在《电能和能量》设计中落实四维目标

李宝仪 李雄侠

科学学科的核心素养是学生应具有的最根本的基础素养，也是小学科学课程的宗旨和总目标。它与小学科学课程总目标下的“科学知识”“科学探究”“科学态度”“科学、技术、社会与环境”四维教学目标是高度一致的。因此，科学教学四维目标的实现就是科学核心素养的养成。本文通过在活动中建构“科学知识”、在活动中实践“科学探究”、在活动中生成“ 科学态度”、在活动中延伸“科学、技术、社会与环境” 四个方面，探讨培养学生的科学核心素养。

《21世纪学生发展核心素养研究》一书指出：科学学科的核心素养是学生在接受科学教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生通过科学学习内化的带有科学学科特性的品质。主要包括科学观念与应用、科学思维与创新、科学探究与交流、科学态度与责任四方面。这四个素养与小学科学课程总目标下的“科学知识”“科学探究”“科学态度”“科学、技术、社会与环境”四维教学目标是高度一致的。在科学课堂中，一切教学活动都是围绕教学四维目标展开的，而科学教学四维目标的实现就是科学核心素养的养成。就如何更好地落实科学的四维目标从而实现核心素养的养成，本文以教科版六年级上册《电能和能量》一课为例进行探讨。

一、在活动中建构“科学知识”

科学知识，是指学生通过观察活动、探究活动、实践活动，感知、体验、理解到的关于物体和物质特性的总称。由此可见，小学科学知识大部分都是通过活动建构的。因此，教师面对每课目标不同、难度不同的科学知识时，要善于在活动中搭建有助于学生建构科学知识的支架，使学生在真实的情境中实现知识建构。

《电能和能量》一课科学知识的学习目標：一是知道能量有电、热、声、光等多种形式，能量还储存在食物、燃料中。二是认识电能可以转化成其他形式的能量，其他不同形式的能量间也能转化。在教学中，我以视频和探究实验活动为载体，引导学生通过观看视频认识能量有电、热、声、光不同形式，并发现能量还储存在食物、燃料中;利用电能转化实验现象，通过分析、综合、概括、推理和交流认识到电能可转化成其他形式的能量，让学生理解并主动建构能量之间相互转化的知识，同时使科学知识得以内化。

二、在活动中实践“科学探究”

科学探究是科学课堂的核心部分，也是科学学习和科学研究的重要方式，它更是建构科学知识理念、发展学生科学思维、形成科学态度的主要手段和途径。科学探究可以使学生体验到科学学习的乐趣，获得自信，形成正确的思维方式，学会解决简单的日常生活问题。

《电能和能量》一课的科学探究目标：一是利用实物、视频、调查活动、实验，让学生在看、玩、做、想等探究中认识不同形式的能量并发现能量间相互转化的规律。二是在探究活动中渗透科学研究的方法，培养学生的观察能力、动手实践能力及分析归纳能力。

本课有两个活动，第一个活动是建立电能和其他能量的概念，第二个活动重点认识电能和其他能量的转换。这两个活动密不可分。

六年级学生对于电是比较熟悉的，因此在教学中让学生观察教室的电风扇、电视机、电脑、实物投影仪等电器的工作状态，使学生直观地看到电可以进行发光、发声、发热或让各种机械运动和工作，进而建构电能的概念。能量是一个抽象的概念，看不见、摸不着但真实存在。在认识其他能量这一环节中，我播放各种能量在工作的动态视频让学生观看，如风能带动风车转动，具有风能;激光切割机能切割材料，具有光能;声音的高低可以控制灯的明暗，具有声能……进而建构各种能量的概念。真实动态的视频很容易激发学生的学习兴趣、打开学生的思路，并为其后续的探究做好热身。以上两个环节都是利用真实的情境，让学生通过看和想的探究，认识电能和其他能量。

为了更好地让学生认识和理解电能与其他能量的转换，我没有采用课本观察图片的方法，而是精心设计了两个探究活动：

探究活动1：电能和其他能量的转化。（如图1）

让学生利用所给电池、导线及带转子的风扇，让小风扇转动起来。实验前教师提出两个问题：为什么风扇能转动起来？风扇能转动起来，说明电能转化成了什么能量？

学生根据之前所学电的知识，很容易就能把电路连接上，而且通过实验知道是电让小风扇转动起来的，教师进而引导学生理解电能转化成了什么能量。学生认真观察实验、仔细分析现象并大胆交流，通过动手、动口、动脑亲自实践，从而得出实验结论：小风扇转动起来是电能转化成动能。

探究活动2：能量间的相互转换。（如图2）

让学生利用所给手摇发电机、导线及带转子的风扇，让小风扇转动起来并思考问题：电从哪里来？小风扇转动起来时，能量转换是怎样的？

能量间的相互转换在生活中是常见现象，然而对学生来说是陌生的。因为能量本身就是抽象的概念，而能量间的转换更是学生头脑里第一次出现的科学名词。因此，在上一个探究活动的基础上，让学生继续亲身实践能量间相互转换的实验。这个实验的效果是显而易见的。根据实验现象，大部分学生能清楚地表达用手转动发电机可以产生电能，电能又可以使转子转动来带动小风扇转动，能量由电能又转化成动能。学生通过亲身动手实践、综合分析、概括推理，得到能量间相互转换的实证。

以上两个探究活动密不可分，而且是深入递进的关系，学生在探究过程中做中学、学中思，培养了获取新知识的能力、分析问题和解决问题的能力，发展了科学思维能力，从而实现了科学知识、科学态度、科学思维等核心素养的养成。

三、在活动中生成“ 科学态度”

科学素养最核心、最重要体现的是科学态度。科学态度体现在：学生保持对自然现象的好奇心和探究热情，乐于观察、实验和思维;基于证据和推理，实事求是，不迷信权威，乐于倾听不同的意见;学生在科学学习中敢于大胆质疑，追求创新;主动与他人合作，积极参与交流和讨论，尊重他人的情感。

《电能和能量》一课的科学态度培养目标，一是在探究电能和能量过程中培养学生尊重事实、尊重他人及与人合作的科学态度和科学精神;二是让学生在自主探究的过程中体验到探究科学的乐趣。在本节课中，让学生通过观察活动和探究实验，在活动中不断感悟，从而实现科学态度维度的教学目标并实现核心素养的养成（见图3）。

科学态度是科学核心素养的主要内容，也是科学学习的重要目标。它并不是孤立的活动或特定的某一环节的单独实现，而是通过课堂的探究活动、交流讨论等具体的科学体验生成的。因此，教师在教学中要善于引导学生大胆质疑、实事求是、追求创新、合作分享，让科学态度自然而然生成，最终实现培养与发展学生科学态度核心素养的目标。

四、在活动中延伸“科学、技术、社会与环境”

在新课标中，科学、技术、社会与环境目标主要包含科学技术与日常生活的联系、科学技术与社会发展的联系、人类与自然的和谐相处三个方面。其主要体现在科学知识在日常生活中的应用，人类活动对自然环境、生活条件及社会变迁的影響;社会需求是推动科学技术发展的动力。科学源于生活，又服务于生活，是科学、技术、社会与环境目标的真实反映。

《电能和能量》一课科学、技术、社会与环境的教学目标，一是让学生了解各种能量在日常生活中的应用，二是让学生了解人类需求是科学技术发展的动力、技术的发展影响着社会发展。在本节课教学中，我并没有设计某一个特定的环节或活动来支撑这个目标，而是在各个教学活动中渗透并与现实生活相联系，同时不断延伸和拓展。如在认识电能概念的教学中，让学生观察教室的电风扇、电视机、电脑、实物投影仪等用电器的真实工作状态，使学生直观地看到电可以进行发光、发声、发热或让各种机械运动和工作，从而了解到生活中带电科技产品给我们生活带来便利，让生活环境不断得到改善，从而激起学生爱科学、用科学的兴趣。又如在通过播放动态视频认识其他能量的教学中，学生除了认识其他能量外，还能了解到不同能量满足人们的不同需要，人们的需求是影响科学技术发展的关键因素。在本节课最后，我利用一个动画小视频进行总结，视频里都是利用生活中的实例讲解能量的转化。学生通过观看视频，深刻地体会到能量转化在生活中的应用，认识到能量转化对人们生活与社会环境的影响，让学生真正理解科学从生活中来，又回归于生活。

教师在科学教学中，应当善于寻找和挖掘生活中与教学内容相关的有效链接，让科学技术变得近距离而又熟悉，让学生在熟悉的生活实例中感悟到科学技术的强大力量，并且形成对科学技术的追求和社会责任感。

科学核心素养是学生应具有的最根本的基础素养，也是小学科学课程的宗旨和总目标。小学科学学科核心素养的教学，除了上述基于教学目标而实现的四个方面，还可以通过其他方法和途径进行探索。因此，一线科学教师要不断地学习和提升自我，对不同课型核心素养的内涵采取具有针对性的教学策略，才能促进学生科学核心素养的提升。