現(xiàn)，向?qū)W生滲透了“比較”需要考慮公平、方便、準確等科學思想。學生在觀察模型、描述特征后，產(chǎn)生了“比較”的需要，在認知沖突中引發(fā)進一步的思考，為學生提供一個“怎樣比較更公平”的思考空間。安排的思考交流活動注重引導學生在信息中進行分析與比較，針對研究內(nèi)容引導學生進行初步主客觀相結合的質(zhì)疑、思考與論證，在引導學生自我反思的過程中，使學生進一步明晰“用排序的方式描述觀察結果”的科學方法，理解“比較是需要公平和準確的”，初步引入標準尺，培養(yǎng)學生借助工具解決問題的科學素養(yǎng)。教學設計《風的成因（一）》中，教師采用歸納式學習法，強調(diào)讓學生在假設與反思中不斷深入思考，培養(yǎng)學生樂于思考、勤于反思的核心素養(yǎng)。教學過程以師生問答的方式回顧了“空氣的流動形成風”這一概念，讓學生根據(jù)生活情境思考制造風的方法，引起學生的學習興趣。然后觀察蠟燭讓紙蛇旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，這里教師用對比實驗強調(diào)了燃燒的必要性，讓學生對觀察結果進行梳理，歸納可能的原因，培養(yǎng)學生自主學習的核心素養(yǎng)。接下來，學生在假設風的成因時，教師啟發(fā)學生用生活中的經(jīng)驗來證明自己的假設，這里的師生對話并不是知識的灌輸，而是學生進行不同層次的深入反思，這種反思的呈現(xiàn)不僅是針對知識學習，而且也是對探究思維的呈現(xiàn)，用這樣的思維模式去訓練學生“像科學家一樣思考”，能有效促進學生學會學習核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。

科學教育不斷革新的原因之一是迅猛發(fā)展的科學技術，科技的發(fā)展對于教育產(chǎn)生了極其重要的影響。教育更重要的是教會學生學習，掌握信息意識，在浩瀚的信息世界里尋找到自己需要的資源，并加以分析利用。為了培養(yǎng)學生適應終身發(fā)展和社會發(fā)展的必備能力，教師在科學教育中要教育學生學會學習，將科學中重要的概念以及進行科學活動的能力融入教學設計中，幫助學生做好應對問題的準備。教學設計《書的歷史》基于真實世界的內(nèi)容和問題，采用沉浸式的教學體驗，讓學生自己動手體驗書的制作歷史，學生通過體驗、收集、分析不同材料的特點，解釋做書材料的演變歷史及其變化的原因。這樣，學生以主人公的角色來進行學習，發(fā)展學生對科學活動的熱愛，在收集、處理信息的同時，也感受了科學技術對生產(chǎn)生活帶來的影響。科學應用于學生熟知的事物，往往會引起學生的興趣，同時又能使科學和其他領域的知識相組合，讓學生參與到世界的變化之中，并了解世界革新的原因，促進學生核心素養(yǎng)養(yǎng)成的同時，讓學生為工作和生活做好充分準備。

（三）實踐創(chuàng)新方面

教師在做課堂教學設計時，如何將培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的長期目標合理地嵌入到一個具體的教學內(nèi)容里是非常重要的。核心素養(yǎng)中提到的實踐創(chuàng)新主要指學生在日常活動、解決問題、適應挑戰(zhàn)等方面的實踐能力、創(chuàng)新意識和行為表現(xiàn)，科學教育在理解和處理環(huán)境等問題上有著獨特的作用。教學設計《污水和污水處理》中，教師用簡單的游戲“清潔的水變污水”與“污水變清潔的水”引入水污染的主題，學生結合生活實際提出常用于處理水污染的舉措，根據(jù)特定情境和具體條件，選用廚房常見物品來制定凈化水的方案，中間穿插了沉淀、過濾等科學概念的講解。讓學生在真實情境中選擇合理的方案，促進了學生問題解決素養(yǎng)的形成。在科學學習中，學生能知曉客觀世界中的變化原理，同時也認識到喜愛科學活動和運用科學技術對我們生活的作用。在《書的歷史》的教學設計中，教師使用泥板、竹片、樹枝、繩子等多種教具，結合視頻、圖片展示，激發(fā)學生的學習興趣，形象生動地帶學生走進書的歷史，了解做書材料變化與發(fā)展的歷史情景，體驗科學技術的進步促進了材料的發(fā)展。同時，學生在親身體驗用不同材料來制作一本書之后，對做書材料變化的原因進行反思，形成了更進一層的感知。這種教學設計讓學生在歷史情境、文本情景、實踐情景和反思情景的結合中，對材料選擇與優(yōu)化有了更加深刻的認識，在加深對知識的理解的同時，提升了技術運用意識，理解了科學技術與人類文明的有機聯(lián)系。《做一頂帽子》的教學設計中，教師充分利用低年段學生表現(xiàn)能力強的特點，讓學生學習設計并制作一定帽子，提高了學生的創(chuàng)新意識和審美能力。學生按照材料和功能設計帽子，初步建立了產(chǎn)品設計意識，制定方案來解決制作過程中出現(xiàn)的問題。這一過程培養(yǎng)了學生技術運用的核心素養(yǎng)，教師讓學生使用簡單工具來完成一次工程作品的制作，引導學生在制作中不斷反思，樹立勞動意識。教師設計的學習項目具有足夠的靈活性，給了學生自由發(fā)揮的空間。學生通過技術運用將自己的創(chuàng)意和方案轉(zhuǎn)化成作品，并且意識到工程作品就是在不斷改進和優(yōu)化中逐步達到完美的。

四、結語

與傳統(tǒng)的小學科學教學設計相比，本次選取的優(yōu)秀小學科學教學設計以培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)為指向，強調(diào)教師站在引導者的角度，在課堂上落實中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標。教學活動的安排多建立在真實情景之下，通過設計合理的學習任務，提倡學生通過親身體驗獲得感受，引導學生將新的經(jīng)驗與已有知識相聯(lián)系，讓學生基于觀察、主動思考來提出科學問題，大膽假設、敢于質(zhì)疑，并且在好奇心的驅(qū)使下分析原因，學會運用科學方法來解決問題。在實驗探究中，學生要學習科學、規(guī)范的研究方法，教師要注重培養(yǎng)學生的科學精神、自主學習等素養(yǎng)，帶學生從科學視角看待自然現(xiàn)象，通過體驗、探究幫助學生學習科學概念，鍛煉學生利用事實證據(jù)來陳述觀點，對得到的數(shù)據(jù)、既有現(xiàn)象進行合理分析、概括、總結，建立探究模型，形成科學理性的思維模式。教育的最終目的是培養(yǎng)全面發(fā)展的人，培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)離不開課堂，教學設計不但體現(xiàn)了培養(yǎng)學生科學精神、學會學習、實踐創(chuàng)新等核心素養(yǎng)的過程，而且是深化教師對課程改革和教育新理念理解的過程，體現(xiàn)了小學科學教學的專業(yè)性。