基于素养导向的小学科学高段教学策略探索

潘伟锋 应湾湾

（浙江省余姚市梨洲小学，浙江省余姚市新城市小学）

《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）指出：“充分发挥科学课程育人功能，为全体学生提供公平的学习与发展机会，满足学生终身发展和适应社会发展的需要。”所以，小学科学课应站在儿童立场上，既要从符合儿童的年龄特征和认知发展需要出发，又要回归于对儿童科学素养的提高。儿童的天性是好玩好动、富有好奇心等，而科学是讲证据的、讲逻辑的、经得起批评质疑的。通过小学科学课程的学习，学生能形成包括科学观念、科学探究、科学思维、责任态度为主的科学素养，为终身学习、全面发展奠定基础。这就必须要让儿童的自然天性与严谨的科学课有机统一，教师要上出真正属于儿童的科学课。以教科版小学科学教材六年级上册为例，可从增厚度、拓宽度、提程度、升温度为主的四个方面探析适合素养教育下实施的儿童科学课教学策略。

一、增厚度——找准认知起点，明确学习增量

新课标指出：“突出学生的主体地位，基于学生的认知水平，联系学生的已有知识和经验。”这就要求教师从儿童的认知起点入手，有机设立教学目标，把握好儿童的学习基础与明确清晰的学习成果要求之间的关系。只有充分了解儿童认知水平与学习成果要求之间的差距，明确要达成怎样的学习成果、为什么要取得这样的学习成果，才能帮助我们更好地寻找课堂增量，增加教学的“厚度”，提高学生的科学素养。

（一）增量一：借助工具，转化错误“前概念”

实际教学中，很多学生存在着一些错误的“前概念”。例如，在“不简单的杠杆”一课中，当提及杠杆的作用效果时，学生通常会直接认为杠杆是省力的。一部分原因来自对使用工具“省力”结论的惯性思维，另一部分原因是学生对杠杆类工具较为陌生，缺少直观认识。借助木板、钩码、苹果、作为支点的三角形木块、带有格子且标明起点和终点的宽纸带等材料，提出驱动性任务：用钩码翘起苹果，且使用杠杆把苹果搬离一段距离。钩码是没有涉及称重的，将活动从定量降低为定性。但完全定性研究对六年级学生来说并没有挑战性，于是在A和B之间加上格子，架起了定性和定量之间的桥梁，为学生进一步深入研究铺垫了基础。这个任务富有探究性，情境中的支点是可以移动的，学生在体验活动中既会发现用固定的钩码可以省力地撬起苹果，又会发现只改变支点的位置也可能费力且无法撬动，以及改变支点还会改变苹果移动的距离。经历这样的探究历程，学生转化了错误的“前概念”，更加全面、客观地理解杠杆的作用效果（见图1）。

图1 “不简单的杠杆”活动记录

（二）增量二：调查入手，完善片面“前概念”

学生的“前概念”具有片面性的。片面“前概念”往往是学生对事物一知半解，并未完全弄清楚。在这个过程中，教师不妨给学生创设体验的机会，让学生经历亲身调查，再对片面“前概念”不断补充、完善，将教学重点放在对学生的能力产出上，使课堂呈现应有的深度。

例如，在教学“调查家中使用的能量”一课前，教师布置调查任务：调查家里常用电器的使用情况，包括排名前十的常用电器名称，它们的功率及每天使用时间。在布置调查任务时，发现部分学生认为耗电量只与用电时长有关（见图2）。当教师提出“功率”一词时，多数学生都很陌生，也有少部分学生只是说到功率指的是用电量多少，这并不准确。教师适当作出解释——功率指的是工作时单位时间内耗电量的大小。学生带着对功率的理解开展调查活动。通过调查活动，首先是让学生发现不同的电器在相同时间内的耗电量是不同的，形成良好的用电习惯。其次，调查功率、估计时间是为了计算发现电器的用电量大小。计算和推测是比较重要的思维活动。最后，通过对不同电器的耗电分析，可以发现不同的能量转化过程需要不等量的电能输入，将抽象的电能消耗转化为具象的电费。这个调查活动的开展有助于学生了解能量的消耗，对于当前我们国家国情来说，特别是电能资源的消耗很有意义。通过完善对功率的认识，继续指向能源资源的教育，其中学生亲身经历的调查过程相当重要，对学生素养发展起到积极推动作用。

图2 家用电器调查表

（三）增量三：以史为鉴，发展正确“前概念”

当学生已具备与科学知识相近甚至是完全正确的“前概念”时，教师可以从科学史的角度切入，把学生代入到前人的情境中，再来以前人的角度进行猜测。

例如，教学“昼夜交替现象”一课时，六年级学生对昼夜交替现象的解释基本上都是知道的。那么，教材中为什么还要让学生提出这么多的假说呢？教师要先清楚，教材上的这个猜测是基于科学史情境的，也就是站在古人的角度去思考昼夜交替问题。如果学生已经知道了昼夜交替的成因，也可以通过科学史的方式去展现这个假说。教师需要从学习科学知识转移到对昼夜交替现象的探究经历上去，推动学生的认知向前发展。

二、拓宽度——凭借爱玩天性，发展探究能力

在小学阶段，教师可基于学生爱玩的天性，创设学生喜闻乐见的情境，拓宽任务内容、形式等，发挥学生的主观能动性，让他们最大限度地参与到探究活动中，让他们的探究能力得到有效提升。

（一）任务导向，拓宽活动内容

“斜面”一课是对斜面的研究和介绍，教材提到了斜面下滑的应用，丰富了学生对于斜面的认识，使学生的视野更加开阔，更好地体现了综合性。“斜面”一课教学设计上，教师可从学生熟悉的“梁弄种植水稻田”引入，创设农田干涸的情境，引导学生设计水渠“引水下田”，解决灌水的问题。等到秋季丰收后，解决“运米上车”的问题，将这两大任务用一种情境串联起来，让学生充分投入到真实问题的解决中，进一步强化学生的问题解决能力，提高设计能力，提升科学素养。

（二）任务对比，拓宽活动形式

“改变运输的车轮”一课中设置了实地测试——“用平板”“用手推车”拉物品的对比实验。从活动的体验性上看，每个人都要参与体验是不现实的，但好在学生都有自己的生活经验，通过直接参与或者观看等形式能加深对使用车轮的好处的了解。

又如，“推动社会发展的印刷术”一课，教师可组织学生对“手抄写”和“活字印刷”两种方式进行比较。事实上，本课还可以拓宽任务的形式，达到如何落实技术进步、如何体现推动社会发展的教学目标。比如，从抄写到拓印，从拓印到雕版印刷，从雕版印刷到活字印刷，从活字印刷到激光照排，可用电脑技术作为一条任务对比的主线。

教师还可以增加学生非常感兴趣的“雕版印刷”的体验活动。在这个过程中，可以让学生进行刻字模，使其意识到需要刻反字等。通过再次体验，学生会发现，整版雕刻出来的字排列效果更好，进而思考“古人为什么会改进成活字印刷”。通过拓宽活动的形式，融入“雕版印刷”的任务，引领学生思考。学生能说出这个问题的答案，说明从某种程度上思维得到了提升。在这样的对比活动中，学生会感受到技术进步带来的便利。小学科学课程通过多样的活动形式，重实践，重体验，满足学生爱玩天性的同时，进一步发展了他们的科学探究能力。

三、提程度——保护好奇欲望，形成科学思维

思维活动是科学教学的核心活动。教师应围绕科学素养的培育，引起学生的认知冲突，激发学生主动思考，使其形成正确的科学思维。

（一）直接冲突，产生思维火花

对于“推动社会发展的印刷术”一课，学生非常感兴趣，参与热情高涨。活动中，教师组织学生对“手抄写”和“活字印刷”两种方式进行比较。起初，学生认为活字印刷术是我国四大发明之一，是经过历史检验得“好”。但通过一番操作下来，学生却产生了较大的反差，同样是一首诗，活字印刷的每个环节都很麻烦。比如，检字需要对每一个字进行识别，按反向排列规整；刷墨不能过多也不能过少，否则印制效果差；拓印的力度也非常重要。学生开始陷入思考：为什么古人会选择这么困难的操作方式呢？

经过正面思考、回应，学生发现活字印刷的出现解决的不是一首诗的印刷，而是大批量生产问题。正是因为印刷术，使很多古籍、诗词能够传播，对文化交流和传承起到很重要的作用。正是对以往的认知上产生直接冲突，让学生对活字印刷术的认识跳出了固定模式，去思考它背后更为深层的蕴意，让学生的思维得到进一步提升。

（二）理性分析，发散科学思维

科学探究开始于问题的提出，为了解决问题，则必须在探究过程中寻找证据，搜索支持理性思维的材料，发散科学思维。

在“电和磁”一课教学中，学生已经发现“通电指导线会使指南针磁针偏转”这一新奇的现象，尝试运用已有的知识去解释，这是学生日常的科学思维习惯。那么，能让小磁针发生偏转的物质，要么产生了磁，要么是铁一类的物质。有没有可能通过电流的铜导线在有电流的时候变成了铁一类的物质呢？通过思考，学生提出通电之后材料的变化。教师可以准备好不同的铝丝、银丝等导电金属线，用它们再去接通电流，学生会发现它们能使小磁针发生偏转。通过获得更多的观察和实验材料，说明那就是通电导线产生了磁性，排除了铜变成铁一类物质的可能。

还有细心的学生发现，生活中的一些电池能让小磁针发生偏转。学生通过课后资料的进一步检索发现，电池里面含有铁的物质会对指南针的小磁针偏转造成影响。

借助理性的分析，教师可进一步发散学生的思维，让一些有兴趣的学生继续进行研究，培养他们的兴趣、质疑精神和逻辑思维能力。

四、升温度——基于情感需求，培养责任态度

态度责任作为小学科学学科的核心素养之一，体现了小学科学课堂教学中所追求的学科价值与精神。

（一）严谨求学，树立科学态度

学生只有养成严谨的科学态度，才能在科学的学习中去粗取精，去伪存真，由此及彼，由表及里，得到正确的、发展的认识。

小电动机是学生特别喜欢的器材，也是特别好的学习材料。“神奇的小电动机”一课中，教师带领学生对小电动机进行拆装研究。首先，教师可以组织学生像解剖油菜花那样，有序解剖，有序摆放，不少不漏，培养工匠精神。其次，教师帮助学生分析这些零件的作用，让学生明白小电动机里面的每一个零件都不是多余的，体会到技术的力量。其中，通过两个电刷与三片换向器的交替接触，改变电流方向让转子的磁极不断改变，提供持久的驱动力。解剖分析小电动机的构造和原理，学生带着目的观察会更有针对性。在学习的过程中，学生抱着严谨的态度去操作、去理解，更有实效。

（二）积极参与，激发责任使命

课堂上，教师要充分挖掘教学素材所蕴含的丰富思想教育，找准教材和社会责任感教育的结合点。“微生物与健康”的教学设计要紧扣学生的生活，健康关乎每一个人的自身，更是普及科学素养的一个重要方式。教学中，通过让学生前期自主收集尽可能多的感兴趣的素材，让学生在小组内先进行分享，并完成小组科学小报的制作，最后将成果在班内进行展览分享。通过来自学生的素材，教师了解学生看待微生物与健康的视角，引导学生从中将科学技术与自己的生活联系起来，树立科技服务生活的意识，激发自身的公民责任感。

站在儿童的立场进行小学科学教学，既符合儿童的认知规律，又突出了学生的主体地位，使学生经历真实、主动、有深度的科学学习之旅，真正提升学生的科学素养，为他们继续学习、成为合格公民和终身发展奠定扎实的基础。