將概念進階融入《四季更替》課堂

〔摘" "要〕" 《義務教育科學課程標準（2022年版）》明確指出從科學觀念、科學思維、探究實踐和態度責任四個方面培養學生的科學核心素養，共設置了13個學科核心概念與4個跨學科概念，進一步將學科知識進行整合。可以說，科學概念的理解對于學生發展核心素養有著至關重要的作用。學生通過核心概念的學習，形成系統知識結構，有助于知識遷移，解決生活中的實際問題。而幫助學生建立核心概念體系則要在探究實踐活動中，遵循學生概念形成的規律，即不斷進階、呈螺旋式上升的過程，學生主動打破、完善已有知識結構，建構更加合理的科學知識結構。

〔關鍵詞〕" 小學科學；概念進階；實踐探究

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）13" " 0064-03

一、問題提出

2022年4月，教育部頒發《義務教育科學課程標準》（以下簡稱“新課標”），新課標延續了2017年版課程標準的精神，如在小學一、二年級開設科學課、關注學生主體地位、將科學探究作為科學學習的主要方式等，同時在2017版課標的基礎上做出了部分修改，如將教學目標由科學知識、科學探究、科學態度、科學技術社會與環境四大目標，修改完善為科學觀念、科學思維、探究實踐、態度責任目標，其中科學跨學科概念、科學思維是本次課標修改新增加的部分，也是培養學生科學核心素養的關鍵核心。在培養學生科學核心素養的過程中，要將科學概念進階融于探究實踐，使學生能夠初步了解科學是什么、科學是如何產生的，對科學的整體性、相對性、發展性、可驗證性等方面有基礎的、相對全面的認識，引導學生形成正確的科學本質觀。但通過集體教研、推門聽課，我們發現科學課堂的概念教學過程中存在以下問題。

一是科學概念存在灌輸式教學。教師只是單純地向學生講解知識，學生被動接受科學概念，缺少有效的探究實踐活動。這導致學生產生機械式記憶，難以真正理解科學核心概念內涵。以《四季更替》為例，教師簡單直接地告訴學生，地球是圍繞太陽旋轉的，而沒有進行建構模型、解讀模型，學生缺少在模型解讀中發現自然規律。

二是科學概念的建構存在孤立現象。教師沒有考慮學生以前的概念儲備，而學生在學習科學核心概念之前，對某些現象已經有了自己的觀點和想法，這種矛盾可能會導致學生對概念產生不全面或者錯誤理解。例如，有的學生會認為“下沉的物體在水底受到的浮力比在水上層更大”，如果教師不能有效糾正這些錯誤觀念，學生便可能無法形成對核心概念的正確認知。

三是存在科學概念的形成依托于形式化探究現象。學生做實驗的目的是對未知的事物進行探索，而不是簡單驗證已有的概念與結論。但目前課堂上，科學教師經常直接出示實驗目的、方案、操作步驟，學生按照已有的流程做實驗，沒有對目的、過程、現象進行質疑與反思，僅僅是機械操作與驗證。

除此之外，還存在對課本中核心概念解讀不足、簡化科學核心概念等現象，這都導致學生對概念產生片面理解甚至錯誤認識。

二、原因分析

我們對部分科學教師和科學課堂進行了分析，歸納出如下幾個原因。

一是教師缺乏創新和活力。我們的科學教師多是兼職，且在個人成長或受教育的過程中，幾乎沒有接受過系統完整的科學教育，部分教師可能由于職業倦怠或滿足于現狀，不愿意主動學習新理念，仍堅守傳統的教育觀，科學概念的形成以課堂講授為主，這也很難激發學生的科學學習熱情。

二是過于注重卷面成績，輕視學生動手能力。小學3～6年級普遍面臨學業質量測評，一部分教師認為在課堂上讓學生主動經歷探究實踐的完整過程純屬浪費時間，這就導致多數教師更傾向于采用能幫助學生快速記憶的教學方法，過分重視單個核心概念的掌握，忽視學生對概念的前掛后聯，影響科學探究能力和創新精神的培養。

三是教師對科學本質認識不夠深刻，對實驗教學重要性認知不足。在小學1～2年級課堂，教材中呈現的科學概念相對簡單，讓許多教師感覺教無可教，似乎無從下手，1～2年級的科學課堂概念教學極容易上成看圖說話課、閱讀課；在5～6年級的科學課堂，科學教師傾向于科學概念的機械式教學，更容易上成科學概念驗證課。

三、改進課堂教學中探究實踐路徑

科學概念對于學生發展核心素養有著至關重要的作用，而探究與實踐是學生建構科學概念、發展科學思維、提高學科核心素養的必要路徑。如何依托新教材將科學概念進階融入探究實踐開展教學新實踐，結合青島版科學五四制五年級下冊《四季更替》一課，我們認為應該關注以下六方面問題。

（一）基于已有知識體系，增強形象感知，展示學生前概念

建構主義學習理論認為，學生對知識的學習要基于已有知識體系，主動完成新概念建構。在小學科學的教學過程中，我們的學生并不是腦袋空空地走進課堂的，他們對所要學習的知識有一定的基礎性理解或有來自日常的生活經驗。教師應尊重學生這些已有的經驗，在此基礎上，引導學生建立新的概念體系。如《四季更替》一課。

師：老師分別準備了6張南天星空和北天星空的照片，仔細觀察拍照時間和各個星座，你發現了什么？

生：老師，我們小組觀察的是獵戶座，我們發現在不同日期的相同的時刻獵戶座在天空中的位置發生了變化，自東向西移動了。

生：老師，我們小組探究的是北斗七星，我們也發現北斗七星在不同日期同一時刻在天空中的位置會發生變化，它也是自東向西移動了。

學生基于四年級的學習經歷，再次觀察分析天空中某些星座一年之中的移動規律，發現經過大約365天，星座在天空中的位置會回到原來位置，因此推斷地球公轉一周是365天；通過觀察北極星的位置，發現一年中地球公轉過程中地軸始終指向北極星且傾斜角度始終不變；通過觀察某些星座一年中在天空由東向西移動的規律，再類比日常生活中坐車時車窗外樹木向后移動說明車輛向前移動的經驗，發現地球公轉方向是自西向東。以上案例是學生回顧以往學習中已經掌握的與本課關聯度較高的學科核心概念，我們設計教學活動，通過形象感知，喚醒學生已有認知，為新概念建構做好了準備。

（二）鼓勵大膽猜想，創設認知沖突，形成概念重構需求

學生建構新舊概念的聯系是從猜想開始的。猜想要基于學生的前知識結構，從而將對事物發展規律與結果以可視化的形式進行多樣化的展示。猜想是允許學生出現錯誤的。當猜想與新概念間出現矛盾沖突時，教師要善于抓住時機，通過質疑、探究等方式來激發學生的學習興趣，以實現更理想的教學效果。如《四季更替》一課，學生基于已有認知，知道地球在圍繞太陽做公轉運動，認為在公轉過程中，當地球離太陽近時是夏季，離太陽遠時是冬季。教師此時出示地球與太陽距離與四季的關系圖及數據，學生發現冬季時地球離太陽最近，夏季時地球離太陽最遠，打破學生已有的認知結構，學生產生了重建認知結構的迫切需求（如下表）。

地球與太陽距離與四季的關系數據

[地球與太陽的距離 地球處于不同公轉位置的時間點 平均距離 1.49億千米 地球與太陽的近距離 1.47億千米 每年一月初 地球與太陽的遠距離 1.52億千米 每年七月初 ]

可以說，從學生已有的前概念入手，借助認知沖突，通過一定的認知邏輯實現對新概念的建構，這既是培養學生科學思維的過程，也是學生積淀科學素養的有效路徑。

（三）借助條件問題，激發深度思維，開啟概念進階之旅

思維型課堂是新課標改革重點強調的，也是培養學生科學素養的關鍵途徑。教師要關注學生的學習深度，遵循學生的認知特點和學科的本質，在精準把握學生學情和教材內容的基礎上，根據教學目標合理設計教學問題。如《四季更替》一課。

師：要知道直射和斜射誰產生的溫度高，我們需要什么材料？

生：溫度計，相同的光源，兩張平整的紙面，計時器。

師：這些材料我們怎樣用？（引導學生開始設計對比實驗）

創造性地使用教材，借助這些條件思維式問題展示方式，有別于教師指導講授的教學和選擇性問題的問答方式，學生要積極思考如何驗證光的哪種照射方式升溫快。這些活動在培養學生探究實踐和觀察能力的同時，調動學生發散性思維，訓練學生創新解決問題的方式。

（四）落實探究實踐，基于推理論證，完成科學概念進階

科學概念的構建是一種創造性的思維活動，探究實踐是學生建構科學概念、發展科學思維的主要渠道。在《四季更替》一課的教學中，教師用燈光的直射斜射模擬太陽的直射斜射，借助溫度傳感器，發現直射斜射時溫度的差異，得出太陽對地球照射角度的變化是造成四季變化的主要原因。接下來通過模擬地球運動，發現地軸始終指向北北極星的時候，地球是傾斜的，這種傾斜會造成太陽直射與斜射的差異，從而解釋了四季溫度變化的關鍵原因，完成新的核心概念建構。概念是思維的物質外殼，基于推理論證的核心概念學習，能促進學生知識系統結構化，形成完整的核心概念體系。

（五）借助模型建構，形成核心概念，指向跨學科概念

科學核心概念的建構一定要指向跨學科概念，這是新課標的要求，也是學生形成系統知識結構的必要前提。在《四季更替》一課的學習中，學生首先在地球看宇宙，通過星空變化這一自然現象，初步發現地球公轉的事實及規律，并能根據事實進行地球和太陽的簡單建模與模型解讀，形成對跨學科概念“系統與模型”的正確理解；然后在宇宙中看地球，建立借助太陽地球模型，發現地球公轉過程中太陽對地球直射角度的變化，完成“地空”角度轉換，知道宏觀的世界同樣是物質組成的，太陽是物質世界的主要能量來源，形成對“物質與能量”這一跨學科概念的認識。在物質世界同時形成對“系統與模型”的正確認識。

（六）延伸概念的動態性與實證性，滲透科學本質教育

科學的本質包含科學的實證性、相對性，科學知識不屬于絕對真理。在小學科學中體現科學本質的教學，其關鍵是引導學生像科學家一樣去思考：“這個結論為什么是正確的？”“我們是怎樣通過實驗進行驗證的？”“我們的證據和結論是一致的嗎？如果不一致怎么辦？”《四季更替》一課通過建立解讀太陽地球模型，形成了“地軸是傾斜的，且傾斜方向不變，地球在公轉過程中的不同位置受太陽照射不同”的科學結論。而這個結論，作為證據也直接支持了“日心說”，引導學生了解人類在探索宇宙奧秘的過程中經歷了漫長的過程，付出了艱辛的努力，在此過程中我們不停地通過證據來修正我們的觀點。

《義務教育科學課程標準（2022年版）》的頒布為科學教師如何培養學生的科學思維指明了方向，也為在科學探究實踐中滲透跨學科概念提供了可借鑒的路徑。新課標強調新的課程理念，新理念需要我們精準解讀課本，創新教學實踐，只有這樣，才能培養出具備廣泛知識背景和綜合能力的未來人才，推動教育事業不斷向前發展，應對未來的各種挑戰。

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