指向核心素養的小學科學DoPBL教學模式

麥金梅

新課標下小學科學教學實踐研究

主持人：黃博彥

教育承擔著培育學生核心素養的主要工作，對學生核心素養的產生與培養有著長久影響。小學科學是小學課程中的基礎學科之一，聚焦學生綜合能力和綜合素質的發展。在實際教學中，教師應當改變傳統的教學理念，立足科學學科核心素養，對教學模式進行創新，培養高素質綜合性人才。

一、小學科學DoPBL教學模式

董艷基于當今強調知識整合、跨學科學習、技術融入的時代背景下，整合基于問題的學習和基于項目的學習這兩種教學方法的優勢，促進學習者的跨學科學習，加入設計思維要素，提出了面向設計的產生式學習（Design-oriented Production-Based Learning ，簡稱DoPBL）模式。筆者依據小學科學的學習特點，將DoPBL模式進行重構，形成探究型DoPBL教學模式和實踐型DoPBL教學模式，具體見下頁圖1、圖2。

DoPBL教學模式分別針對探究與實踐兩種科學學習途徑，設置教學實施流程。

探究型DoPBL教學模式旨在建構思維型科學探究教學，教學過程有八個環節，從創設情境到應用遷移，經歷若干次迭代，建構科學觀念，強化探究思維，最終達成科學學科核心素養的養成目標。

實踐型DoPBL教學模式主要是基于模型的探究式教學，強調學生探究實踐能力，深化跨學科理念，運用工程技術，生成具體的并得到認可的作品。其教學過程包含從創設項目到反思評價六個環節，在科學探究中“迭代設計”創新設計方案，在產品測試、研討思維碰撞中完善作品。

DoPBL教學模式通過“團隊構想、頭腦風暴”組織方式，幫助學生認識到問題或項目的設計意圖，有效開展學習任務，培養團結協作精神和批判創新思維。義務教育科學課程是一門綜合性課程，注重培養學生在真實情境中解決問題的綜合能力。DoPBL教學模式重視知識的整合，在探究活動中給予學生足夠的時間和空間，推動學生積極地交流研討，使科學教學更具有探究性，促進學生更好地發展核心素養。

二、在DoPBL模式下核心素養的生成路徑

在粵教科技版《科學》六年級下冊第20課“保護水資源”基礎上，運用DoPBL教學模式，探究學生學科核心素養的生成路徑。

1.設計基于模型的探究式教學，提升思維品質

“保護水資源”一課安排了“水被污染了嗎”“如何保護水資源”“制作簡易濾水裝置”三個實踐活動，教學主線不夠明顯。對此，需要構建一條能夠把教材中的教學活動串聯起來的教學主線。關注學生興趣點，以設計任務為教學主線，設計基于模型的探究式教學，突破教學重難點。首先，通過水污染現象，引出“如何凈化水”的問題，學生研討后確定“制作簡易凈水器”項目。通過多次設計迭代得到設計圖，然后制作出凈水器實物。測試凈水效果，對凈水器暴露出的問題提出針對性的解決方案，優化設計方案。從構建模型到修正模型過程中，自主設計，任務活動設計緊密相連，提升學生思維品質。在模型測試中引申出科學探究，學生主動參與探究活動，充分構建證據意識，提升課程深度，同時建構水污染水凈化的知識體系。

2.以真實問題情境激趣，培養態度責任感

以水污染影響周邊居民生活的真實問題情境，激發學生學習興趣。學生扮演水質工程師調查水體污染情況，以科技小報的形成匯總調查情況。通過角色扮演和制作科技小報，學生明白了水是珍貴的自然資源，當水中混入有害或有毒的物質，水體就會受到污染，影響水的使用價值，甚至會危害人類身體健康、破壞生態環境。真實的問題情境把學習內容轉化為學生的內在需求，把“要他學”轉為“我要學”，融入學生情感。

制作好簡易凈水裝置后，學生扮演工程師，帶著作品回歸到真實情境中，進行水體凈化，觀察凈化效果。在工程實踐中發現問題，繼續尋找長期運行的問題，并研討出解決方案，培養嚴謹科學態度。角色扮演使學生理解工程師不僅僅是做出產品，還要使產品經得起實踐考驗，以嚴謹的科學態度測試、分析以及改進，培養學生身份認同感。在設計、制作、修正簡易凈水裝置的繁瑣工序中，學生認識到凈化后的自來水來之不易，更加珍惜和保護水資源，增強學生社會責任感。

3.創設自助餐式的材料站，培養創新能力

在課程中，教師可以搭建兩個自助餐式的材料站。在制作科技小報時，根據教學環境提供對應的材料種類。在數字化平板網絡環境下，學生提前收集的水污染相關主題的視頻、文字、圖片，與教師提供相關的視頻或者文檔，組成一個個既有共性，又具有團隊特色的材料庫。在傳統課堂里，學生收集的紙質文字圖片材料或者污水樣品，與教師提供的主題材料和操作工具組成了豐富多樣的材料站。在構建簡易凈水器模型前，可設置自助餐式的材料站，提供多樣式的材料，幫助學生發散建模思維，呈現更多創新設計方案，同時，引導學生選擇合適的材料構建模型，理解物質和性質的關聯，分析各種材料優劣勢。準備多樣化的材料，搭建自助餐式的材料站，滿足學生不同層次的思維需求，充分發揮學生的創新精神。

4.以評價量規為引導，確保有效學習

設置評價量規，關注學生學習活動的各個階段評價，確保學生有效學習。表現性評價能發展和評價學生的高階思維，提高課堂教學質量。將表現性評價嵌入教學各個環節能實現“教—學—評”一致性。

例如，科技小報評價量規不僅要關注學生的小報結果，更要注重小組活動過程中表現出來的合作互助品質。在學生收集資料前，教師要向學生展示評價量規，讓學生清晰評價項目與評價要求，確保收集到高質量資料，并有目的性地完成任務。

又如，在制作簡易凈水器的評價量規中，建構模型前教師與學生一起學習評價量表，讓學生清晰了解設計目標，促使設計任務能夠得到有效實施，在評價量規的引導下，學生可以多次測試和修正模型，力求達到優秀等級。

注：本文系廣東省基礎教育小學科學教研基地項目（中山）研究成果。