科學核心素養(yǎng)導向下的學習活動設計策略

◇沈躍群（浙江：湖州市南潯區(qū)南潯錦繡實驗學校）

2017版《義務教育小學科學課程標準》增加了“科學、技術、社會與環(huán)境目標”，與之相適應，新教材加強了“技術與工程”領域的學習內(nèi)容，課程標準和教材內(nèi)容的改變與發(fā)展呼喚課堂教學變革。在實際教學中，教師們產(chǎn)生了一些困惑。本文以“減法思維”和“雙路徑”設計兩個策略，對該領域?qū)W習內(nèi)容的活動設計提出參考意見。

一、新教材使用過程中的困惑

（一）目標降低了，學到什么程度把握不準

在2021全國教科版教材培訓活動中，教材編者向參訓教師做了詳細的教材解讀，其中一個重要思想就是根據(jù)2017版新課程標準新教材降低了某些內(nèi)容的目標。“杠桿”就是其中之一，學生在中學還會深入學習杠桿知識，“小學不搶中學的飯”。那么小學科學要學到什么程度？大家有些迷茫。

（二）內(nèi)容簡單了，要補充的知識卻更多了

如“杠桿”的學習，教科版舊教材分兩個課時：《杠桿的科學》和《杠桿類工具的研究》。新教材《不簡單的杠桿》只有一個課時，且只有一個大活動：用小石塊把大石塊從A點撬動到B點。讓學生在體驗中理解杠桿的作用，指向人類用工具和技術解決生活中的實際問題。但有教師反映，這樣的活動學生的知識建構模糊，要補充的知識更多了。

（三）活動生活化了，實施難度卻增加了

仔細閱讀新教材會發(fā)現(xiàn)，探索活動更加生活化，如六上“工具與技術”單元，用塑料槽做斜面滑道模擬水渠引水、用平板和手推車拉物品體驗輪子作用等。這些學習內(nèi)容不像舊教材那樣，用專業(yè)的實驗儀器進行探索，它基于真實情境，研究真實問題。但在實際操作中，教師發(fā)現(xiàn)，實施難度增加了，如用平板和手推車拉物品，要到操場去體驗，時間、場地、器材準備、教學效率等都是新挑戰(zhàn)。

基于以上教學困惑，如何設計學習活動，落實科學核心素養(yǎng)？

二、素養(yǎng)導向下的學習活動設計策略

（一）減法思維

朱永新教授在《“雙減”后我的最新思考，中國教育最該減的是這些》中指出，減法不做，教育難行，要讓教育有活力，必須得做減法。反思我們的教育，似乎一直在做加法，課程內(nèi)容在增加，課程目標在增加。換個角度，用減法思維去思考科學學習活動設計，目標能否降低？內(nèi)容能否減少？怎樣的活動更適合學生發(fā)展？

1.目標設置——減“知識”

基礎教育課程改革20年，已從“知識本位”走向“素養(yǎng)本位”，但教師觀念還需加強。筆者聽一位教師執(zhí)教《不簡單的杠桿》一課，學習內(nèi)容包括：撬動大石塊，認識杠桿的三個點；用小石塊撬動大石塊，改變支點位置、高度，記錄不同情況下大石塊滾動格數(shù)，研究杠桿作用；交流中給出杠桿三種類型、三個作用；例舉生活中的杠桿，并分出類型。一節(jié)課知識目標太多，教師舍不得丟掉“知識”。教材有一段閱讀資料：“……杠桿好比人類功能強大的機械手臂，有的像撬棍那樣增大了力的作用效果，有的像打撈網(wǎng)那樣擴展了力的作用范圍，有的像鋤頭那樣改變了力的作用方向……”教師在板書中呈現(xiàn)杠桿的三個作用：增大力的作用效果；擴展力的作用范圍；改變力的作用方向。反思：這些知識對學生的未來發(fā)展有什么用？就算被記住了，也可能會成為“惰性知識”，永遠不被大腦提取。因此，學習目標設置應減少知識教學，注重發(fā)展學生的科學思維和探究能力。設計學習活動時，最重要的是確認活動是有意義的并與多維目標相關聯(lián)。

2.內(nèi)容選擇——精“活動”

圍繞目標選擇活動。教材目標較多時，需精選目標與內(nèi)容。如杠桿一課，《教師教學手冊》科學概念目標二“改變支點的位置、支點的高度會影響杠桿的作用效果”，大概念是杠桿作用，那就舍棄“支點高度”，集中研究支點位置變化帶來的影響。當教材活動不易實現(xiàn)目標時，要尋找合適的活動來替換。如《緊密聯(lián)系的工具與機械》一課，主體活動是取核桃仁，教學中，我們發(fā)現(xiàn)核桃這種材料不理想，就改成取夏威夷果仁，用手怎么都打不開，砸在地上也不行，使用多種工具都不理想，但用專用工具撬片卻能輕易打開。學生通過不用工具、使用一般工具、使用專用工具三層體驗，自主建構“工具給生活帶來便利，技術和工具都是不斷改變、不斷進步的”概念。活動是目標的載體，只要能實現(xiàn)目標，選擇什么活動可以跳出教材。

3.學習方式——少“教”多“體驗”

從“教”走向“學”，已成共識，減少“教”，讓學習者自主發(fā)展。中共中央辦公廳、國務院辦公廳《關于深化教育體制機制改革的意見》提出，應培養(yǎng)學生四個關鍵能力：認知能力、合作能力、創(chuàng)新能力、職業(yè)能力。怎樣培養(yǎng)認知能力,讓學生學會“學習”？教師得樹立放手觀念，設計學生能獨立探究的活動。章鼎兒老師在經(jīng)典課例《蠟燭會熄滅嗎》中，為學生提供了蠟燭、玻璃杯、6枚象棋子、吸管、橡皮球，給學生20分鐘時間，讓他們自主探究：玻璃杯下墊上3枚象棋子，蠟燭會熄滅嗎？燃燒多長時間，再墊上呢？墊一側(cè)，杯子傾斜呢？堅持的時間有變化嗎？用吸管吸走里面產(chǎn)生的氣體呢？往里吹氣呢？活動非常開放，學生可探索的空間很大，在整個過程中，學生自己提出問題、實驗檢測、記錄現(xiàn)象、做出解釋、提出新問題，不斷深入探索，最終形成自己對現(xiàn)象的解釋。

加強體驗,由體驗到認知，科學素養(yǎng)的形成離不開學生的躬行實踐。新教材的探索活動更生活化，更具實踐性，也更強調(diào)學生在體驗中發(fā)展認知。設計體驗性活動，讓學生通過感官體驗，豐富經(jīng)驗，提升認知。比如杠桿作用的認識，用小石塊撬動大石塊，不如用手撬動重物體驗更真切。實驗室放上8～10個整理箱,讓學生分組體驗撬棍作用，或讓學生4人一組帶上撬棍去校園撬動真正的大石塊，研究怎樣撬動更輕松，去體驗知識發(fā)現(xiàn)的過程。未來學校要打破校園圍墻，我們先跨出教室，將課堂設置在更廣闊的時空中，走向校園，走向生活，讓學生更多地從體驗中發(fā)展認知。

（二）“雙路徑”設計

2013年，美國《新一代科學教育標準》提出，要在科學課堂教學的各個層次把工程設計提高到與科學探究同等的水平，并強調(diào)工程設計與技術應用中的核心概念。這使科學與工程學融入了科學教育。我國2017版課標增加了“技術與工程領域”內(nèi)容，正在修訂的2021《義務教育科學課程標準》把探究實踐目標分為學習能力、科學探究、技術與工程實踐。可知，科學學習活動設計有兩條路徑：科學探究和技術與工程實踐。加拿大1～8年級科學課每一冊教材的前言中都有《科學與技術之間的關系以及它們與教育目標的聯(lián)系》圖（見圖1）。

圖1 科學與技術之間的關系以及它們與教育目標的聯(lián)系

是像科學家那樣觀察自然、研究各種現(xiàn)象產(chǎn)生和變化的原因，最后對自然現(xiàn)象做出解釋，還是像工程師那樣運用科學和技術，采用解決問題策略，最后對遇到的問題提出解決辦法呢？科學學習活動設計有探究、實踐兩條路徑，采用哪條路徑，需根據(jù)目標和學習內(nèi)容來定。一些學習內(nèi)容可以考慮不同路徑設計，如《我們來做“熱氣球”》，若走“科學探究”路徑，就要學生觀察記錄“熱氣球”上升、下落現(xiàn)象，解釋原因；若走“技術與工程實踐”路徑，就要不斷優(yōu)化，做一個升空更高或留空時間更久的“熱氣球”。

下面以教科版六上《緊密聯(lián)系的工具與技術》為例，具體例舉兩種設計思路。

表1 不同路徑設計《緊密聯(lián)系的工具與技術》學習活動

選擇哪個設計思路，可以根據(jù)學情，選擇目標實現(xiàn)度高、更能促進兒童發(fā)展的設計。若科學概念目標易實現(xiàn)，學生對設計感興趣，可選擇“技術與工程實踐”思路；若需要建構的是個重要概念，對后續(xù)學習有很大影響，則建議走“科學探究”之路，如《我們來做“熱氣球”》，先建構對自然現(xiàn)象的理解“空氣受熱會上升”，再用知識去解決問題。

三、結語

科學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要在一個一個的學習活動中去落實。設計高質(zhì)量的學習活動，弱化知識目標，強化探究實踐，弱化教師的教授，強化學生自主探究。根據(jù)目標和內(nèi)容，用“科學探究”“技術與工程實踐”兩種思路去設計學習活動，促進學生科學素養(yǎng)的最大化發(fā)展。■