以教学设计为切入点打造有效课堂

俞敏朴

〔摘    要〕  小学科学教育是以提高科学素养为目标的科学启蒙教育。科学素养的培养是漫长的，早期的科学知识将对一个人的科学素质产生至关重要的影响。因此，如何建构有效的课堂教学显得尤为重要。本文以科学课的教学设计为切入点，立足于打造有效科学课堂一般模式，从情境导入课堂、产生认知冲突、实施实验探究、开展交流汇报、引导得出结论、评价拓展延伸这几个方面展开，并结合相关教学案例进行阐述。

〔关键词〕  小学科学；教学设计；有效课堂

〔中图分类号〕  G424               〔文献标识码〕  A        〔文章编号〕  1674-6317  （2023）  13-0010-03

2022年版《义务教育科学课程标准》指出：科学教材不仅承担着科学研究的启蒙任务，而且还将细致关怀学生与生俱来的好奇心，培育他们对科学技术的浓厚兴趣和探索求知欲，并引导他们掌握与周边真实世界相关的科普知识，促使他们体会科学技术实践活动的步骤和方式，使他们更加理解科学研究、信息技术与社会生活之间的关联。乐于与人协作，与环境和谐共处，从而为终身学习和全面发展打下良好基础。但是在实际教学过程中如何实现科学课追求的课程目标？如何将课程目标量化到每一节科学课堂？如何在科学课堂上实现每一节课的课时目标？这势必要求科学教师积极打造有效的课堂教学模式。下面我以科学课的教学设计为切入点，粗浅地谈谈对此的认识。

一、情境导入课堂

课堂的导入成功与否，直接关系到一堂课教学的成败，影响学生的好奇心和求知欲，关系到学生参与程度和学习态度，最终影响本堂课教学的有效性。

常见导入方式及分析见下表：

常见导入方式及分析表

[温故导入 直观导入 设疑导入 游戏导入 巩固旧知、激发探究新知的欲望，常用于前后内容联系紧密的课程 通过演示直观教具或实验，唤起学生表象，引起学生的兴趣和思考，使学生以最佳的状态参与学习 围绕问题的核心，积极动脑思考，主动去探索教材中的知识。创造出学生探索知识的最佳情境 建立一种和谐、轻松的教学氛围，充分体现“做中学”的理念 ]

科学课程还有很多导入途径和方法。课程的导入方式并不是一成不变的，而是根据课题的类型、研究的内容、学生的个性相应调整。同一课题类型也可以采用不同的导入方法，选择最优导入方式（判断标准在于能否激发学生的求知欲和好奇心、有利于学生学习本课核心内容），最大限度地提高课堂教学的有效性。

例如，教科版科学三年级上册第4单元第4课《比较水的多少》这一课的导入，可以采用设疑导入、直观导入的方式，具体导入方式根据学生的实际情况而定。但若采用温故导入的方法就显得有些牵强，毕竟地形变化和岩石模样的改变没有太多的联系。

二、产生认知冲突

建构主义理论认为：学习是由学生自身内部生成的。学习流程并非由教师直接向学生传授专业知识（学生被动认知），乃是由学生自主地建立自身认知经历的流程，即通过新经历与原有知识经历之间的不断互动，来补充、增加和更新自身的认知经历。

学生由于产生了认知冲突，在前概念的基础上，积极主动地建构知识，形成核心概念。通过创设问题情境，引导学生产生各自的理解，与已取得的知识相违背，于是产生认知冲突，并对此提出可能的假设或猜想，引导学生展开想象，小组讨论制订计划，为下面的探究实验铺垫，提高课堂教学的有效性。

例如，教科版科学四年级上册第4单元第4课《岩石会改变模样吗》中，学生通过生活观察，发现岩石是非常坚硬的，对于坚硬的岩石会变化形成各种不同形状的岩石感到疑惑，于是产生认知的冲突：“看起来十分坚硬的岩石，是什么力量使它们发生了变化？”学生提出假设：有的认为，岩石模样的变化与温度变化有关；有的认为，与水流冲刷有关；也有的认为，与动植物生长、生活有关。于是，我因势利导：“让我们一起来探究影响岩石变化的因素吧！”学生在强烈的求知氛围里进入探究环节。

三、引导实验探究

课程标准指出：科学实验的本质就是有能力地改造某个因素，调节另一个因素，并寻求与改造因素和效果相互之间的关系。科学实验又可分成验证性实验（如种子发芽实验）、模拟实验（如模仿岩石受流水、温度、动植物等作用的效应）和探究性实验（如探索拉力大小与运动快慢的关系）。

以探究性实验为例，其基本流程如下：

探究性实验流程图

在明确实验内容和目的的过程中，选择有趣味性的实验内容，以激发学生的好奇心和探究的欲望，充分发挥学生的主体作用，使学生明确实验目的，自觉地投入科学课的学习中。

例如，在三年级起始课中，教师特地设计了一系列实验。在装满水的玻璃杯内还能够放置几个大头针的实验，学生通过观察发现，倒满水的杯子中可以放入几十个大头针，而杯子中的水卻不溢出;用倒置的漏斗吹乒乓球实验，学生观察发现，乒乓球在没有外力的作用下紧贴着漏斗口，却不掉下来。

在探究实验开始前，准备多样化的实验材料（合理利用科学工具箱、学生提前搜集实验材料、教师搜集），以免学生设计实验后，因为缺乏实验器材而放弃小组个性化实验方案。

在实验设计的过程中，可以先让学生设计自己或小组的实验方案，其他学生或小组补充，进一步完善实验设计方案;也可以结合教材相关实验设计的方案，或在此基础上适当改进。

例如，教科版科学五年级上册第3单元第5课《摆的快慢》中，教师引导实验设计：“摆的快慢与摆线之间存在什么关系呢？怎样进行这个实验比较公平？”

师：我们先来研究摆的快慢与摆线长短的关系。我给大家提供一张探究方案表。

师：怎么比较不同摆线长短对摆快慢的影响才更加公平呢？

师：谁来交流一下。思考：跟你的设计有什么不一样？

教师演示：在线上每隔5厘米做一个黑色的标记，每隔15厘米做一个红色的标记。按下弹簧扣抽动线（标记位于红色孔的下端），调到所需要的摆线的长度。展示控角器，摆线自然下垂为0°，依次写了15°，30°，45°，每小组可以请一个学生在摆的正面读取角度。

这一过程包括认知记忆问题、归结思考类型问题、发散式思考问题、评估思考类型问题，引导学生认识到科学实验设计所涉及的基本过程以及设计过程的严密性。同时在实验方案设计的过程中，要结合教材相关内容，但又不能拘泥于教材（如采用“满满一勺，用尺平划一下”的方法来控制待溶解物体的量），充分体现科学教学的灵活性。学生在这个活动中独立思考、积极讨论，并能虚心倾听其他小组的方案，小组成员在交流想法的同时，点燃各自的思想火花。在实验设计过程中充分考虑到学生的主体地位，符合学生的认知规律，提高了课堂教学的有效性。

在实验探究过程中，教师居于主导地位，学生在实验教学中居于主体地位。教师指导学生明确实验操作的要求和注意点、各组成员协同合作实验（科学课的实验教学提倡合作型学习方式，由于学生之间存在知识、习惯、心理、能力等方面的差异，应合理分组，使实验能力强和实验能力弱的学生都有进步和发展的空间）、教师巡视结合表情鼓励学生自主探究。在实验过程中，教师强化安全意识、规范实验教学。

例如，在接触药品时，不能用手接触，以免危害健康；闻气味时，采用扇闻的方法，使少量的气体进入鼻孔；除非教师明确该药品可以品尝，否则不得品尝任何药品；点燃酒精灯时，要用燃着的火柴或木条来引燃，熄灭时，必须用灯帽盖灭，禁止用嘴吹灭，以免发生爆炸；用蒸发皿蒸食盐水的时候，当最后出现食盐的结晶，且蒸发皿中的水已经很少时，应及时移开酒精灯，以免蒸发皿中的食盐颗粒飞溅伤人。

从对探究实验现象的观察、记录、交流、讨论到结论的得出，是学生通过各种感官，将观察到的现象或收集到的数据，经过思维的加工来揭示实验本质的过程。

例如，教科版科学五年级上册第1单元第4课时《蚯蚓的选择》中，学生在实验中观察、记录下A组（阴暗和明亮）条件下蚯蚓的数目和B组（潮湿和干燥）条件下蚯蚓的数目，通过统计不同环境中蚯蚓的数目，比较哪种环境中的蚯蚓数目多。最后设问：“蚯蚓数目多少分别说明了什么？”通过对数据的处理、分析，学生发现：蚯蚓在阴暗或潮湿的自然界中的数目远大于在明亮或干燥的自然界，即蚯蚓更喜爱在阴暗潮湿的自然界中生活。

科学探究实验还可以结合多媒体资源帮助课堂，多媒体课堂成为一个新的授课模式，具备图、文、声并茂或者有大量教学活动视频的优点，具有一定的优势。

例如，在教科版科学五年级上册第3单元第2课《地球内部运动引发的地质变迁》中，可以采用录像播放火山喷发和地震的影像、动画模拟火山和地震形成的过程，使学生能直观、具体、形象地看到火山和地震的特点，充分发挥多媒体辅助教学不可替代的优越性，使科学课堂的教学更加有效地进行。

四、开展交流汇报

在交流汇报的活动中，为了更合理地交流，学生提到的任何观点，教师都不应该认为他们的表达方式是“错误的”或“不合理的”。这样做有助于激发学生表达的欲望，创造良好的交流环境。同时教师也可以通过反馈性回应或提问，帮助学生进一步审视自己的想法，引导学生从实验的表象中进一步加工自己的想法，以逐渐认识实验的本质。在沟通的过程中，教师绝对不能“说得太多”或企图替学生清晰表述其观点，以免导致学生丧失自我思考的机会，应鼓励他们积极思考，清晰地表达自己的想法。引导学生从了解最基础、最基本的讨论方法到使用自己喜欢的方法，以真實体验讨论的方法与成果，积极听取他人建议，尊重其他学生的不同观点。

五、引导得出结论

引导得出正确结论的过程是由感性认识逐渐上升到合理认知的阶段，也是意识从量变到质变的阶段，是学生自主探索、讨论、独立思维，并实现不断自我完善的过程。应遵循由浅入深、由简单到复杂、由具体到抽象的规律，应符合学生的认知规律。

渗透STEAM教育思想，联系实际生活，让学生感受到科学知识对于社会发展的意义，进一步巩固刚建构的核心概念。通过创设多元化的评价主体（如学生自评、互评、教师评等）、评价内容（如根据实验结束后各组桌面的整洁程度来给自己打星）、评价方式（如在探究实验过程中的过程性评价和小结时的终结性评价），更好地促进学生全面且个性化发展。课后安排拓展活动使学生的科学探究不因下课铃声而结束。

科学课教学设计的优劣，直接影响科学课堂教学的有效性。以上几点仅是科学课中部分探究性实验课教学设计的一般模式，结合相关教学案例，略做浅显反思和认识。怎样完善科学课的教育设置，使科技活动的进行更为合理，最终提高学生的科学素养，是一个需要不断付诸实践、研究的重大问题。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.义务教育小学科学课程标准[M].北京：北京师范大学出版社，2017.

[2]朱红.科学实验的若干创新技法[J].物理教学，2013（11）：52-54，34.

[3]中华人民共和国教育部.关于加强和改进中小学实验教学的意见[S].北京：教基〔2019〕16号，2019.11.