试析迁移能力对学生科学素养养成的重要性

摘 要：本文对中国学生发展核心素养与小学科学素养相呼应的关键点之一迁移能力进行初步的研究，从前期学者们对迁移能力的探索，以及当前自然科学课堂中教师对这种能力潜移默化的关注程度，获得对其在课堂中内涵与外延的明确定位，确认其是学生科学素养形成的要素，更是成功适应未来社会的关键。

关键词：核心素养；科学素养；迁移能力

作者简介：叶洲，上海市徐汇区汇师小学教师。（上海 200030）

中图分类号：G623.9 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2018）13-0095-03

一、未来能力的需求与雏形

“充分发挥人文学科的独特育人优势，进一步提升数学、科学、技术等课程的育人价值。同时加强学科间的相互配合，发挥综合育人功能，不断提高学生综合运用知识解决实际问题的能力。”是教育部《关于全面深化课程改革 落实立德树人根本任务的意见》中提出的“五个统筹”工作任务之一。在此背景下，教育部落实中国学生发展核心素养，明确学生形成终身发展和适应社会发展必须具备的品格和关键能力。其中，在社会参与维度下对学生实践创新能力的素养中包含技术运用、解决问题能力的培育，这些也与小学科学的课程定位具有自上而下的联系，《全日制义务教育小学科学课程标准》中明确提出：“科学素养中需具备运用科学技术知识处理实际问题的能力”。同时，在课程性质中显现出自下而上的联系，即它用科学方式发现并解决问题的基础性与实践性，以及促进全面运用知识、融合各学科课程及技能领域面对实际疑难的综合性。此外，在《小学自然学科核心素养报告》中，学科核心素养的整体建构包含运用科学知识与方法开展不同形式的科学探究和形成实践能力。

经上可见，知识技能的习得已不是科学课中唯一的重点，学生的未来更需要将知识与技能进行运用解决实际问题的迁移能力。并且，根据社会发展的综合性、复杂性，单一的知识与技能已经无法满足即将面临的具有多元性角度的问题，教师的课堂更应从以学生经验获得、注重知识技能的运用，以及生成性的整体观层面进行思考。

二、前期研究的探索与启示

围绕“迁移能力”对国内外的文献进行探索后发现，一些前期研究中已经论证迁移能力对学生未来成长的重要性，笔者将其整理总结如下。

1. 科学概念形成的关键点。皮亚杰关于建构主义的基本观点认为，儿童是在与周围环境相互作用的过程中逐步建构起关于外部世界的知识，从而使自身认知结构得到发展的。儿童与环境的相互作用涉及两个基本过程，即“同化”与“顺应”。任何知识与技能是人类在特定条件下，与周围环境“同化与顺应”的过程中建构而成的。其中，“同化”是指改变环境以适应自身，“顺应”是指改变自身以适应环境，在此不断地互相作用中，知识与技能顺利获得。

在“同化与顺应”的平衡化期间，不论哪一个过程，迁移能力都起到关键作用。当学生遇到一个新的学习情境（此处亦作为科学概念形成的大环境），学生调用已有经验（不论是正确或者错误的经验）与环境相互作用，过程中正确经验会帮助其同化环境解决问题，错误经验会在适应环境的期间被自我纠正形成正确概念，两个步骤同时发生，使科学概念获得建构。

平衡化实现的过程中，调用已有經验的举动是概念形成的第一步，也是关键举措，这也即是迁移的发生。因此，在本能性调动较弱的课堂，创造迁移能力调动的机会与驱力，是科学概念形成的关键点。

2. 思维能力发展的突破点。依据日内瓦学派的儿童认知发展理论，学生的思维能力随着年龄增长在四个认知发展阶段（感知运动阶段、前运算阶段、具体运算阶段、形式运算阶段）不断增长。首先，婴幼儿时期寻求外部刺激激发自身潜能的思维；接着，以自我为中心的表象思维逐渐发展，将自然界事物不可逆地单独串联；随后，出现依赖具体实际操作与事物的逻辑运算；最后，能够单独进行抽象思维。

虽然，认知理论给予每个发展阶段一个年龄范围，但同时又明确这些年龄的划分是模糊的，思维的发展是连续发展的，外界适当刺激能够使思维发展获得突破。结合维果次基最近发展区论发现，将学生置于一个能够大于其认知范围但在其具备知识与技能解决的问题环境下，学生需要在新环境中“求存”，逻辑及抽象思维将交替正向并进。可见，“求存”过程中的关键点亦在知识技能的迁移。显然，迁移能力也成为思维发展的突破点。

3. 综合素养培育的持续点。学生终究归宿于社会生活，一切习得的知识与技能也将在真实生活中获得检验。社会生活的复杂性决定了学生无法在一个事件中只调动一种能力，往往需要调动各种能力，所以综合素养尤其重要。迁移能力在此过程中成了综合素养培育的不间断可持续点，能够帮助学生尽快地运用正确方式，结合经验解决问题，并在过程中获得新知、再次调用新知形成巩固性已知，循环往复、生生不息。

三、教学实例的挖掘与表征

目前，许多教师在科学课中已经意识到迁移能力对科学概念构建、学生思维能力发展，以及综合素养形成的作用与价值，并做出主动尝试。

课例一：《潜望镜的秘密》。本课是上海市“科教版”小学自然四年级第一学期的内容，学生的认知处于具体运算阶段中逻辑运算阶段，可以借助实物操作发挥其抽象思维。在本课中，学生需知晓潜望镜具有潜望的功能在于其内部两块按一定角度放置的平面镜的作用，并且理解平面镜对光的反射作用。

“光”实际易感受、难触摸，具体存在却又似抽象，教师为使学生充分理解平面镜反射光的作用以及潜望镜的工作原理，便设计了一项知识运用的环节（迁移环节）。教师给予每个小组一个小迷宫、一个小物件、几面小镜子，要求学生在迷宫中设置镜子的位置，要在入口处就能够一眼看到小物件。这个活动使学生在探索中将之前习得的潜望镜相关知识进行迁移，并加以巩固，真正掌握相关概念。

课例二：《食物链》。本课是上海市“科教版”小学自然四年级第二学期的内容，学生在认知上已经逐渐习惯逻辑运算，能在实物操作下频繁出现抽象思维。在本课中，学生需知道食物链的组成，理解并学会用箭头表示食物链中能量的传递关系。

依据教材呈现的食物场景，分别为深海、草原、森林，这些地方的确富含生物，却离学生的实际生活甚远。因此，教师将研究食物链的场景范围变成小池塘、小花园与校园，贴近生活的实例，学生的学习兴趣也随之提升，因为自然界不再是课本中那些要坐车、坐飞机才能到达的地方，而是只要仔细观察就能发现奥秘的身边。学生在这样的设计中学习成效非常高，并且他们将所学本领迁移到小区、公园，迁移能力在这种看似无意的设计中起到关键作用。

课例三：《各种各样的地形》。本课是上海市“科教版”小学自然五年级第一学期的内容，学生在认知上已经能够通过文字自行选择器材，并进行独立思考。在本课中，学生需知道高原、平原、山地、丘陵、盆地等陆地地形以及海底地形的特征，并且能够运用对它们的认识初步判断一些自然景观的地形。

依据教材与学生特征，学生完全能够在数据、彩泥等器材的辅助中自主探索各种各样地形的特征，但在判断实际地形时会遇到困难。因此，教师采用翻转课堂的形式，提供数据器材让学生自行学习地形特征，再共同研究实际地形，让学生在自行习得的知识与技能进行成功迁移的过程中，真正掌握关于地形特征的知识。

课例一以课堂为主阵地，学生充分理解工具的工作原理；课例二以身边环境为研究场所，激发学生探索、关注生活；课例三以翻转课堂为入口，使学生在运用中成长。这三个课例，充分反映出在课堂中设置迁移环节，能给予学生运用新知识的机会，提高学习成效。

四、迁移能力的内涵与外延

经过对诸多学者前期研究的分析以及教师课堂常态中实例的挖掘，迁移能力的确具有至关紧要的作用，下文从其内涵与外延在科学课堂中的定位加以论述。

1. 迁移能力的内涵。迁移，从字面解释是从一个地方到另一个地方；在心理学层面，是指一种学习对另一种学习的影响，或是一种情境中获得的知识与技能对另一种情境中知识与技能构建的影响。

小学科学作为一门具有启蒙性、综合性与体验性的学科，旨在培养学生知晓科学技术与社会关系、掌握基本科学方法、认识科学本质、具有科学精神、运用科学解决生活及社会问题的科学素养。同时，通过本学科的学习，学生能够发展学习、思维、实践及创新等多方面的能力。

这些素养与能力形成的载体是科学概念，学生在构建概念的过程中逐渐使其发展。由于科学概念的普遍性，每一种新概念的形成一定牵涉迁移的发生。如果此时采用有效的教学方式，关注知识之间的关系，充分调动迁移的正向因素，使其为新概念服务，便能够逐渐塑造以明线为概念构建的过程中将暗线发展的各类素养与能力。

2. 迁移能力的外延。迁移能力的触发器在课堂本身，能够帮助概念构建中能力素养的形成，下一步则须将其拓宽领域，延伸至课堂的外部。

科学课堂虽以自然科学内容为主体，但并不将大千世界全尽覆盖，因此在课堂中习得的能力素养是关键点，将其迁移至课堂以外的生活世界乃至离生活较为遥远的自然界，发现、解决、修正问题才是对学生适应未来社会的能力的培育。并且，此类迁移并不再是单一的为某一概念习得而去调动另一科学概念，它可能涉及多种知识、技能，具有复杂性与综合性。由此可见，形成调动多元性的迁移能力也是重要的。在确保学生能够在课堂调动迁移能力的前提下，合理应用、设计课外具有综合性的探究活动，使学生能够在复杂问题中主动迁移对其未来发展具有实质性帮助。

除此，当学生的迁移能力真正获得塑造、成熟后，学生应能在各种知识与技能之间形成良好的递进式循环网。此时，一切的已知形成一張螺旋上升的神经性网络，已有认知是交织点，迁移能力是交叉连接线。遇到新问题时，能够主动地投入科学探究中，快速触发迁移能力，启动网络联结后达成问题解决、能力获得，最终通达新的交织点，不断循环。

迁移能力是科学概念形成的关键点、思维能力发展的突破点、综合素养培育的持续点。当前科学课堂教师应高度关注迁移能力，以提高教学成效，培养学生科学素养，使其更适应未来社会。

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