核心素養下小學科學課堂中“科學教育加法”實踐

核心素養既是新課標對學科育人價值的概括，也是新課標對教師育人工作的導向。新課標推動了課堂教學的改革，將教師對課程的教學指向了“教懂”與“教好”并進的實踐方向，也將教師對學生的培育指向了知識建構與思維建構共性的實踐方向。在新課標中，小學科學學科的核心素養就被概括為科學觀念、科學思維、探究實踐和態度責任這四個維度的內容。而站在課程發展和學生發展的雙重視角下看，指向核心素養培養的小學科學教學就應做好實踐層面的優化與革新。本文主要圍繞核心素養下小學科學課堂中的“科學教育加法”實踐展開，在簡單介紹過“科學教育加法”的定義、研究背景、實踐背景和實踐意義后，再具體探究了小學科學課堂中“科學教育加法”的實踐要點和實踐策略。

一、“科學教育加法”概述

（一）“科學教育加法”的定義

“科學教育加法”，是指“雙減”背景下對科學教育質量和內容的加法，注重素養層面的個性成長和全面發展，以激發和培養學生對科學的興趣為前提，以鍛煉學生的科學探究能力和提升學生的科學素養為目標，使學生在科學探究層面的思維與能力獲得同步發展。

對“科學教育加法”的理解可以先從對“科學教育”的理解開始，“科學教育”是指科學與教育的融合，旨在通過科教聯合的科學探究活動增加學生的科學常識和提升學生的科學探究能力，而“科學教育加法”就是在“科學融合教育”基礎上，再針對科教聯合的拓展與創新。新時代的教育需要以素養立意，立足學生的個性成長和全面發展，在滿足學生“有學上”和“有東西學”的基本需要的前提和基礎上，通過對教學設計、教學實踐、教學資源和教學水平的提升來滿足學生“上好學”的需要。

（二）“科學教育加法”的研究背景與實踐背景

1.“科學教育加法”的研究背景

受到國家發展方向和教育起步時間的影響，國內中小學的科學教育與國外一直都存在不小的差異。現代教育在國外起步更早，兩次工業革命對世界形勢的變革足以說明科學研究的重要性，所以西方的很多國家都十分重視課堂外以社會實踐形式展開的科學教育，但對“科學教育加法”，國外的研究還存在著視野局限、缺少針對性等現實問題。國內的科學教育一直都是以課程教學的形式開展起來的，過去更注重對科學知識的教學，近年來也開始引導學生在實踐探究中理解和解釋科學知識。相比國外的實踐教學模式，這種理論教學模式為科學教育的“加法”預留了更大空間，但目前的研究還處于起步的探索階段，不夠深入。

2.“科學教育加法”的實踐背景

義務教育的全面普及和素質教育的基本落實推動了教育新生態的構建，在新的教育生態下，構建全面培養德智體美勞的教育體系成為一種必然和必要，學校和教師都需要落實對學生的全方位培育，以便于向社會輸送高水平的優秀人才。基于此，新課標中明確提出了要從育人的角度出發重構教學，在教學課程知識的過程中幫助學生建構學科核心素養。而中小學階段正是學生拓寬視野、建構思維、發展能力和塑造人格、三觀的重要階段，對“科學教育加法”的實踐既能助推科學教育的優化與更新，又能滿足課程發展與學生成長的要求。

（三）實踐“科學教育加法”的意義

在信息科技迅速發展的過程中，“智能化”的世界格局已然形成，沒有硝煙的科技戰爭也早已經打響，抓住時代機遇發展科技是中國再度崛起的契機。而發展的前提是要更注重高水平科技創新人才的培養；實施“科學教育加法”就是構建高水平科技創新人才培養體系的關鍵；做好“科學教育加法”不僅能整體提升學生的科學素養，還能整體提升我國科學教育的質量，更能為我國科技軟實力的穩步提升奠定堅實基礎和提供關鍵助力。

二、小學科學課堂中“科學教育加法”的實踐要點

數學中對“加法”的定義是將兩個或兩個以上的數、量疊加起來變成一個新的數和量，所以對科學教育的加法也要有一個具體的“數”或“量”做基準。即要做好“加法”，就要先明確在什么地方做“加法”，科學教育中的“加法”需要具體落實到教學設計、教學實踐、教學資源和教學水平的四個維度。

（一）落實對教學設計的“加法”優化

教學設計主要包括設計教學內容、設置教學目標和確定教學方式的三個環節，通常在課前進行，其合理性和可行性將直接影響實踐對學生的教學效果。在教學設計上，過去的科學教育普遍存在著內容、目標和方式都過度偏向知識，不注重學生思維與能力發展的問題，容易讓教學的過程變成灌輸知識的過程。所以，小學科學課堂中的“科學教育加法”就要落實到對教學設計的優化上，做好“知識＋能力＋思維”的加法。

（二）落實對教學實踐的“加法”革新

科學教育的開展方式通常有兩種，最常見的就是在課堂上教授科學知識的方式，以教材為載體，以教師對教材中涉及科學知識的解析為主要教學方式，學生主要通過聽講和思考科學問題的方式來掌握科學知識，還有一種則是在實踐中觀察科學現象和進行實驗操作的方式，以實驗為載體，注重學生在實踐中的體驗，能助推學生思維和能力的發展。因而，小學科學課堂中的“科學教育加法”也要落實到實踐革新上，做好“理論＋實驗”的加法。

（三）落實對教學資源的“加法”整合

實踐性是科學學科本身就有的屬性，實踐也是科學研究最主要和最重要的研究方式，對個人和整體的發展都有著重要的意義。而與課堂上的理論教學相比，課堂內或課堂外開展的實踐教學都對資源提出了更高要求，資源的投入越多，學生能了解到的科學知識就越多，有機會參與進去的科學實踐也越多，而了解和參與得越多，學生科學素養的提升也就必然越多，所以小學科學課堂中的“科學教育加法”還要具體落實到對教學資源的“加法”整合上。

（四）落實對教學水平的“加法”升級

教育是一項雙主體共同提供支持的活動，教師是活動中主要的輸出者，也是活動本身的組織者和實踐者，相比另一主體“學生”有著知識、認知和能力層面的多重優勢，所以教師的水平會對教學的質量和效果產生至關重要且不可避免的影響，水平更高的教師能為學生提供更有價值的指導，也能助推學生完成更高效的成長。從這一角度出發，小學科學課堂中的“科學教育加法”就還要做好對教學水平的“加法”升級，即落實對教師的專業培養。

三、核心素養下小學科學課堂中“科學教育加法”實踐策略

傳統理念和模式下的科學教育更關注科學知識的教授，但科學學科的核心素養的四種表現更多指向的是對科學現象的探究和科學實踐的開展，無論是觀念、思維、實踐還是態度責任中的哪一個維度，都需求教師開展更貼近學生的真實能力水平和更利于推進學生主動探究的教學活動。所以，在核心素養下的小學科學課堂中，教師在對科學教育做“加法”時，就要先落實對教學現狀的分析、核心素養的解構、學生學情的解讀和學校資源的整理，以更好地帶入問題、需求、主題和現實來完成對教育的“加法”運算。

（一）落實對教學現狀的分析，帶入問題做“加法”

“加法”本質上是對已有數、量的正向疊加，所以要做好“加法”，就要先明確兩個“加數”都是什么，再對應到小學科學課堂上，教師就要先落實對教學現狀的分析，明確當前教學的優勢都是什么，不足都有哪些，然后再帶入問題去做“加法”，通過有針對性地創新與調整來推進教育質量、效果和有效性的實質性提升。

對小學的科學教育而言，我國在現階段還存在著教師科學專業素養不高、學校科學設施建設不完善、教學過程重知識和結論而輕能力和過程等問題。在課堂上開展的科學教育雖然能在一定程度上促進學生科學素養的發展，但不足以支持高層次科學創新人才的培養。因此，在對科學教育做“加法”時，教師應關注對教學設計和實踐的調整，以教科版小學科學四年級上冊有關“聲音”的科學教學為例，除教學理論知識外，教師還可以開展更注重過程思考和探究的實踐教學活動，以“奇妙的聲音”為主題，引導學生在生活中搜集不同的聲音，同時引導學生結合發聲的事物來探究不同聲音的產生和傳播。

（二）落實對核心素養的解構，帶入需求做“加法”

核心素養既是學科育人價值的集中體現，又是新課標下教師設計教學活動時最主要和最重要的參考。圍繞核心素養展開的教學設計更貼近新課標的要求和需要，更能為學生核心素養的建構和發展提供實質性的助力。基于此，小學科學教師在核心素養下實踐“科學教育加法”時，就需要先落實對核心素養的解構，再帶入核心素養的培養需求來做“加法”。

以教科版小學科學四年級上冊“運動和力”單元的教學為例，對學生科學核心素養的培養需關注四個方面的內容，即科學觀念的形成、科學思維的建構、科學實踐的開展和態度責任的熏陶。具體到課堂教學的實踐中，教師就需要落實對真實情境的創設和表現性任務的設置，參考教材，可以為學生創設探究情境“小明在綠道慢跑時被一堆石頭擋住了去路，為清理石頭，他先是用腳踢了一下石頭，小的石頭骨碌碌地滾了很遠，大的石頭要么只滾了幾圈，要么紋絲不動，于是他又選擇用手把石頭搬到路邊，但有幾塊大的石頭很重，他搬不動，這時候旁邊有位老伯拉著輛板車路過，兩個人一起把石頭抬到板車上，推著車把石頭運到了更遠一些的空地上。”在完成情境創設后，教師就可以引導學生帶入情境來探究運動與力之間的關系，而以情境為載體的科學探究就能助推學生科學核心素養的綜合性提升。

（三）落實對學生學情的解讀，帶入主體做“加法”

學生是學習的主體，學生的參與是有效教學的基本保障，引導學生主動且深度地參與課堂教學活動是教師建構學生核心素養需要滿足的基本要求，即教師對“科學教育”的激發還要契合學生的認知水平與發展需要。因此，小學科學教師在核心素養下實踐“科學教育加法”時，也需要先落實對學生學情的解讀，再帶入學生的主體需要來做“加法”。

以教科版小學科學四年級下冊“植物的生長變化”單元的教學為例，四年級學生正處于對世界有了一定了解，正渴望了解更多的階段，所以他們會對一切未知但又神秘的事物充滿好奇。在能力方面，四年級學生也已經具有一定的動手能力，且能依照書本或教師的知識來有效開展各類科學實踐活動，如從播種開始觀察一株植物一生的生長變化。所以，在培養學生科學核心素養、提升學生科學探究能力的目標與追求下，教師就要迎合學生的天性，將學生對科學的好奇心和探究欲利用起來，開展由學生主導的實驗探究活動，在實踐中加深學生對所學知識的理解。具體到實踐中，教師就可以向每個學生或每個學生小組分發一些鳳仙花的種子，也可以向每個學生或每個學生小組分發一份“鳳仙花養護指南”，要求學生以個體或小組為單位，完成對鳳仙花的種植和鳳仙花種植過程的觀察、記錄。

（四）落實對學校資源的整理，帶入現實做“加法”

對科學教育而言，學校能提供的資源大致可以分為兩類，一種標準下是物質資源和非物質資源，另一種標準下是硬件資源與軟件資源。物質資源包含可供科學探究與實驗的一切設施、設備、材料和資料，非物質資源主要指的就是教師資源，而硬件資源主要指的是看得見摸得著的硬件設施，軟件資源主要指的是技術和程序資源。帶入不同資源的“加法”能為課堂上的科學教育指引不同的方向，也能為學生核心素養的發展提供不一樣的助力。

以教科版小學科學四年級下冊“電路”單元的教學為例，教師在引導學生探究電路連接時就需要依據學校已有資源和補充資源的類型來設定具體方式。如果學校只能提供一些最基本的電路組裝材料，那么教師就可以通過“播放電子課件＋拆解制作簡易電路”的方式來開展教學；如果學校建設有專門的科學實驗教室，那么教師就可以在保證安全的情況下，通過讓學生自己拆解、設計、安裝電路的方式來開展教學；如果學校擁有科技含量更高的虛擬實驗設施，那么教師就可以開展虛擬現實技術支持的模擬實驗，在更安全也更“真實”的場景下引導學生對電路的深層探究。不管學校提供的是什么樣的教育資源，只要合理利用，就能做好科學教育的“加法”。

四、結語

“科學教育加法”是科學教育高質量發展的起點，更是構建教育強國的落腳點，被列入了“2023年度中國基礎教育十大關鍵詞”。從學生成長的角度出發，科學與教育的融合創新一是能助推學生的全面發展和終身發展，二是能提升學生知識運用能力和問題解決能力，而從課程發展的角度出發，科學與教育的融合創新則能起到推動教育新生態構建和推進課程資源共享的作用，所以做好“科學教育加法”成了新時代的教師需要完成的一項工作和任務。具體到核心素養下的小學科學課堂上，教師就需要做好對教學設計、教學實踐、教學資源和教學水平的“加法”，為學生科學素養和科學探究能力的發展提供更多支持與更大助力。

注：本文系2023年度福建省教育系統哲學社會科學研究項目立項課題“核心素養視域下小學‘科學+’課程體系的建構與實施研究”（課題編號：JSZJ23124）研究成果。