小學科學開展SSI教學的策略初探

科學課程標準要求學生能對與科學技術相關的社會熱點問題做出正確的價值判斷，遵守科學與技術應用的公共規(guī)范、法律法規(guī)和倫理道德。社會性科學議題（Socio-Scientific Issues，簡稱SSI）因其具有社會性、科學性、開放性、復雜性、爭議性、倫理性的特征，對科學教育具有獨特的價值。以SSI為載體開展教學能夠促進學生核心素養(yǎng)的整合性發(fā)展，[1]培養(yǎng)學生的科學思維、科學探究能力及科學態(tài)度與責任，也能促進學生在科學概念理解、推理論證能力、決策能力等方面獲得提升。[2]現(xiàn)以四年級“怎樣合理使用融雪劑”議題為例，分析在小學科學課中開展SSI教學的實踐策略。

一、選擇適切學生學習的議題

適切的SSI應貼近學生生活，與學生已有經(jīng)驗聯(lián)系密切，還應能獲得直接證據(jù)，與跨學科概念和核心概念相關聯(lián)。對四年級學生來說，“怎樣合理使用融雪劑”議題涉及的生活情境比較熟悉，并且具有兩難性，即融雪劑能方便人們雪天出行，又會帶來一定的環(huán)境風險。

該議題學習內(nèi)容涉及科學、倫理、社會、經(jīng)濟、政策五個維度。科學維度主要包括探究融雪劑對植物種子萌發(fā)和生長的影響以及樹立保護土壤資源的意識，倫理維度主要包括使用融雪劑給人們生活與環(huán)境帶來的利與弊，社會維度主要包括通過不同途徑宣傳合理使用融雪劑以及科學除雪的方法，經(jīng)濟維度主要包括計算不同條件下使用融雪劑的成本，政策維度主要包括提出合理使用融雪劑的建議以及鼓勵研發(fā)新型融雪劑。這些維度不是固化的，應根據(jù)議題具體內(nèi)容進行設定，但是科學和倫理兩個維度是必須包括的。[3]

確定SSI各維度的主要內(nèi)容后，教師應根據(jù)學科核心素養(yǎng)設計教學目標，并且與課程標準要求相對應。對于學生而言，科學觀念維度的學習目標為，通過探究融雪劑對綠豆種子萌發(fā)和生長的影響，能夠解釋保護土壤的重要性，初步形成人類活動對環(huán)境影響的科學概念。科學思維維度的學習目標為，通過對議題利與弊使用分析、綜合等思維方法形成觀點，使用證據(jù)經(jīng)歷科學論證的過程。以上兩個維度的目標主要與科學、倫理方面關聯(lián)。探究實踐維度的學習目標為，能從融雪劑對綠豆種子萌發(fā)和生長產(chǎn)生不利影響的角度提出假設，能根據(jù)實際情況提出使用融雪劑的合理方案，能依據(jù)獲得的信息得出結(jié)論。該目標主要與科學、經(jīng)濟方面關聯(lián)。態(tài)度責任維度的學習目標為，能向社區(qū)等機構宣傳合理使用融雪劑，初步樹立保護環(huán)境的意識，在討論中能夠樂于傾聽他人觀點。該目標主要與社會、政策方面關聯(lián)。

二、圍繞議題和核心概念設置結(jié)構化驅(qū)動問題

“怎樣合理使用融雪劑”議題主要涉及融雪劑對土壤資源的影響，形成合理使用融雪劑的建議，這與課程標準中人類活動與環(huán)境這一學科核心概念關聯(lián)，對應3～4年級的學習內(nèi)容“自然資源”。通過該議題的學習，有助于學生形成保護土壤資源的意識，這實際上指向7～9年級的學習內(nèi)容“人類活動對環(huán)境的影響”。綜合來看，以上內(nèi)容的學習指向系統(tǒng)與模型、穩(wěn)定與變化這兩個跨學科概念。該議題學習需要7～8課時，大約持續(xù)3周。

SSI教學的推進要根據(jù)整體性驅(qū)動問題設計結(jié)構化的問題鏈，設計整體性驅(qū)動問題是關鍵。“怎樣合理使用融雪劑”這一整體性驅(qū)動問題，可拆分為七個環(huán)節(jié)性驅(qū)動問題，分別是：使用融雪劑帶來哪些便利？使用融雪劑帶來哪些不好的影響？融雪劑的成分是什么、如何使用，使用成本是多少？融雪劑會影響綠豆種子萌發(fā)嗎？融雪劑會影響綠豆生長嗎？怎樣科普合理使用融雪劑的知識和除雪方法？怎樣制作科普海報向社區(qū)宣傳合理使用融雪劑？

問題鏈的設定要指向議題相關維度。例如，第四個問題“融雪劑是否影響綠豆種子萌發(fā)”的主要學習內(nèi)容是根據(jù)融雪劑影響綠豆種子萌發(fā)的實驗數(shù)據(jù)分析、得出結(jié)論，這與議題科學維度相關聯(lián)。

三、在SSI教學中構建思維型課堂

思維型課堂指向?qū)W生核心素養(yǎng)發(fā)展，注重引導學生在課堂互動中經(jīng)歷利用科學方法、積極思考，建構科學概念的過程。[4]科學論證是重要的科學思維，它包括內(nèi)在思維過程與外化表達過程，能夠促進學生獲取科學知識、理解科學本質(zhì)。[5]SSI是開展科學論證教學的有效載體，其學習過程一般包括四個環(huán)節(jié)：科學認識議題、尋找利與弊、論證利與弊是否成立、權衡利弊做出決策。[6]SSI教學中，教師要充分挖掘議題內(nèi)容和探究過程中的思維型課堂教學素材，有意識地設置能夠引發(fā)學生論證的問題。

提問環(huán)節(jié)可注重培養(yǎng)學生推理能力。例如，第四個問題需要引導學生設計實驗方案，提出研究問題“這款環(huán)保型融雪劑是否會影響綠豆種子萌發(fā)”后，為了引導學生提出可探究的科學問題，教師要給出相應的教學支架（實驗所用融雪劑的成分表和使用方法、實驗材料以及北京冬季的平均氣溫）。小組討論時，需要結(jié)合研究背景，綜合相關信息，聚焦兩個可探究的科學問題，即：這款融雪劑按預防用量使用會影響綠豆種子萌發(fā)嗎？這款融雪劑按融雪用量使用會影響綠豆種子萌發(fā)嗎？

得出結(jié)論環(huán)節(jié)可注重培養(yǎng)學生論證能力。融雪劑是否影響綠豆種子萌發(fā)，需要依據(jù)實驗數(shù)據(jù)才能得出結(jié)論。學生分別統(tǒng)計對照組、融雪劑預防用量和融雪用量下綠豆種子的萌發(fā)數(shù)量，通過比較對照組和實驗組的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)兩天后對照組有13顆綠豆萌發(fā)，而實驗組均未萌發(fā)，進而推理得出融雪劑會抑制綠豆種子萌發(fā)的實驗結(jié)論。該結(jié)論是學生開展論證的主張，也是“怎樣合理使用融雪劑”的重要依據(jù)。

四、建立“教—學—評”一致的評價工具

學習目標是教師的教、學生的學和學習評價的指引，將教什么、怎么學、學習結(jié)果如何評有效統(tǒng)整，[7]教學設計中的學習活動就是在學習目標指引下的評價活動。例如，第四個問題學習中，學生要初步設計融雪劑對綠豆種子萌發(fā)影響的實驗方案，教師要以課時學習目標和學習活動為依據(jù)設計評價量規(guī)（見表1）。

五、反思與啟示

“怎樣合理使用融雪劑”議題將科學教學與社會生活的真實情境緊密結(jié)合，為學生創(chuàng)設了真實的問題情境，激發(fā)了他們的探究積極性。該議題依據(jù)問題解決的實踐邏輯設計了問題鏈，讓學生通過探究實踐獲取直接證據(jù)，完整地經(jīng)歷SSI學習過程，這有助于提升他們的科學論證能力，形成正確的價值觀。

該議題在主要探究環(huán)節(jié)選取的是綠豆種子，而不是早熟禾種子，原因是早熟禾種子非常小，不利于學生實驗操作，引入綠豆種子設計實驗更有利于培養(yǎng)學生建模思維。該議題形成的科學使用融雪劑科普海報，未完全達到預期效果，今后需進一步思考如何更好地將SSI學習成果推向社會，實現(xiàn)更緊密的家校社聯(lián)動。

目前，適合學生研究的SSI還有待開發(fā)，教師要時刻關注科技社會發(fā)展情況，不斷收集、提煉與科學課要培養(yǎng)的核心素養(yǎng)有關的SSI議題，還要將SSI教學與核心概念建構、科學思維發(fā)展、實踐能力提升統(tǒng)整起來，促進學生深度學習有效發(fā)生。

（作者單位：北京石油學院附屬小學）

參考文獻

[1]林靜，張樂潼.社會性科學議題的內(nèi)涵與教育價值[J].中國科技教育，2020（09）.

[2]李諾，柯立，劉恩山，等.社會性科學議題在我國中學科學教育中的價值分析[J].中國考試，2021（08）.

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[5]謝群，蘇詠梅.論證——科學教育的本質(zhì)[J].生物學通報，2016（03）.

[6]胡久華，羅鋮吉，王磊，等.在中學課堂中開展社會性科學議題教學的探索[J].教育學報，2018（05）.

[7]王云生.“教、學、評”一體化的內(nèi)涵與實施的探索[J].化學教學，2019（05）.