核心素養(yǎng)視域下的小學(xué)科學(xué)教學(xué)設(shè)計
——對J省10篇獲獎教學(xué)設(shè)計的文本分析

張 宇，曹嘉敏，何 唱

（長春吉大附中力旺實驗小學(xué)，吉林長春130000）

一、問題提出

2016年《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》總體框架正式發(fā)布，指出學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的最終目的是培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展的必備品格和關(guān)鍵能力，核心素養(yǎng)的正式確立標(biāo)志著我國教育改革進入新的階段。教育改革的最終實戰(zhàn)要落實在課堂教學(xué)實踐中，而出色的課堂教學(xué)離不開優(yōu)秀的教學(xué)設(shè)計。教學(xué)設(shè)計是為了實施有效教學(xué)所制定的教學(xué)方案，對各教學(xué)要素進行合理高效安排。但目前的小學(xué)科學(xué)教學(xué)過程中，教師仍存在著不足，例如教師看重知識理論的學(xué)習(xí)，對學(xué)生的理性思維邏輯培養(yǎng)不足；學(xué)生在動手探究后，并沒有進行深入思考，在反思、歸納等方面有所欠缺；學(xué)生的批判、質(zhì)疑精神沒有空間進行發(fā)揮；在培養(yǎng)學(xué)生樂學(xué)善學(xué)、獨立思考、結(jié)論表達、立論駁論等方面還有所不足。針對上述問題，如何在核心素養(yǎng)視域下改進小學(xué)科學(xué)教學(xué)設(shè)計，針對教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)情境、教學(xué)過程進行合理化建構(gòu)，成為小學(xué)科學(xué)教師面臨的一大挑戰(zhàn)。

二、基于小學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)培養(yǎng)

中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心，共分為文化基礎(chǔ)、自主發(fā)展和社會參與三方面，包括人文底蘊、科學(xué)精神、學(xué)會學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實踐創(chuàng)新六大要素［1］。其中文化基礎(chǔ)重點指出科學(xué)精神是指“學(xué)生在學(xué)習(xí)、理解、運用科學(xué)知識和技能等方面形成的價值標(biāo)準(zhǔn)、思維方式和行為表現(xiàn)，具體包括理性思維、批判質(zhì)疑和勇于探究等基本要點”，強調(diào)要培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究、批判質(zhì)疑的能力。自主發(fā)展方面強調(diào)學(xué)生要學(xué)會學(xué)習(xí)、健康生活，對復(fù)雜環(huán)境能夠有效應(yīng)對，選擇合理的學(xué)習(xí)方式，形成健全人格。社會參與方面，人作為社會的一分子，必然要參加社會實踐，教育者要提升學(xué)生的實踐意識，實踐創(chuàng)新在核心素養(yǎng)的培養(yǎng)過程中占據(jù)重要地位。

小學(xué)科學(xué)教育作為基礎(chǔ)教育的重要組成部分，在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)中的科學(xué)精神、學(xué)會學(xué)習(xí)、實踐創(chuàng)新三方面具有重要作用。學(xué)生核心素養(yǎng)體系的形成依賴教育的力量，教師設(shè)計教學(xué)思路時，應(yīng)在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)目標(biāo)指引下，在學(xué)生獨立思考、自主實踐、參與表達等方面有所側(cè)重。教師要在教學(xué)設(shè)計中搭建豐富的學(xué)習(xí)場景，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識的興趣［2］?？茖W(xué)課堂多采用現(xiàn)象推導(dǎo)和實驗驗證兩種方式引導(dǎo)學(xué)生了解科學(xué)現(xiàn)象和原理，培養(yǎng)學(xué)生崇尚真知、嚴(yán)謹求實的科學(xué)意識，鍛煉學(xué)生獨立思考、辯證分析的邏輯能力。同時，教師還要教學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，找到適合自己的學(xué)習(xí)方法，重點培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力和意識，培養(yǎng)學(xué)生勤于反思的良好習(xí)慣。要實現(xiàn)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)，針對目前學(xué)生存在的自主實踐能力不足、創(chuàng)新意識有所欠缺、社會責(zé)任感不足等問題，課堂教學(xué)的精心設(shè)計顯得尤為重要。教師在小學(xué)科學(xué)課堂中為學(xué)生設(shè)計動手實踐的學(xué)習(xí)機會和體驗機會［3］，可以跨學(xué)科、跨領(lǐng)域培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，對教學(xué)內(nèi)容起到推動和加強的作用，重點培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神、學(xué)會學(xué)習(xí)、實踐創(chuàng)新的核心素養(yǎng)。

三、核心素養(yǎng)視域下小學(xué)科學(xué)教學(xué)設(shè)計的具體分析

核心素養(yǎng)是學(xué)生適應(yīng)未來發(fā)展所必備的品格和關(guān)鍵能力，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)需要長期性、系統(tǒng)性的教育過程，是一個由量變到質(zhì)變的過程。正確理解學(xué)生核心素養(yǎng)的內(nèi)涵是改進小學(xué)科學(xué)教學(xué)設(shè)計的前提，將培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的長期目標(biāo)落實到日常教學(xué)中最終要靠具體的課堂教學(xué)。優(yōu)秀的課堂離不開出色的教學(xué)設(shè)計，教學(xué)設(shè)計是根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)對象，選擇合適的教學(xué)策略，創(chuàng)設(shè)有利的教學(xué)情境，能夠讓教師對教學(xué)活動有整體的掌控，保證教學(xué)活動的順利開展。本文主要從核心素養(yǎng)中科學(xué)精神、學(xué)會學(xué)習(xí)、實踐創(chuàng)新三方面，從宏觀與微觀視角來對本次選取的優(yōu)秀教學(xué)設(shè)計進行分析［4］。

（一）科學(xué)精神方面

科學(xué)精神主要是指學(xué)生在學(xué)習(xí)、理解、運用科學(xué)知識和技能時所形成的價值標(biāo)準(zhǔn)、思維模式和行為表現(xiàn)。科學(xué)教育是科學(xué)精神養(yǎng)成的重要途徑，教師教學(xué)中需要在教學(xué)設(shè)計中融入科技背景，教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定要與時俱進。教學(xué)目標(biāo)是教學(xué)設(shè)計的引導(dǎo)者和評價教學(xué)成果的依據(jù)，在教育目標(biāo)體系中處于微觀層面地位，引領(lǐng)整節(jié)課的進度。在本次選取的教學(xué)設(shè)計中，教師在設(shè)計教學(xué)目標(biāo)時，結(jié)合新課改課程大綱，在將教學(xué)目標(biāo)細化、把握教學(xué)重點的同時，將促進學(xué)生科學(xué)精神的形成融入其中［5］。例如在《運動與摩擦力》教學(xué)設(shè)計中，教學(xué)目標(biāo)中的科學(xué)探究目標(biāo)確定為“學(xué)生會用墊圈數(shù)表示摩擦力的大小，并對比不同運動方式下的測量結(jié)果，研究摩擦力與物體不同運動方式之間的聯(lián)系，用實驗數(shù)據(jù)證明自己的推論”，教師給出了具體的學(xué)法指導(dǎo)，學(xué)生對于實驗方案有著清晰的認知，能夠自主進行實驗。在對不同運動方式進行實驗后，學(xué)生可以根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得出實驗結(jié)論，證明自己的推論是否正確。整個探究過程有效地鍛煉了學(xué)生的理性思維和勇于探究的能力，這樣的設(shè)計既落實了教學(xué)目標(biāo)，又促進了學(xué)生核心素養(yǎng)的有效發(fā)展。在《我們來做“熱氣球”》教學(xué)設(shè)計中，教學(xué)目標(biāo)中有“針對活動中遇到的困難或問題要勇于探究，能提出自己的解決方案，敢于質(zhì)疑并具有簡單的批判性思維”，教師設(shè)計了前測單，學(xué)生回顧了自己印象中的熱氣球，對于熱氣球升空的原理和特點進行了思考，提出質(zhì)疑，在后續(xù)的模擬“熱氣球”升降的活動中，分析熱氣球升空的原因，用證據(jù)來解釋之前的質(zhì)疑。同時，通過對熱氣球的學(xué)習(xí)，批判地看待“熱氣球”的利與弊，促進學(xué)生批判、質(zhì)疑科學(xué)精神的養(yǎng)成。從宏觀教學(xué)過程來看，為培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，小學(xué)科學(xué)生本課堂以學(xué)生活動為主，一個完整的學(xué)習(xí)活動要包括：情景創(chuàng)設(shè)，提出問題；多樣化的學(xué)習(xí)材料；有梯度的學(xué)習(xí)任務(wù)；根據(jù)問題和材料開展探究；結(jié)局問題，結(jié)果呈現(xiàn)。低年段《觀察一瓶水》《這是誰的葉》教學(xué)設(shè)計的宏觀教學(xué)行為多安排學(xué)生進行探究活動，根據(jù)學(xué)生年齡特征，探究活動以觀察為主。教師首先以猜謎的方式引入觀察對象，學(xué)生針對樹葉、一袋水進行觀察，用看、聞、摸、聽等多種觀察方法，經(jīng)歷探究的全過程，體會探究與發(fā)現(xiàn)之間的關(guān)系，養(yǎng)成逐步深入的理性思維模式，符合學(xué)生的認知發(fā)展過程。

布魯納認為相比灌輸學(xué)科知識，教師更應(yīng)該嘗試和學(xué)生去研究學(xué)科的概念和原理。在教學(xué)設(shè)計《小蘇打和白醋的變化》中，教師先讓學(xué)生觀察小蘇打和白醋混合的現(xiàn)象，讓學(xué)生從觀察到的現(xiàn)象中提出有價值、可研究的問題。對于同一現(xiàn)象，學(xué)生可能會產(chǎn)生不同的看法，有些可能有悖正確答案，或者學(xué)生產(chǎn)生了誤解，教師要引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗來為自己的猜想提供證據(jù)。學(xué)生在學(xué)習(xí)中通過質(zhì)疑、求證得到的知識往往印象更加深刻，在批判式的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生的邏輯思維能力能夠得到有效鍛煉。因此，對于科學(xué)問題的探究，教師應(yīng)該接受學(xué)生從不同角度提出的想法，引導(dǎo)學(xué)生做出假設(shè)。這里要注意的是，假設(shè)不一定是正確的，重點是引導(dǎo)學(xué)生做出假設(shè)。在接下來的探究過程中，學(xué)生會通過自主探究，用理論依據(jù)和實驗現(xiàn)象來驗證或者推翻之前的假設(shè)。學(xué)生只有通過批判性的探究過程才能夠發(fā)現(xiàn)自身知識的不完善之處，對腦海中的科學(xué)概念進行進一步的修正，加深對科學(xué)的理解，促進科學(xué)核心素養(yǎng)的形成。

促進學(xué)生科學(xué)精神的養(yǎng)成離不開真實情景，在教學(xué)設(shè)計《污水和污水處理》中，教學(xué)目標(biāo)關(guān)于科學(xué)概念的部分為“認識到水污染是人類活動造成的，水污染的危害給人類的其他生物造成了威脅”，讓學(xué)生認識到人類生產(chǎn)生活造成的不利影響，批判性地看待人與自然的關(guān)系?？茖W(xué)教育迫切需要學(xué)生關(guān)注重大的環(huán)境問題，例如水污染、全球氣候變化，理性看待科技發(fā)展帶來的正面和負面影響。同時，在認識到水污染的嚴(yán)重性之后，學(xué)生可以自己動手來設(shè)計污水凈化設(shè)備，利用生活中的常見材料來探究如何進行污水凈化，做到學(xué)以致用。在確定教學(xué)目標(biāo)時，《污水和污水處理》教學(xué)設(shè)計通過適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，將發(fā)展科學(xué)能力和態(tài)度嵌入其中，關(guān)注了學(xué)生理性思維與批判精神的培養(yǎng)，鍛煉了學(xué)生的動手探究能力，結(jié)合真實案例培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)精神。

（二）學(xué)會學(xué)習(xí)方面

小學(xué)生對于感興趣的事物能夠產(chǎn)生直觀形象的聯(lián)想，但低年段學(xué)生對思維方法的掌握不足，思維比較發(fā)散，因此，在小學(xué)科學(xué)的學(xué)習(xí)中，教師要側(cè)重引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)分析、比較、概括、歸納等思維方法，選擇適合的學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，做到樂學(xué)善學(xué)。在教學(xué)設(shè)計中，教學(xué)情景的設(shè)置是激發(fā)學(xué)生樂學(xué)善學(xué)的一個關(guān)鍵點，這就要求教師在引課時要選擇適合兒童心理的素材，選擇多種教學(xué)資源，帶學(xué)生走進蘊含核心知識的科學(xué)情景。教學(xué)設(shè)計《在觀察中比較》針對一年級學(xué)生，創(chuàng)設(shè)侏羅紀(jì)公園情景，播放精彩視頻，激發(fā)學(xué)生樂學(xué)的興趣。借助恐龍模型，教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會用科學(xué)方法來進行觀察與比較，是核心素養(yǎng)在低年段科學(xué)課程中的具體表現(xiàn)，向?qū)W生滲透了“比較”需要考慮公平、方便、準(zhǔn)確等科學(xué)思想。學(xué)生在觀察模型、描述特征后，產(chǎn)生了“比較”的需要，在認知沖突中引發(fā)進一步的思考，為學(xué)生提供一個“怎樣比較更公平”的思考空間。安排的思考交流活動注重引導(dǎo)學(xué)生在信息中進行分析與比較，針對研究內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生進行初步主客觀相結(jié)合的質(zhì)疑、思考與論證，在引導(dǎo)學(xué)生自我反思的過程中，使學(xué)生進一步明晰“用排序的方式描述觀察結(jié)果”的科學(xué)方法，理解“比較是需要公平和準(zhǔn)確的”，初步引入標(biāo)準(zhǔn)尺，培養(yǎng)學(xué)生借助工具解決問題的科學(xué)素養(yǎng)。教學(xué)設(shè)計《風(fēng)的成因（一）》中，教師采用歸納式學(xué)習(xí)法，強調(diào)讓學(xué)生在假設(shè)與反思中不斷深入思考，培養(yǎng)學(xué)生樂于思考、勤于反思的核心素養(yǎng)。教學(xué)過程以師生問答的方式回顧了“空氣的流動形成風(fēng)”這一概念，讓學(xué)生根據(jù)生活情境思考制造風(fēng)的方法，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。然后觀察蠟燭讓紙蛇旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，這里教師用對比實驗強調(diào)了燃燒的必要性，讓學(xué)生對觀察結(jié)果進行梳理，歸納可能的原因，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的核心素養(yǎng)。接下來，學(xué)生在假設(shè)風(fēng)的成因時，教師啟發(fā)學(xué)生用生活中的經(jīng)驗來證明自己的假設(shè)，這里的師生對話并不是知識的灌輸，而是學(xué)生進行不同層次的深入反思，這種反思的呈現(xiàn)不僅是針對知識學(xué)習(xí)，而且也是對探究思維的呈現(xiàn)，用這樣的思維模式去訓(xùn)練學(xué)生“像科學(xué)家一樣思考”，能有效促進學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。

科學(xué)教育不斷革新的原因之一是迅猛發(fā)展的科學(xué)技術(shù)，科技的發(fā)展對于教育產(chǎn)生了極其重要的影響。教育更重要的是教會學(xué)生學(xué)習(xí)，掌握信息意識，在浩瀚的信息世界里尋找到自己需要的資源，并加以分析利用。為了培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展的必備能力，教師在科學(xué)教育中要教育學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，將科學(xué)中重要的概念以及進行科學(xué)活動的能力融入教學(xué)設(shè)計中，幫助學(xué)生做好應(yīng)對問題的準(zhǔn)備。教學(xué)設(shè)計《書的歷史》基于真實世界的內(nèi)容和問題，采用沉浸式的教學(xué)體驗，讓學(xué)生自己動手體驗書的制作歷史，學(xué)生通過體驗、收集、分析不同材料的特點，解釋做書材料的演變歷史及其變化的原因。這樣，學(xué)生以主人公的角色來進行學(xué)習(xí)，發(fā)展學(xué)生對科學(xué)活動的熱愛，在收集、處理信息的同時，也感受了科學(xué)技術(shù)對生產(chǎn)生活帶來的影響?？茖W(xué)應(yīng)用于學(xué)生熟知的事物，往往會引起學(xué)生的興趣，同時又能使科學(xué)和其他領(lǐng)域的知識相組合，讓學(xué)生參與到世界的變化之中，并了解世界革新的原因，促進學(xué)生核心素養(yǎng)養(yǎng)成的同時，讓學(xué)生為工作和生活做好充分準(zhǔn)備。

（三）實踐創(chuàng)新方面

教師在做課堂教學(xué)設(shè)計時，如何將培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的長期目標(biāo)合理地嵌入到一個具體的教學(xué)內(nèi)容里是非常重要的。核心素養(yǎng)中提到的實踐創(chuàng)新主要指學(xué)生在日?；顒?、解決問題、適應(yīng)挑戰(zhàn)等方面的實踐能力、創(chuàng)新意識和行為表現(xiàn)，科學(xué)教育在理解和處理環(huán)境等問題上有著獨特的作用。教學(xué)設(shè)計《污水和污水處理》中，教師用簡單的游戲“清潔的水變污水”與“污水變清潔的水”引入水污染的主題，學(xué)生結(jié)合生活實際提出常用于處理水污染的舉措，根據(jù)特定情境和具體條件，選用廚房常見物品來制定凈化水的方案，中間穿插了沉淀、過濾等科學(xué)概念的講解。讓學(xué)生在真實情境中選擇合理的方案，促進了學(xué)生問題解決素養(yǎng)的形成。在科學(xué)學(xué)習(xí)中，學(xué)生能知曉客觀世界中的變化原理，同時也認識到喜愛科學(xué)活動和運用科學(xué)技術(shù)對我們生活的作用。在《書的歷史》的教學(xué)設(shè)計中，教師使用泥板、竹片、樹枝、繩子等多種教具，結(jié)合視頻、圖片展示，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，形象生動地帶學(xué)生走進書的歷史，了解做書材料變化與發(fā)展的歷史情景，體驗科學(xué)技術(shù)的進步促進了材料的發(fā)展。同時，學(xué)生在親身體驗用不同材料來制作一本書之后，對做書材料變化的原因進行反思，形成了更進一層的感知。這種教學(xué)設(shè)計讓學(xué)生在歷史情境、文本情景、實踐情景和反思情景的結(jié)合中，對材料選擇與優(yōu)化有了更加深刻的認識，在加深對知識的理解的同時，提升了技術(shù)運用意識，理解了科學(xué)技術(shù)與人類文明的有機聯(lián)系?！蹲鲆豁斆弊印返慕虒W(xué)設(shè)計中，教師充分利用低年段學(xué)生表現(xiàn)能力強的特點，讓學(xué)生學(xué)習(xí)設(shè)計并制作一定帽子，提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識和審美能力。學(xué)生按照材料和功能設(shè)計帽子，初步建立了產(chǎn)品設(shè)計意識，制定方案來解決制作過程中出現(xiàn)的問題。這一過程培養(yǎng)了學(xué)生技術(shù)運用的核心素養(yǎng)，教師讓學(xué)生使用簡單工具來完成一次工程作品的制作，引導(dǎo)學(xué)生在制作中不斷反思，樹立勞動意識。教師設(shè)計的學(xué)習(xí)項目具有足夠的靈活性，給了學(xué)生自由發(fā)揮的空間。學(xué)生通過技術(shù)運用將自己的創(chuàng)意和方案轉(zhuǎn)化成作品，并且意識到工程作品就是在不斷改進和優(yōu)化中逐步達到完美的。

四、結(jié)語

與傳統(tǒng)的小學(xué)科學(xué)教學(xué)設(shè)計相比，本次選取的優(yōu)秀小學(xué)科學(xué)教學(xué)設(shè)計以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為指向，強調(diào)教師站在引導(dǎo)者的角度，在課堂上落實中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)。教學(xué)活動的安排多建立在真實情景之下，通過設(shè)計合理的學(xué)習(xí)任務(wù)，提倡學(xué)生通過親身體驗獲得感受，引導(dǎo)學(xué)生將新的經(jīng)驗與已有知識相聯(lián)系，讓學(xué)生基于觀察、主動思考來提出科學(xué)問題，大膽假設(shè)、敢于質(zhì)疑，并且在好奇心的驅(qū)使下分析原因，學(xué)會運用科學(xué)方法來解決問題。在實驗探究中，學(xué)生要學(xué)習(xí)科學(xué)、規(guī)范的研究方法，教師要注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、自主學(xué)習(xí)等素養(yǎng)，帶學(xué)生從科學(xué)視角看待自然現(xiàn)象，通過體驗、探究幫助學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)概念，鍛煉學(xué)生利用事實證據(jù)來陳述觀點，對得到的數(shù)據(jù)、既有現(xiàn)象進行合理分析、概括、總結(jié)，建立探究模型，形成科學(xué)理性的思維模式。教育的最終目的是培養(yǎng)全面發(fā)展的人，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)離不開課堂，教學(xué)設(shè)計不但體現(xiàn)了培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神、學(xué)會學(xué)習(xí)、實踐創(chuàng)新等核心素養(yǎng)的過程，而且是深化教師對課程改革和教育新理念理解的過程，體現(xiàn)了小學(xué)科學(xué)教學(xué)的專業(yè)性。