基于素養導向的小學科學高段教學策略探索

潘偉鋒　應灣灣

摘要：基于對科學素養的理解，教師應站在兒童立場上，結合六年級上冊具體課例，探析增厚度、拓寬度、提程度、升溫度為主的小學科學教學策略。具體可從找準認知起點、明確學習增量，憑借愛玩天性、發展探究能力，保護好奇欲望、形成科學思維，基于情感需求、培養責任態度入手，提升學生的科學素養。

關鍵詞：兒童立場；科學素養；教學策略

《義務教育科學課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）指出：“充分發揮科學課程育人功能，為全體學生提供公平的學習與發展機會，滿足學生終身發展和適應社會發展的需要。”所以，小學科學課應站在兒童立場上，既要從符合兒童的年齡特征和認知發展需要出發，又要回歸于對兒童科學素養的提高。兒童的天性是好玩好動、富有好奇心等，而科學是講證據的、講邏輯的、經得起批評質疑的。通過小學科學課程的學習，學生能形成包括科學觀念、科學探究、科學思維、責任態度為主的科學素養，為終身學習、全面發展奠定基礎。這就必須要讓兒童的自然天性與嚴謹的科學課有機統一，教師要上出真正屬于兒童的科學課。以教科版小學科學教材六年級上冊為例，可從增厚度、拓寬度、提程度、升溫度為主的四個方面探析適合素養教育下實施的兒童科學課教學策略。

一、增厚度——找準認知起點，明確學習增量

新課標指出：“突出學生的主體地位，基于學生的認知水平，聯系學生的已有知識和經驗。”這就要求教師從兒童的認知起點入手，有機設立教學目標，把握好兒童的學習基礎與明確清晰的學習成果要求之間的關系。只有充分了解兒童認知水平與學習成果要求之間的差距，明確要達成怎樣的學習成果、為什么要取得這樣的學習成果，才能幫助我們更好地尋找課堂增量，增加教學的“厚度”，提高學生的科學素養。

（一）增量一：借助工具，轉化錯誤“前概念”

實際教學中，很多學生存在著一些錯誤的“前概念”。例如，在“不簡單的杠桿”一課中，當提及杠桿的作用效果時，學生通常會直接認為杠桿是省力的。一部分原因來自對使用工具“省力”結論的慣性思維，另一部分原因是學生對杠桿類工具較為陌生，缺少直觀認識。借助木板、鉤碼、蘋果、作為支點的三角形木塊、帶有格子且標明起點和終點的寬紙帶等材料，提出驅動性任務：用鉤碼翹起蘋果，且使用杠桿把蘋果搬離一段距離。鉤碼是沒有涉及稱重的，將活動從定量降低為定性。但完全定性研究對六年級學生來說并沒有挑戰性，于是在A和B之間加上格子，架起了定性和定量之間的橋梁，為學生進一步深入研究鋪墊了基礎。這個任務富有探究性，情境中的支點是可以移動的，學生在體驗活動中既會發現用固定的鉤碼可以省力地撬起蘋果，又會發現只改變支點的位置也可能費力且無法撬動，以及改變支點還會改變蘋果移動的距離。經歷這樣的探究歷程，學生轉化了錯誤的“前概念”，更加全面、客觀地理解杠桿的作用效果（見圖1）。

（二）增量二：調查入手，完善片面“前概念”

學生的“前概念”具有片面性的。片面“前概念”往往是學生對事物一知半解，并未完全弄清楚。在這個過程中，教師不妨給學生創設體驗的機會，讓學生經歷親身調查，再對片面“前概念”不斷補充、完善，將教學重點放在對學生的能力產出上，使課堂呈現應有的深度。

例如，在教學“調查家中使用的能量”一課前，教師布置調查任務：調查家里常用電器的使用情況，包括排名前十的常用電器名稱，它們的功率及每天使用時間。在布置調查任務時，發現部分學生認為耗電量只與用電時長有關（見圖2）。當教師提出“功率”一詞時，多數學生都很陌生，也有少部分學生只是說到功率指的是用電量多少，這并不準確。教師適當作出解釋——功率指的是工作時單位時間內耗電量的大小。學生帶著對功率的理解開展調查活動。通過調查活動，首先是讓學生發現不同的電器在相同時間內的耗電量是不同的，形成良好的用電習慣。其次，調查功率、估計時間是為了計算發現電器的用電量大小。計算和推測是比較重要的思維活動。最后，通過對不同電器的耗電分析，可以發現不同的能量轉化過程需要不等量的電能輸入，將抽象的電能消耗轉化為具象的電費。這個調查活動的開展有助于學生了解能量的消耗，對于當前我們國家國情來說，特別是電能資源的消耗很有意義。通過完善對功率的認識，繼續指向能源資源的教育，其中學生親身經歷的調查過程相當重要，對學生素養發展起到積極推動作用。

（三）增量三：以史為鑒，發展正確“前概念”

當學生已具備與科學知識相近甚至是完全正確的“前概念”時，教師可以從科學史的角度切入，把學生代入到前人的情境中，再來以前人的角度進行猜測。

例如，教學“晝夜交替現象”一課時，六年級學生對晝夜交替現象的解釋基本上都是知道的。那么，教材中為什么還要讓學生提出這么多的假說呢？教師要先清楚，教材上的這個猜測是基于科學史情境的，也就是站在古人的角度去思考晝夜交替問題。如果學生已經知道了晝夜交替的成因，也可以通過科學史的方式去展現這個假說。教師需要從學習科學知識轉移到對晝夜交替現象的探究經歷上去， 推動學生的認知向前發展。

二、拓寬度——憑借愛玩天性，發展探究能力

在小學階段，教師可基于學生愛玩的天性，創設學生喜聞樂見的情境，拓寬任務內容、形式等，發揮學生的主觀能動性，讓他們最大限度地參與到探究活動中，讓他們的探究能力得到有效提升。

（一）任務導向，拓寬活動內容

“斜面”一課是對斜面的研究和介紹，教材提到了斜面下滑的應用，豐富了學生對于斜面的認識，使學生的視野更加開闊，更好地體現了綜合性。“斜面”一課教學設計上，教師可從學生熟悉的“梁弄種植水稻田”引入，創設農田干涸的情境，引導學生設計水渠“引水下田”，解決灌水的問題。等到秋季豐收后，解決“運米上車”的問題，將這兩大任務用一種情境串聯起來，讓學生充分投入到真實問題的解決中，進一步強化學生的問題解決能力，提高設計能力，提升科學素養。

（二）任務對比，拓寬活動形式

“改變運輸的車輪”一課中設置了實地測試——“用平板”“用手推車”拉物品的對比實驗。從活動的體驗性上看，每個人都要參與體驗是不現實的，但好在學生都有自己的生活經驗，通過直接參與或者觀看等形式能加深對使用車輪的好處的了解。

又如，“推動社會發展的印刷術”一課，教師可組織學生對“手抄寫”和“活字印刷”兩種方式進行比較。事實上，本課還可以拓寬任務的形式，達到如何落實技術進步、如何體現推動社會發展的教學目標。比如，從抄寫到拓印，從拓印到雕版印刷，從雕版印刷到活字印刷，從活字印刷到激光照排，可用電腦技術作為一條任務對比的主線。

教師還可以增加學生非常感興趣的“雕版印刷”的體驗活動。在這個過程中，可以讓學生進行刻字模，使其意識到需要刻反字等。通過再次體驗，學生會發現，整版雕刻出來的字排列效果更好，進而思考“古人為什么會改進成活字印刷”。通過拓寬活動的形式，融入“雕版印刷”的任務，引領學生思考。學生能說出這個問題的答案，說明從某種程度上思維得到了提升。在這樣的對比活動中，學生會感受到技術進步帶來的便利。小學科學課程通過多樣的活動形式，重實踐，重體驗，滿足學生愛玩天性的同時，進一步發展了他們的科學探究能力。

三、提程度——保護好奇欲望，形成科學思維

思維活動是科學教學的核心活動。教師應圍繞科學素養的培育，引起學生的認知沖突，激發學生主動思考，使其形成正確的科學思維。

（一）直接沖突，產生思維火花

對于“推動社會發展的印刷術”一課，學生非常感興趣，參與熱情高漲。活動中，教師組織學生對“手抄寫”和“活字印刷”兩種方式進行比較。起初，學生認為活字印刷術是我國四大發明之一，是經過歷史檢驗得“好”。但通過一番操作下來，學生卻產生了較大的反差，同樣是一首詩，活字印刷的每個環節都很麻煩。比如，檢字需要對每一個字進行識別，按反向排列規整；刷墨不能過多也不能過少，否則印制效果差；拓印的力度也非常重要。學生開始陷入思考：為什么古人會選擇這么困難的操作方式呢？

經過正面思考、回應，學生發現活字印刷的出現解決的不是一首詩的印刷，而是大批量生產問題。正是因為印刷術，使很多古籍、詩詞能夠傳播，對文化交流和傳承起到很重要的作用。正是對以往的認知上產生直接沖突，讓學生對活字印刷術的認識跳出了固定模式，去思考它背后更為深層的蘊意，讓學生的思維得到進一步提升。

（二）理性分析，發散科學思維

科學探究開始于問題的提出，為了解決問題，則必須在探究過程中尋找證據，搜索支持理性思維的材料，發散科學思維。

在“電和磁”一課教學中，學生已經發現“通電指導線會使指南針磁針偏轉”這一新奇的現象，嘗試運用已有的知識去解釋，這是學生日常的科學思維習慣。那么，能讓小磁針發生偏轉的物質，要么產生了磁，要么是鐵一類的物質。有沒有可能通過電流的銅導線在有電流的時候變成了鐵一類的物質呢？通過思考，學生提出通電之后材料的變化。教師可以準備好不同的鋁絲、銀絲等導電金屬線，用它們再去接通電流，學生會發現它們能使小磁針發生偏轉。通過獲得更多的觀察和實驗材料，說明那就是通電導線產生了磁性，排除了銅變成鐵一類物質的可能。

還有細心的學生發現，生活中的一些電池能讓小磁針發生偏轉。學生通過課后資料的進一步檢索發現，電池里面含有鐵的物質會對指南針的小磁針偏轉造成影響。

借助理性的分析，教師可進一步發散學生的思維，讓一些有興趣的學生繼續進行研究，培養他們的興趣、質疑精神和邏輯思維能力。

四、升溫度——基于情感需求，培養責任態度

態度責任作為小學科學學科的核心素養之一，體現了小學科學課堂教學中所追求的學科價值與精神。

（一）嚴謹求學，樹立科學態度

學生只有養成嚴謹的科學態度，才能在科學的學習中去粗取精，去偽存真，由此及彼，由表及里，得到正確的、發展的認識。

小電動機是學生特別喜歡的器材，也是特別好的學習材料。“神奇的小電動機”一課中，教師帶領學生對小電動機進行拆裝研究。首先，教師可以組織學生像解剖油菜花那樣，有序解剖，有序擺放，不少不漏，培養工匠精神。其次，教師幫助學生分析這些零件的作用，讓學生明白小電動機里面的每一個零件都不是多余的，體會到技術的力量。其中，通過兩個電刷與三片換向器的交替接觸，改變電流方向讓轉子的磁極不斷改變，提供持久的驅動力。解剖分析小電動機的構造和原理，學生帶著目的觀察會更有針對性。在學習的過程中，學生抱著嚴謹的態度去操作、去理解，更有實效。

（二）積極參與，激發責任使命

課堂上，教師要充分挖掘教學素材所蘊含的豐富思想教育，找準教材和社會責任感教育的結合點。“微生物與健康”的教學設計要緊扣學生的生活，健康關乎每一個人的自身，更是普及科學素養的一個重要方式。教學中，通過讓學生前期自主收集盡可能多的感興趣的素材，讓學生在小組內先進行分享，并完成小組科學小報的制作，最后將成果在班內進行展覽分享。通過來自學生的素材，教師了解學生看待微生物與健康的視角，引導學生從中將科學技術與自己的生活聯系起來，樹立科技服務生活的意識，激發自身的公民責任感。

站在兒童的立場進行小學科學教學，既符合兒童的認知規律，又突出了學生的主體地位，使學生經歷真實、主動、有深度的科學學習之旅，真正提升學生的科學素養，為他們繼續學習、成為合格公民和終身發展奠定扎實的基礎。

參考文獻：

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（責任編輯：楊強）