新編蘇教版《科學(xué)》教材中專項(xiàng)學(xué)習(xí)的定位與解讀

馮 凌

為順應(yīng)《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡(jiǎn)稱課標(biāo)）的變化，新編蘇教版《科學(xué)》教材（以下簡(jiǎn)稱新編教材）在每?jī)?cè)的最后增設(shè)了專項(xiàng)學(xué)習(xí)板塊，該板塊以“項(xiàng)目活動(dòng)”為主要內(nèi)容，以探究、設(shè)計(jì)為主要學(xué)習(xí)方式。全套教材共有12個(gè)專項(xiàng)學(xué)習(xí)板塊，上冊(cè)均為指向工程實(shí)踐的“像工程師那樣……”，下冊(cè)均為指向科學(xué)探究的“像科學(xué)家那樣……”，兩大板塊既有共性又各有側(cè)重。

一、增設(shè)專項(xiàng)學(xué)習(xí)的目的

科學(xué)學(xué)習(xí)不僅包括科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，還包括科學(xué)方法與技能的學(xué)習(xí)。在小學(xué)科學(xué)課程中，存在著科學(xué)探究與工程實(shí)踐這兩類既相互聯(lián)系又相互區(qū)別的活動(dòng)。鑒于此，我們有必要區(qū)分這兩類活動(dòng)，并分別為其建立能力訓(xùn)練體系。

就科學(xué)探究而言，小學(xué)科學(xué)課程的總目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，并為他們成為合格公民和終身發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。這就意味著科學(xué)課程不能只教給學(xué)生科學(xué)知識(shí)，更要讓他們知道科學(xué)是什么，科學(xué)家是如何研究科學(xué)的，兒童如何學(xué)著科學(xué)家的樣子進(jìn)行科學(xué)研究。

就工程實(shí)踐而言，課標(biāo)的變化之一是增加了技術(shù)與工程領(lǐng)域。從本體論視角看，工程是具有一定規(guī)模的人工物品；從認(rèn)識(shí)論角度看，工程是包括策劃、設(shè)計(jì)和實(shí)施等在內(nèi)的整個(gè)建構(gòu)過(guò)程；從方法論視角看，工程是籌劃的方法，而非邏輯的方法。學(xué)生的工程思維、工程方法有必要進(jìn)行專門的培養(yǎng)。

科學(xué)知識(shí)和科學(xué)方法是一個(gè)整體，科學(xué)方法的學(xué)習(xí)，離不開(kāi)科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)。但如果將科學(xué)方法的學(xué)習(xí)完全滲透在科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)中，則科學(xué)方法的學(xué)習(xí)有可能受到削弱。采用某種系統(tǒng)的、顯性化的方法進(jìn)行科學(xué)方法教育，對(duì)于小學(xué)生掌握基本的科學(xué)方法乃至理解科學(xué)的本質(zhì)十分重要。因此新編教材在每一冊(cè)都設(shè)計(jì)了“專項(xiàng)學(xué)習(xí)”板塊，以期讓學(xué)生有機(jī)會(huì)經(jīng)歷一次豐富而完整的科學(xué)或工程活動(dòng)過(guò)程，并接受專門的、整體的科學(xué)探究與工程實(shí)踐能力訓(xùn)練。

二、專項(xiàng)學(xué)習(xí)的特色：螺旋上升、各有側(cè)重

專項(xiàng)學(xué)習(xí)的能力訓(xùn)練都遵循螺旋上升式的設(shè)計(jì)思路，這種螺旋式的設(shè)計(jì)思路具體表現(xiàn)在活動(dòng)步驟、指導(dǎo)要點(diǎn)和拓展閱讀三個(gè)方面。

1.活動(dòng)步驟螺旋展開(kāi)。

關(guān)于工程實(shí)踐，課標(biāo)只寫(xiě)了四個(gè)步驟：明確問(wèn)題、確定方案、設(shè)計(jì)制作、改進(jìn)完善。我們覺(jué)得這不夠細(xì)致，于是參考了若干國(guó)家的技術(shù)與工程教育標(biāo)準(zhǔn)和教材，加上我們自己的思考，將工程實(shí)踐細(xì)化為六個(gè)步驟：明確問(wèn)題、前期研究、設(shè)計(jì)方案、制作模型、測(cè)試改進(jìn)、展示交流。但這六個(gè)步驟不是一下子全部呈現(xiàn)，而是隨年級(jí)的上升螺旋遞增。如圖1，在低年段，僅用問(wèn)題、設(shè)計(jì)、展示這三個(gè)步驟來(lái)引領(lǐng)學(xué)生開(kāi)展工程實(shí)踐活動(dòng)；到中高年段，這三個(gè)步驟逐步擴(kuò)展為完整的六個(gè)步驟。

（圖1）

而專項(xiàng)學(xué)習(xí)中的科學(xué)探究過(guò)程則細(xì)化為八個(gè)步驟，且基本遵循課標(biāo)要求：提出問(wèn)題、作出假設(shè)、查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)方案、搜集證據(jù)、處理信息、得出結(jié)論、分享交流。這八個(gè)步驟同樣具有螺旋上升的特點(diǎn)。在低年段主要是提出問(wèn)題、尋找問(wèn)題、分享交流這三個(gè)步驟；進(jìn)入中年段以后呈現(xiàn)的是七個(gè)步驟：提出問(wèn)題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)方案、搜集證據(jù)、處理信息、得出結(jié)論、分享交流；進(jìn)入高年段后，又增加了查閱文獻(xiàn)步驟。

2.指導(dǎo)要點(diǎn)螺旋上升。

每個(gè)年級(jí)活動(dòng)步驟的指導(dǎo)重點(diǎn)和深度不同，這同樣體現(xiàn)著專項(xiàng)學(xué)習(xí)螺旋上升的特點(diǎn)。以3～6 年級(jí)的工程實(shí)踐活動(dòng)指導(dǎo)要點(diǎn)為例（見(jiàn)文末表1），從表格橫向來(lái)看，每個(gè)年級(jí)的重點(diǎn)指導(dǎo)步驟是不同的；從表格縱向來(lái)看，每個(gè)步驟都至少指導(dǎo)了兩次，有些步驟甚至指導(dǎo)了三次。以“前期研究”環(huán)節(jié)為例，四年級(jí)的指導(dǎo)僅僅在于初步了解前期研究的各種方法——羅列問(wèn)題、查閱、詢問(wèn)等；五年級(jí)的指導(dǎo)重點(diǎn)是如何通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)來(lái)獲取前期研究的重要信息；六年級(jí)的指導(dǎo)重點(diǎn)是如何通過(guò)檢索的方法來(lái)進(jìn)行前期研究。指導(dǎo)的重點(diǎn)是根據(jù)難易程度來(lái)安排的。

科學(xué)探究的具體指導(dǎo)要點(diǎn)也同樣能體現(xiàn)專項(xiàng)學(xué)習(xí)螺旋上升的特點(diǎn)。如文末表2，“提出問(wèn)題”一列中，三到六年級(jí)每一冊(cè)教材里我們都對(duì)該步驟做了具體的指導(dǎo)，因?yàn)椴煌昙?jí)的學(xué)生提出問(wèn)題的水平是不同的，所以指導(dǎo)方法也不同。

3.拓展閱讀（單頁(yè)）螺旋遞進(jìn)。

教材中專項(xiàng)學(xué)習(xí)的單頁(yè)都是關(guān)于工程師或科學(xué)家的閱讀板塊，隨著年級(jí)的升高，這一內(nèi)容也呈現(xiàn)出由局部走向整體、由粗略走向精細(xì)的螺旋遞進(jìn)特點(diǎn)。在低年級(jí)，教材概略地介紹了某位工程師或科學(xué)家；三年級(jí)著重講解工程師、科學(xué)家的類別；四年級(jí)對(duì)工程師、科學(xué)家的共同品質(zhì)進(jìn)行提煉；五年級(jí)關(guān)于工程師的內(nèi)容為團(tuán)隊(duì)合作對(duì)完成工程項(xiàng)目的重要性，關(guān)于科學(xué)家的內(nèi)容為科學(xué)研究成果發(fā)表的重要性；六年級(jí)側(cè)重總結(jié)工程實(shí)踐和科學(xué)探究的基本流程。

三、專項(xiàng)學(xué)習(xí)的教學(xué)建議

1.基于真實(shí)生活，設(shè)置復(fù)雜情境。

專項(xiàng)學(xué)習(xí)中的科學(xué)探究與工程實(shí)踐在呈現(xiàn)時(shí)，都是基于真實(shí)的生活情境來(lái)引發(fā)一個(gè)非良構(gòu)的問(wèn)題。這樣的問(wèn)題更能鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維與工程思維，更能培養(yǎng)其解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

例如：工業(yè)化大批量生產(chǎn)的肥皂或多或少會(huì)含有不利于人體健康的添加劑，因此許多號(hào)稱無(wú)添加劑的手工皂便應(yīng)運(yùn)而生。新編教材三年級(jí)上冊(cè)的工程實(shí)踐專項(xiàng)學(xué)習(xí)正是基于這一真實(shí)情境，引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題：這些手工皂真的是安全無(wú)添加劑嗎？我能制作一塊具有其他功能的手工皂嗎？

提出“做一塊手工皂”的任務(wù)后，教學(xué)的重點(diǎn)就在于帶領(lǐng)學(xué)生分析任務(wù)的具體要求和標(biāo)準(zhǔn)，明確目的和需求——制作一塊無(wú)添加劑、具有滋潤(rùn)美白或其他個(gè)性化功能的手工皂。學(xué)生知道目標(biāo)是什么，但是各自的需求不同：除了無(wú)添加外，可以有美白功能或保濕功能等。需求不同，呈現(xiàn)的方案就不同：有的添加牛奶、有的添加蜂蜜，且成分的配比也不相同；而不同的設(shè)計(jì)方案導(dǎo)致實(shí)施方案時(shí)的路徑和方法也不同。這些“不同”正體現(xiàn)了我們所倡導(dǎo)的非良構(gòu)的地圖式學(xué)習(xí)。

2.把握指導(dǎo)要點(diǎn)，樹(shù)立全局意識(shí)。

教師在專項(xiàng)學(xué)習(xí)的實(shí)際教學(xué)中，要把握好科學(xué)探究和工程實(shí)踐每個(gè)步驟的指導(dǎo)要點(diǎn)。因?yàn)槲覀兊哪繕?biāo)不在于讓學(xué)生獲得某一具體的結(jié)論，而在于讓學(xué)生體驗(yàn)、親歷科學(xué)探究和工程實(shí)踐的基本過(guò)程。教師要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，使科學(xué)探究的技能以及工程思維顯性化、結(jié)構(gòu)化。

如圖2 所示，工程實(shí)踐活動(dòng)中的每一個(gè)步驟我們都提煉出了一些核心詞匯，這可以幫助教師理解該步驟，如在“明確問(wèn)題”中，需要強(qiáng)調(diào)任務(wù)需求，并對(duì)任務(wù)進(jìn)行具體分析；“模型制作”中，要指導(dǎo)學(xué)生區(qū)分小樣、原型、模型等。指導(dǎo)的深入程度將直接影響學(xué)生能否完成任務(wù)。

圖2 工程實(shí)踐活動(dòng)步驟的指導(dǎo)要點(diǎn)

仍以制作手工皂為例，（1）明確問(wèn)題：制作一塊添加劑少、具有美白功能或其他個(gè)性功能的手工皂。（2）前期研究：讓學(xué)生搜索手工皂工藝、皂基等關(guān)鍵詞并查閱資料或閱讀相關(guān)書(shū)籍，通過(guò)皂基去污能力實(shí)驗(yàn)、皂基融化實(shí)驗(yàn)等獲得信息。（3）設(shè)計(jì)方案：設(shè)計(jì)方案的一個(gè)重要方法是頭腦風(fēng)暴法，學(xué)生在組內(nèi)充分自由地發(fā)表意見(jiàn)，然后根據(jù)任務(wù)需求選出最佳方案。可以用圖示、表格的方式來(lái)呈現(xiàn)手工皂的設(shè)計(jì)方案，而在這個(gè)任務(wù)中，表格能更清晰地體現(xiàn)添加的成分及配比。（4）制作模型：按照設(shè)計(jì)圖紙制作符合方案的手工皂原型，并用于后面的測(cè)試環(huán)節(jié)。（5）測(cè)試改進(jìn)：通過(guò)看、聞、摸等多種方式對(duì)保濕程度、香味、硬度等進(jìn)行測(cè)試，用pH 試紙來(lái)測(cè)試酸堿性，然后再有針對(duì)性地進(jìn)行改進(jìn)并反復(fù)測(cè)試改進(jìn)后的手工皂能否滿足任務(wù)需求。（6）展示交流：指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)用PPT 等對(duì)完成任務(wù)的全過(guò)程進(jìn)行展示、交流。其中，明確問(wèn)題、設(shè)計(jì)方案、測(cè)試改進(jìn)這三個(gè)環(huán)節(jié)要重點(diǎn)指導(dǎo)。

教師在指導(dǎo)過(guò)程中還應(yīng)樹(shù)立全局意識(shí)，整體把握6 個(gè)年級(jí)的工程實(shí)踐活動(dòng)，從而明確指導(dǎo)要點(diǎn)的深度變化。以“設(shè)計(jì)方案”為例，三年級(jí)已經(jīng)是第三次進(jìn)行指導(dǎo)了，可引入了頭腦風(fēng)暴法來(lái)收集想法，并強(qiáng)調(diào)用畫(huà)圖表的方式來(lái)呈現(xiàn)手工皂設(shè)計(jì)方案中的成分及配比；在此之前，低年級(jí)的要求僅為畫(huà)出自己的想法。

3.優(yōu)化迭代循環(huán)，充分經(jīng)歷全程。

專項(xiàng)學(xué)習(xí)和其他主題單元學(xué)習(xí)的不同之處還在于，我們更加強(qiáng)調(diào)在每一次的任務(wù)中給予學(xué)生充足的時(shí)間用以產(chǎn)品的迭代循環(huán)。

如圖2 中的工程實(shí)踐活動(dòng)步驟，這六個(gè)步驟不是簡(jiǎn)單的流線型結(jié)構(gòu)，中間“設(shè)計(jì)方案、模型制作、測(cè)試改進(jìn)”的環(huán)節(jié)就是迭代、循環(huán)的環(huán)節(jié)，當(dāng)模型的測(cè)試結(jié)果與任務(wù)需求不一致時(shí)，學(xué)生需要重新設(shè)計(jì)方案、重新制作模型并再次測(cè)試，直到最終做出符合任務(wù)需求的作品才能進(jìn)行下一步的展示交流。

雖然每個(gè)年級(jí)的指導(dǎo)重點(diǎn)不同，但每個(gè)年級(jí)每一次的專項(xiàng)活動(dòng)都要充分經(jīng)歷全過(guò)程。因?yàn)閷W(xué)生在反復(fù)迭代的過(guò)程中才會(huì)產(chǎn)生更優(yōu)的方案。如此到了六年級(jí)，學(xué)生才能像一個(gè)真正的工程師一樣，獨(dú)立完成一份完整的工作報(bào)告書(shū)（包含任務(wù)、前期研究、設(shè)計(jì)與制作、測(cè)試方法與測(cè)試結(jié)果、改進(jìn)方案與再次測(cè)試結(jié)果）。

總之，專項(xiàng)學(xué)習(xí)是新編教材的特色之一，我們希望這6 個(gè)年級(jí)的專項(xiàng)學(xué)習(xí)能真正提升兒童工程實(shí)踐和科學(xué)探究的能力和思維。未來(lái)可期，我們共同努力！

表1 工程實(shí)踐活動(dòng)指導(dǎo)要點(diǎn)（3～6 年級(jí)）

表2 科學(xué)探究活動(dòng)指導(dǎo)要點(diǎn)（3～6 年級(jí)）