科學(xué)核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)策略

◇沈躍群（浙江：湖州市南潯區(qū)南潯錦繡實(shí)驗(yàn)學(xué)校）

2017版《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》增加了“科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)”，與之相適應(yīng)，新教材加強(qiáng)了“技術(shù)與工程”領(lǐng)域的學(xué)習(xí)內(nèi)容，課程標(biāo)準(zhǔn)和教材內(nèi)容的改變與發(fā)展呼喚課堂教學(xué)變革。在實(shí)際教學(xué)中，教師們產(chǎn)生了一些困惑。本文以“減法思維”和“雙路徑”設(shè)計(jì)兩個(gè)策略，對(duì)該領(lǐng)域?qū)W習(xí)內(nèi)容的活動(dòng)設(shè)計(jì)提出參考意見。

一、新教材使用過程中的困惑

（一）目標(biāo)降低了，學(xué)到什么程度把握不準(zhǔn)

在2021全國(guó)教科版教材培訓(xùn)活動(dòng)中，教材編者向參訓(xùn)教師做了詳細(xì)的教材解讀，其中一個(gè)重要思想就是根據(jù)2017版新課程標(biāo)準(zhǔn)新教材降低了某些內(nèi)容的目標(biāo)?！案軛U”就是其中之一，學(xué)生在中學(xué)還會(huì)深入學(xué)習(xí)杠桿知識(shí)，“小學(xué)不搶中學(xué)的飯”。那么小學(xué)科學(xué)要學(xué)到什么程度？大家有些迷茫。

（二）內(nèi)容簡(jiǎn)單了，要補(bǔ)充的知識(shí)卻更多了

如“杠桿”的學(xué)習(xí)，教科版舊教材分兩個(gè)課時(shí)：《杠桿的科學(xué)》和《杠桿類工具的研究》。新教材《不簡(jiǎn)單的杠桿》只有一個(gè)課時(shí)，且只有一個(gè)大活動(dòng)：用小石塊把大石塊從A點(diǎn)撬動(dòng)到B點(diǎn)。讓學(xué)生在體驗(yàn)中理解杠桿的作用，指向人類用工具和技術(shù)解決生活中的實(shí)際問題。但有教師反映，這樣的活動(dòng)學(xué)生的知識(shí)建構(gòu)模糊，要補(bǔ)充的知識(shí)更多了。

（三）活動(dòng)生活化了，實(shí)施難度卻增加了

仔細(xì)閱讀新教材會(huì)發(fā)現(xiàn)，探索活動(dòng)更加生活化，如六上“工具與技術(shù)”單元，用塑料槽做斜面滑道模擬水渠引水、用平板和手推車?yán)锲敷w驗(yàn)輪子作用等。這些學(xué)習(xí)內(nèi)容不像舊教材那樣，用專業(yè)的實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行探索，它基于真實(shí)情境，研究真實(shí)問題。但在實(shí)際操作中，教師發(fā)現(xiàn)，實(shí)施難度增加了，如用平板和手推車?yán)锲?，要到操?chǎng)去體驗(yàn)，時(shí)間、場(chǎng)地、器材準(zhǔn)備、教學(xué)效率等都是新挑戰(zhàn)。

基于以上教學(xué)困惑，如何設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)，落實(shí)科學(xué)核心素養(yǎng)？

二、素養(yǎng)導(dǎo)向下的學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)策略

（一）減法思維

朱永新教授在《“雙減”后我的最新思考，中國(guó)教育最該減的是這些》中指出，減法不做，教育難行，要讓教育有活力，必須得做減法。反思我們的教育，似乎一直在做加法，課程內(nèi)容在增加，課程目標(biāo)在增加。換個(gè)角度，用減法思維去思考科學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)，目標(biāo)能否降低？?jī)?nèi)容能否減少？怎樣的活動(dòng)更適合學(xué)生發(fā)展？

1.目標(biāo)設(shè)置——減“知識(shí)”

基礎(chǔ)教育課程改革20年，已從“知識(shí)本位”走向“素養(yǎng)本位”，但教師觀念還需加強(qiáng)。筆者聽一位教師執(zhí)教《不簡(jiǎn)單的杠桿》一課，學(xué)習(xí)內(nèi)容包括：撬動(dòng)大石塊，認(rèn)識(shí)杠桿的三個(gè)點(diǎn)；用小石塊撬動(dòng)大石塊，改變支點(diǎn)位置、高度，記錄不同情況下大石塊滾動(dòng)格數(shù)，研究杠桿作用；交流中給出杠桿三種類型、三個(gè)作用；例舉生活中的杠桿，并分出類型。一節(jié)課知識(shí)目標(biāo)太多，教師舍不得丟掉“知識(shí)”。教材有一段閱讀資料：“……杠桿好比人類功能強(qiáng)大的機(jī)械手臂，有的像撬棍那樣增大了力的作用效果，有的像打撈網(wǎng)那樣擴(kuò)展了力的作用范圍，有的像鋤頭那樣改變了力的作用方向……”教師在板書中呈現(xiàn)杠桿的三個(gè)作用：增大力的作用效果；擴(kuò)展力的作用范圍；改變力的作用方向。反思：這些知識(shí)對(duì)學(xué)生的未來發(fā)展有什么用？就算被記住了，也可能會(huì)成為“惰性知識(shí)”，永遠(yuǎn)不被大腦提取。因此，學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)置應(yīng)減少知識(shí)教學(xué)，注重發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維和探究能力。設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)，最重要的是確認(rèn)活動(dòng)是有意義的并與多維目標(biāo)相關(guān)聯(lián)。

2.內(nèi)容選擇——精“活動(dòng)”

圍繞目標(biāo)選擇活動(dòng)。教材目標(biāo)較多時(shí)，需精選目標(biāo)與內(nèi)容。如杠桿一課，《教師教學(xué)手冊(cè)》科學(xué)概念目標(biāo)二“改變支點(diǎn)的位置、支點(diǎn)的高度會(huì)影響杠桿的作用效果”，大概念是杠桿作用，那就舍棄“支點(diǎn)高度”，集中研究支點(diǎn)位置變化帶來的影響。當(dāng)教材活動(dòng)不易實(shí)現(xiàn)目標(biāo)時(shí)，要尋找合適的活動(dòng)來替換。如《緊密聯(lián)系的工具與機(jī)械》一課，主體活動(dòng)是取核桃仁，教學(xué)中，我們發(fā)現(xiàn)核桃這種材料不理想，就改成取夏威夷果仁，用手怎么都打不開，砸在地上也不行，使用多種工具都不理想，但用專用工具撬片卻能輕易打開。學(xué)生通過不用工具、使用一般工具、使用專用工具三層體驗(yàn)，自主建構(gòu)“工具給生活帶來便利，技術(shù)和工具都是不斷改變、不斷進(jìn)步的”概念。活動(dòng)是目標(biāo)的載體，只要能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，選擇什么活動(dòng)可以跳出教材。

3.學(xué)習(xí)方式——少“教”多“體驗(yàn)”

從“教”走向“學(xué)”，已成共識(shí)，減少“教”，讓學(xué)習(xí)者自主發(fā)展。中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳《關(guān)于深化教育體制機(jī)制改革的意見》提出，應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生四個(gè)關(guān)鍵能力：認(rèn)知能力、合作能力、創(chuàng)新能力、職業(yè)能力。怎樣培養(yǎng)認(rèn)知能力,讓學(xué)生學(xué)會(huì)“學(xué)習(xí)”？教師得樹立放手觀念，設(shè)計(jì)學(xué)生能獨(dú)立探究的活動(dòng)。章鼎兒老師在經(jīng)典課例《蠟燭會(huì)熄滅嗎》中，為學(xué)生提供了蠟燭、玻璃杯、6枚象棋子、吸管、橡皮球，給學(xué)生20分鐘時(shí)間，讓他們自主探究：玻璃杯下墊上3枚象棋子，蠟燭會(huì)熄滅嗎？燃燒多長(zhǎng)時(shí)間，再墊上呢？墊一側(cè)，杯子傾斜呢？堅(jiān)持的時(shí)間有變化嗎？用吸管吸走里面產(chǎn)生的氣體呢？往里吹氣呢？活動(dòng)非常開放，學(xué)生可探索的空間很大，在整個(gè)過程中，學(xué)生自己提出問題、實(shí)驗(yàn)檢測(cè)、記錄現(xiàn)象、做出解釋、提出新問題，不斷深入探索，最終形成自己對(duì)現(xiàn)象的解釋。

加強(qiáng)體驗(yàn),由體驗(yàn)到認(rèn)知，科學(xué)素養(yǎng)的形成離不開學(xué)生的躬行實(shí)踐。新教材的探索活動(dòng)更生活化，更具實(shí)踐性，也更強(qiáng)調(diào)學(xué)生在體驗(yàn)中發(fā)展認(rèn)知。設(shè)計(jì)體驗(yàn)性活動(dòng)，讓學(xué)生通過感官體驗(yàn)，豐富經(jīng)驗(yàn)，提升認(rèn)知。比如杠桿作用的認(rèn)識(shí)，用小石塊撬動(dòng)大石塊，不如用手撬動(dòng)重物體驗(yàn)更真切。實(shí)驗(yàn)室放上8～10個(gè)整理箱,讓學(xué)生分組體驗(yàn)撬棍作用，或讓學(xué)生4人一組帶上撬棍去校園撬動(dòng)真正的大石塊，研究怎樣撬動(dòng)更輕松，去體驗(yàn)知識(shí)發(fā)現(xiàn)的過程。未來學(xué)校要打破校園圍墻，我們先跨出教室，將課堂設(shè)置在更廣闊的時(shí)空中，走向校園，走向生活，讓學(xué)生更多地從體驗(yàn)中發(fā)展認(rèn)知。

（二）“雙路徑”設(shè)計(jì)

2013年，美國(guó)《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》提出，要在科學(xué)課堂教學(xué)的各個(gè)層次把工程設(shè)計(jì)提高到與科學(xué)探究同等的水平，并強(qiáng)調(diào)工程設(shè)計(jì)與技術(shù)應(yīng)用中的核心概念。這使科學(xué)與工程學(xué)融入了科學(xué)教育。我國(guó)2017版課標(biāo)增加了“技術(shù)與工程領(lǐng)域”內(nèi)容，正在修訂的2021《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》把探究實(shí)踐目標(biāo)分為學(xué)習(xí)能力、科學(xué)探究、技術(shù)與工程實(shí)踐?？芍茖W(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)有兩條路徑：科學(xué)探究和技術(shù)與工程實(shí)踐。加拿大1～8年級(jí)科學(xué)課每一冊(cè)教材的前言中都有《科學(xué)與技術(shù)之間的關(guān)系以及它們與教育目標(biāo)的聯(lián)系》圖（見圖1）。

圖1 科學(xué)與技術(shù)之間的關(guān)系以及它們與教育目標(biāo)的聯(lián)系

是像科學(xué)家那樣觀察自然、研究各種現(xiàn)象產(chǎn)生和變化的原因，最后對(duì)自然現(xiàn)象做出解釋，還是像工程師那樣運(yùn)用科學(xué)和技術(shù)，采用解決問題策略，最后對(duì)遇到的問題提出解決辦法呢？科學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)有探究、實(shí)踐兩條路徑，采用哪條路徑，需根據(jù)目標(biāo)和學(xué)習(xí)內(nèi)容來定。一些學(xué)習(xí)內(nèi)容可以考慮不同路徑設(shè)計(jì)，如《我們來做“熱氣球”》，若走“科學(xué)探究”路徑，就要學(xué)生觀察記錄“熱氣球”上升、下落現(xiàn)象，解釋原因；若走“技術(shù)與工程實(shí)踐”路徑，就要不斷優(yōu)化，做一個(gè)升空更高或留空時(shí)間更久的“熱氣球”。

下面以教科版六上《緊密聯(lián)系的工具與技術(shù)》為例，具體例舉兩種設(shè)計(jì)思路。

表1 不同路徑設(shè)計(jì)《緊密聯(lián)系的工具與技術(shù)》學(xué)習(xí)活動(dòng)

選擇哪個(gè)設(shè)計(jì)思路，可以根據(jù)學(xué)情，選擇目標(biāo)實(shí)現(xiàn)度高、更能促進(jìn)兒童發(fā)展的設(shè)計(jì)。若科學(xué)概念目標(biāo)易實(shí)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)感興趣，可選擇“技術(shù)與工程實(shí)踐”思路；若需要建構(gòu)的是個(gè)重要概念，對(duì)后續(xù)學(xué)習(xí)有很大影響，則建議走“科學(xué)探究”之路，如《我們來做“熱氣球”》，先建構(gòu)對(duì)自然現(xiàn)象的理解“空氣受熱會(huì)上升”，再用知識(shí)去解決問題。

三、結(jié)語

科學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要在一個(gè)一個(gè)的學(xué)習(xí)活動(dòng)中去落實(shí)。設(shè)計(jì)高質(zhì)量的學(xué)習(xí)活動(dòng)，弱化知識(shí)目標(biāo)，強(qiáng)化探究實(shí)踐，弱化教師的教授，強(qiáng)化學(xué)生自主探究。根據(jù)目標(biāo)和內(nèi)容，用“科學(xué)探究”“技術(shù)與工程實(shí)踐”兩種思路去設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的最大化發(fā)展?！?/p>