依托科學場景探索學生素養發展的學習路徑

◇王 芹 （江蘇：徐州市賈汪區潘安湖小學）

2022年4月，《義務教育科學課程標準》正式頒布，提出了要發展學生的科學觀念、科學思維、探究實踐、態度責任，指出要“結合科學探究與實踐活動”開展教學活動。傳統的科學學習活動以教室為空間，以實驗室的器材為載體，以教師講授與學生探究為學習形式，難以指向學生核心素養的發展，學生高階思維發展不足，無法滿足課程標準中發展學生核心素養的教學要求。運用科學場景開展學習活動，就是要讓學生回到一種真實的科學探究活動現場，借助具體的學習空間，構建開放、多元、深度的學習環境，以滿足小學學生科學素養發展的需要。

一、創設豐富有趣的探究線索

科學素養是基于學生認知世界、探究世界提出的科學觀念認知、科學思維進階、探究實踐參與、態度責任發展。創設豐富的科學學習活動場景，就是承認“兒童是天然的繆斯”。將科學主題探究內容與科學活動相結合，能夠促進學生科學核心素養的發展。對于科學學習活動場景的創設，本人結合實踐經驗，具體圍繞“生物大世界”“力學操作臺”“創意工作坊”“太空遠航區”四個主題線索，將小學科學內容與科學場景聯系起來，以促進學生科學核心素養的發展。

“生物大世界”，以學生身邊熟悉的植物、動物、昆蟲為主題研究對象，形成學生探索世界萬物的科學場景。如，“牽牛花”生活主題，學生從牽牛花的種子開始，在花盆中種下一株牽牛花，觀察種子的萌發，研究陽光、空氣、水分、土壤與種子之間的關系；記錄牽牛花發芽、抽葉、開花、結果的過程，描摹牽牛花葉片、花蕊的形狀；研究牽牛花營養物質運輸線路；制作牽牛花葉子標本；研究牽牛花的趨光性等生長特征；等。通過這些活動，將真實的植物生長場景移植到課堂，讓學生在課堂學習中獲得科學素養的發展。

“力學操作臺”，以學生身邊的磁力、電力、引力、摩擦力為主題研究場景，開啟科學知識啟蒙之旅，讓學生借助各種真實的研究場景，發展學生的思維能力、辨析能力。如，在“磁力”的研究中，教師從“司南”辨別方向，磁盤、磁卡攜帶信息，電磁機器服務現代社會生活等話題入手，讓學生通過實驗器材，研究身邊的磁力，獲得關于磁性、磁極、磁體的相關知識。

“創意工作坊”，學生運用常見的科學實驗工具，進行有創意的科學實踐。學生運用在科學課堂學習的原理、知識、方法，進行操作實踐，是知行合一的實踐，是從“紙上談兵”走向“身體力行”的知識內化之旅。如，“微生物與健康”的學習主題，就是觀察工具的不斷變化，了解觀察工具給人類認識科學、運用科學帶來了很多便利。教師可以指導學生學習使用顯微鏡，對身邊的事物進行探索，獲得有關微生物的知識，從而指導學生做好當下的健康防護。

“太空遠航區”是以學生了解星星、太空等知識為主的探究實踐場景。在場景設置中，可以從嫦娥奔月的故事、萬戶的飛行之旅，到太陽系的行星相互關系模型、探月工程，再到太空項目，幫助學生獲得簡單的太空知識。通過各種模型、場景對話等，幫助學生了解宇宙的奧秘。

二、制定學程共生的主題活動

從真實的場景向未知的科學知識出發，讓學生通過“學程”的主題建構，形成“大概念”認知。同時，要基于不同學生的發展需要，制定活動主題，幫助學生找到指向科學素養發展的有效路徑。

（一）從四類素養中研究主題場景

好的場景要與學生素養發展息息相關。通過研究科學核心素養，不難發現，好的問題、好的實踐研究項目，就隱藏在素養內容之中。

從科學觀念看，在小學科學教材中，蘊藏著大量科學觀念主題探究活動。如，“觀察洋蔥表皮細胞”中獲得的“細胞”科學觀念；“觀察水中的微小生物”中獲得的“微生物”概念；“我們的地球模型”中獲得的“地球結構”科學觀念；等。

從科學思維看，在科學探究過程中，需要發展學生的思維。學生只有思維獲得發展，才能真正獲得科學能力與科學素養的發展。如，在對“人類認識地球運動的歷史”學習中，認識到人們的思維經歷了一個復雜的認知階段，從“天圓地方”到“地心說”再到“日心說”，科學家經歷了一個痛苦的思維轉換過程。到了今天，人們對“地球運動”又有了更豐富的認知，這也是思維活動的結果。在學習中，理解“晝夜交替”、理解“自轉”，不是靠“填鴨式”的知識記憶，而是基于學生的思維活動。只有通過真實的學習場景，讓學生通過“在場”學習，才能讓學生獲得直觀的感受，才能發展學生的思維。

從探究實踐角度，科學的專題學習需要進行探究。很多科學知識在探究中得到豐富，得到深入。如，在“聲音是怎樣傳播的”學習中，傳統科學教學中，雖然教師設計了探究活動，但是探究活動只停留在“振動”的角度，對于聲音的速度、聲音的傳播、聲音的強弱研究，需要設計專題學習。根據活動手冊提出的探索要求，教師提供橡皮筋，讓學生固定兩端，研究橡皮筋發出聲音的方式。學生通過實驗的方式了解橡皮筋聲音產生的原因，再通過其他物體驗證自己的想法，得出“振動產生聲音”的基本結論。學生對于聲音是通過什么物質傳播的，知之甚少，教師通過創設“抽出玻璃罩里的空氣”的探究實驗，讓學生聆聽鬧鐘聲音的變化，了解聲音的傳播是與空氣密切相關的。這樣的學習活動是通過具體驗證獲得的，教師要圍繞這些探究活動，創設相關的科學場景，幫助學生學習。

從態度責任看，科學既能夠幫助學生“求真”，又能幫助學生“入微”，更能指導學生“達遠”。教師要充分調動學生在科學活動中綜合運用知識的能力，幫助學生養成良好的觀察方法、實驗方法、思維方法，讓學生在觀察、分析、比較、抽象中，獲得核心素養的發展。

（二）從三個維度中重構主題場景

小學科學場景的再造，需要從不同維度出發，緊緊指向學生核心素養的發展，將課本知識與學生的生活經驗聯系起來，將科學課堂與科學生活聯系起來，將科學原理與科學思想聯系起來，促進學生科學素養發展。

首先是空間突破。在小學科學課堂學習中的主題場景重構，就是要尊重學生的學習方式，突出學生的主體地位。隨處都是科學研究的空間，可以將學生帶到田間地頭。如，在“水的作用”學習中，把學生帶到河邊，觀察河流對堤岸的影響；把學生帶到田野，觀察土壤的蓄水作用；把學生帶到屋檐下，感受滴水穿石的力量。還可以運用現代信息技術，將入海口、黃土高原、冰川、長江三角洲等圖片出示給學生，讓學生的學習空間從線下向線上轉移。這樣的學習，是在不同空間中的來回穿梭，有利于學生獲得課本之外的真實生活體驗，幫助學生形成有效的知識建構。

其次是時間重組。很多科學實驗不是在課堂上就能夠獲得想要的結果的，而是需要學生長時間地探究、記錄、分析。這就要求教師根據不同的科學課程需要，進行時間的重組。一是縮短學習時間，如，將一節課分成不同的學習探究板塊，讓學生圍繞小主題進行微課學習；二是延長學習時間，如，將探究活動延長為一個小時、一個月，甚至一學期、一年。如，在“蠶的生長變化”實驗中，教師可以借助表格，讓學生運用表格記錄蠶在不同生長過程中的變化。這樣充分體現了“學程”意識，促進了學生觀察能力、思維能力、分析能力、解決問題能力的發展。

最后是課程融通。科學課程需要與不同課程融通，實現“五育并舉”。如，在《我們的水鐘》學習中，從語文角度，可以讓學生讀一讀朱自清的《匆匆》，讓學生感受到時間的寶貴；從美術角度，可以讓學生畫一畫自己理想中的水鐘；從數學角度，可以計算一下容積、速度與時間之間的關系；從英語角度，可以學一些與“水鐘”相關的單詞；從科學角度，就是要研究水鐘、制作水鐘；從信息技術角度，可以通過上網搜集資料，了解不同時期的計時工具；從音樂角度，可以學著唱《時間歌》；從體育角度，可以開展“運水接力”比賽。

（三）在兩種路徑中進行學習設計

基于科學場景的學習活動，不僅要面向科學課堂開放，更要面向學生自主探究開放，有意識地將學生從科學課堂引向科學生活。這是科學知識習得與內化的需要，也是科學素養形成的需要。

一是課堂學習路徑。教師要將這些科學場景有效地與課堂教學聯系起來，讓學生能夠在具體的科學場景空間中開展學習。通過“進入場景—選擇材料—研究問題—對話交流—學習展示—評價反饋”的學習路徑，形成有效的科學課堂模式。

二是課外學習路徑。教師要鼓勵學生隨時隨地參與到科學探究中去。在生活中，刮過去的風、淋下來的雨、飛過去的鳥、開出來的花，都是科學探究的現象。教師要通過研究主題，引導學生設計學習方案，進行科學研究與論證，最終解決問題。

三、探索學生科學素養發展的學習路徑

科學場景具有浸潤感、體驗感與參與感，能夠將生活中的科學、書本中的科學、認知中的科學聯系起來。教師要根據不同的科學場景，通過學習情境、學習項目、學習專題，確立有效的學習路徑。

（一）基于情境，讓學生感受場景

現代教學論倡導創建真實的學習場景。在科學學習中，教師要善于創設學習情境，讓學生在具體的、真實的情境中感受科學場景的存在與價值。

例如，“輪子的運動”，就是基于學生真實生活中的感受，學生通過觀察車輪運動形成探究內容：“為什么車輪是圓的？”學生帶著思考、帶著問題開展研究，有利于形成良好的觀察與思考習慣。

（二）基于項目，讓學生運用場景

在科學概念建構過程中，教師要幫助學生圍繞具體的研究項目開展學習活動。如，在“小車的設計”活動中，學生可以根據科學場景，充分利用小車的大小、輕重，斜坡的高矮、長短開展研究活動。學生只有運用這些科學研究場景，才能夠圍繞特定的項目主題，得出指向科學知識的結論，幫助學習本單元“運動的小車”的核心知識。

（三）基于協同，讓學生融入場景

在科學學習過程中，要發揮小組合作的力量。通過協同學習，讓學生與場景之間發生共鳴，讓場景變得清晰。

例如，在“心臟和血液”的學習中，測量脈搏，根據脈搏的跳動獲得相關的科學知識，就需要小組學生共同參與，根據不同的測量結果，發現規律，形成結論。再如，在“兒童飲食與健康關系”的研究中，也需要小組，甚至全班學生共同參與研究，才能獲得比較客觀科學的結論。

總之，小學科學課堂學習場景的建構，是基于學生的主體地位獲得知識的有效載體。教師要根據不同的場景內容、不同的知識建構、不同的學習路徑，從學生科學素養發展的角度出發，幫助學生由外向內、從淺入深、循序漸進、不斷地獲得知識的建構、能力的發展以及素養的形成。