小学科学教材中的情境设计

王海英

科学与生活紧密相关，在科学课程开发过程中，将科学置于生活和社会的背景中，通过创设合适、生动的教学情境，调动学生的认知动机，拉近学生与科学原理、知识之间的距离，有利于形成有意义的学习。如何创设生动活泼的教学情境是小学科学教材编写设计中着重考虑的因素。了解教材中情境设计的思路，有助于教师深度理解教材中不同情境设置的原因，有利于教师更清晰地把握教材中情境的选取和呈现。

教材的情境设计

1.情境的意义

在心理学中，情境被认为“是事物发生并对机体行为产生影响的环境条件”“是对人有直接刺激作用、有一定生物学和社会意义的具体环境”“是客观的具体环境，而不是主观的精神境界”。情境认知理论认为“知识是具有情境性的，知识是活动、背景和文化产品的一部分，知识正是在活动、文化中不断被运用和发展着”。建构主义学习理论认为“学习者的知识可以在一定的情境下，通过自己主动探究、与他人协作和交流而获得”。在建构主义学习环境中，教学设计通常是从创设有意义的情境开始的。

在小学科学课教学中，根据教学内容和教学目标，有针对性地创设教学情境，将课堂内容用更加生动、形象的方式呈现给学生，可以较好地调动学生的积极性、情感等因素，激发思维，提高课堂教学效果。

2.情境的功能

教材中的情境有多种作用，如激发兴趣、任务驱动、学习迁移等。

（1）激发兴趣，引发思考

创设恰当的问题情境，让学生接触到的学习内容与其原有的认知相互碰撞，从而激起学生强烈的问题意识和探究动机，可以促使学生积极主动地深入思考。一个好的问题情境是激活科学课堂、提高教学实效的重要途径。

例如一年级下册《各种各样的叶》一课设定的情境是“不同植物的叶一样吗”，这个情境是学生在日常生活中熟悉的，但是大多数学生并没有仔细观察过甚至想过。教材上用几种叶的图片和问题配合呈现这样一个情境，引发学生思考“不同植物的叶是一样的，还是不一样的？有什么不同？”让学生带着这样的疑问去观察、辨识各种植物的叶，能有效地调动起学生学习的主动性和积极性。

（2）任务驱动，主动探究

情境认知理论提倡“把知识当作动态的建构与组织，当作适应环境的一种协调，因而学习方式应是参与式的、活动式的”。在科学课教学中，有针对性地创设与现实情境相类似的任务情境，引导学生在任务情境中，积极主动地思考、讨论、探究、交流，可以较好地帮助他们在原有认知结构的基础上，构建起新的知识体系。

例如一年级上册《袋子里面有什么》一课设定的任务情境是“辨别袋子里面有什么”，这个任务设计了三个环节：不打开袋子，用听、闻、摸的方法初步辨别袋子里面有什么物体;打开袋子，用眼睛观察袋子里有什么，与前面用手摸、用耳听、用鼻闻辨别出的物体进行确认;用舌尝，辨认两个塑料袋里的白色颗粒是什么。在完成一系列任务的过程中，学生逐步认识到：人体有五种感觉器官——眼、耳、鼻、舌、皮肤，它们使人具有视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉等感觉，这些感觉器官是帮助人观察的器官;观察法是认识周围事物、进行科学探究的基本方法，是科学课上经常要用到的最基本方法。这样，学生就能初步形成安全、有序地运用感觉器官进行观察的意识。

（3）学会迁移，学以致用

学习迁移是指已经获得的知识、技能、情感态度等对新的学习的影响。学习迁移是学生解决问题、创新思维以及科学发明、创造等必需的核心能力。有心理学家认为，学习发生的情境是影响学习迁移效果的重要因素。根据教学目标和学生原有的认知结构，为学生创设更加优化的情境，通过这一情境帮助他们对知识进行重新建构，或者在新的问题情境中使用已经习得的技能，就是实现学习的迁移。复合而丰富的学习情境更有利于学习迁移的发生。

例如一年级下册《前后左右》一课，在学生学习了用前、后、左、右等方位词描述位置的基本方法后，设计了“描述校园里物体的位置”这一情境，通过引导学生站在校园操场上说一说自己的前、后、左、右各有什么，以及站在校园的不同地方，描述教学楼、图书馆或其他物体的位置。在这样的情境中，检验、巩固学生描述物体位置的知识，让学生在学习过程中感受到科学知识在实际生活中的重要性。

3.情境设计的基本原则

教材中的情境一般包含对象、关系、时空、性质等要素。在科学教材中，情境设计应遵循以下基本原则：

科学性原则。科学教材中的情境设计要保证涉及的知识、理论等正确、准确。同时，情境要具有自洽性，自身与自身、自身与生活的论述不能有矛盾或冲突。

生活性原则。科学教材中的情境设计要注重联系学生的现实生活，注重从鲜活的日常生活中挖掘素材。情境素材源于生活，符合学生的实际，学生才会对科学产生亲近感，产生主动探究的欲望。

生动性原则。科学教材中的情境设计要注重选取学生感兴趣的方面，用生动、活泼的语言展示应用科学知识和科学原理的情境，使枯燥、抽象的科学知识、科学原理生活化、具体化。

开放性原则。科学教材中的情境设计要避免封闭的问题，情境中包含的问题要有一定的梯度，要通过有梯度的问题给学生搭建一个连接已知和未知的“桥梁”，使学生在解决矛盾、冲突问题的过程中，不断提高思维能力、辨析能力。

目的性原则。科学教材中的情境设计要保证其目的性，即要始终做到情境设计的指向性与教学目标一致，避免创设无意义的教学情境。在创设情境时，要深入细致地分析教学内容，准确把握它在整个知识体系中的地位和作用，吃透教材的重點和难点，以此为基础提出适当的问题。切忌为了单纯创设情境而创设无效、无意义的情境。

教材情境设计思路

人教鄂教版《科学》教材编写设计的基本原则之一是注重结合学生的已有认知，通过创设情境引出问题，针对概念的建构过程设计科学实践活动，让学生通过亲历科学实践过程来建构科学概念。情境设计的思路主要有以下几个方面：

1.以学生的生活经验创设课题引入的情境

义务教育阶段一个重要的课题，是如何将学生带入课堂的来自生活经验的前科学概念转变成科学概念。从生活走进科学，从科学走向生活，不仅是科学教材体系设计的核心思想，也是课程改革和教学改革的重要指导思想，实现这一指导思想的重要途径就是设计与学生生活相关的教学情境。人教鄂教版《科学》教材，注重将小学生可能接触到的生活常识、自然现象引入科学课堂来，创设教学情境，让学生感受到生活与科学紧密联系，认识到科学对生活的重要性。

例如二年级上册《推和拉》单元，单元页的问题是“我们都喜欢荡秋千。秋千是怎样荡起来的？怎样越荡越高？”通过这个问题情境，唤起学生的相关经验，将探究目标指向拉力和推力。第一课《拉力》，课页呈现的是孩子们拔河时的情境——两拨人都在用力朝自己一方拉绳子，下面提出问题：“拔河时，需要怎样用力？”第二课《推力》，课页呈现的是两个人一起推着坐在轮椅上的老人过马路时的情境，下面提出问题：“怎样用力才能使轮椅向前移动？”第三课《巧用力》，课页呈现的是工人用小车拉着和推着搬运货物时的情境，下面提出问题：“生活中，什么时候该用拉力，什么时候该用推力？”无论是单元页的情境，还是各课课页的情境，都是孩子们熟悉的生活情境，都直接指向课程学习的内容，引导学生将生活经验与学习内容相联系。

2.以充满童趣的实验、游戏、表演等活动创设探究的情境

人教鄂教版《科学》教材中的许多课都是从创设实验情境开始的，力求让学生借助实物操作，理解抽象的科学原理。例如一年级下册《磁铁的磁极》一课创设了小钢珠放到条形磁铁中部的实验情境，提出问题：“将小钢珠放在条形磁铁的不同部位，放开手后小钢珠会怎样？”《磁极间的作用》一课创设了将一块条形磁铁靠近磁铁小车，小车会前进或后退的实验情境，通过这个实验引发学生思考：磁铁没有接触小车，小车就被推远了，这是怎么回事？这些有趣的实验情境，有助于孩子们在动手操作的过程中发现科学的奥秘。

孩子们都喜欢玩游戏。人教鄂教版《科学》教材抓住学生的这一特性，通过创设游戏情境，利用游戏连接教学内容，创设具有感染力的氛围，吸引学生了解相关学习内容。例如一年级下册《前后左右》一课，在学生学习了用前、后、左、右描述位置的知识后，设定了做“找位置”游戏的情境——拿着“找位置”提示条找到指定位置;《校园“寻宝”》一课设定了“寻宝”游戏的情境——根据“寻宝”提示到校园里寻找“宝物”。这些充满了趣味性的游戏活动，可以使学生在愉悦的氛围中学习、巩固和应用科学知识。

让学生在课堂上扮演不同角色并进行表演活动，可以解决一些用实验等其他方法无法解决的科学问题，因此创设表演活动的情境也成为人教鄂教版《科学》教材情境设定的一种途径。例如，探究影子的形成和变化，设定了用手影或制作道具编排影子戏的情境;探究太阳、地球和月球的运动关系，设定了让学生扮演太阳、地球和月球，模拟三者之间运动关系的情境。通过引导学生表演，既达成了科学课的教学目标，又锻炼了学生的语言组织、科学表达以及表现能力。

3.以生活、生产实践的应用创设应用科学的情境

学习科学要从实践中来，到实践中去，这样才能真正地学好科学、用好科学。人教鄂教版《科学》教材在编写中，注重科学概念和科学规律的实际应用，注意引导学生运用科学知识解释科学现象，分析和解决实际问题，将学到的科学知识运用到生活中，服务于生活。教材每一课的最后都安排有“拓展与应用”栏目，很多内容都是在联系生活、社会实际问题的情境中，帮助学生进一步理解和运用科学概念，起到拓展视野、启迪思维等多方面的作用。

例如二年级上册《推和拉》单元，第一课《拉力》“拓展与应用”栏目设定的情境是“生活中哪里用到拉力”，分别呈现了“做拉面”“放风筝”“拉线木偶”“拉着雪橇滑雪”的情境。第二课《推力》“拓展与应用”栏目设计的情境是“生活中哪里用到推力”，分别呈现了“推门”“推土机推土”“推乒乓球”“推着孩子骑车”的情境。第三课《巧用力》“拓展与应用”栏目设计的情境是“巧用拉力和推力”，分别呈现了“拉手风琴”“磨面”“划船”“玩水枪”“给篮球打气”的情境，这些活动既涉及拉力也涉及推力，还需要巧用力。这些生动的生活情境有利于帮助学生在新的问题情境中理解各课所学的知识，并能够重新建构，从而达到学习迁移的目的。

4.以科学、技术对生活产生的影响创设科学、技术、社会相互作用的情境

科学、技术问题都是直接或间接与生活和社会相联系的。科学教育不单纯是让学生学习科学原理和科学知识，还要使他们从科学和技术的发展历史中认识科学、技术的性质，认识到科学活动是人类活动的重要部分，科学知识和科学精神是人类文化的重要组成部分和宝贵资源。因此，科学教材中的情境设计还要重视科学、技术、社会相互作用的情境。人教鄂教版《科学》教材在编写中，尽可能注意科学知识与生活、技术、社会的联系，介绍并探讨科学、技术与社会之间相互关联的问题。

例如二年级下册《从自然世界到人工世界》单元，在引导学生认识自然世界和人工世界时，需要引导他们知道周围的人工世界是由人设计并制造出来的;知道为了改善人们的生活，人类不断创造发明人工产品;体会科技产品给人们生活带来的便利、快捷和舒适。教材中设计了《不断发展的人工产品》一课，本课设定了“通信工具的发展”情境，在这一情境中，引导学生了解从古至今人类传递信息方式的发展，从烽火台到驿站、邮局、电报、固定电话，再到手机等，使学生深刻地感受到科技的发展对人们生活产生的深刻影响。在本课的“拓展与应用”栏目，设计的情境是“人工产品带来的改变”，引导学生调查身边更多人工产品的发展，如取水、做饭、照明以及农业生产等所用的方式，采用对比方式，体会发明创造如何改变了人们的生活方式，体会到科学、技术和生活、社会发展的紧密联系。

5.以工程技术实践任务创设科学、技术、工程、数学相互联系的情境

注重培养学生动手能力和创新能力的STEM教育是当前科学教育的潮流，新修订的《义务教育小学科学课程标准》也增加了技术与工程领域的内容。为此，人教鄂教版《科学》教材中的每一册都专门安排了一个STEM单元。这一单元编写的主要思路是：基于学生的生活情境，提出一个任务或问题，通过任务驱动，让学生经历设计、制作、测试、展示和改进等一系列科学实践过程，在完成任务或解决问题的过程中，培养学生的动手能力和创新能力。

例如一年级下册《做个指南针》单元，是在学习了《有趣的磁铁》单元的基础上开展的技术与工程实践。它以制作一个指南针为任务情境，引导学生经历制作一个小物品的基本流程，即：明确任务—准备材料和工具—根据材料进行设计—根据设计动手制作—展示与评价—改进作品。在制作过程中，这一单元还关注科学原理的渗透，如《有趣的磁铁》单元所学的磁铁指南北的性质;关注科学知识的应用，如之前的《位置和方向》单元所学的描述位置和方向的知识;关注技术手段的运用，如磁化铁质物品成磁针;关注数学知识的融入，如磁化钢针时摩擦数量的要求，具体制作过程中对材料的测量等。因此，设计、制作指南针的过程实质是一个简单的工程技术实践过程。此外，一年级上册《制作小物品》、二年級上册《制作小船》、二年级下册《我们的创意》等STEM单元或课文，都是采取这种任务驱动的模式，基于生活情境提出一个任务或问题，所进行的技术与工程实践，体现了初步的STEM教育思想。

教材设计的问题情境有利于把抽象的科学知识、科学原理和技能生活化、具体化、实践化，有利于实现科学学习与生活、社会和现实的直接关联，因此，创设合理的教学情境始终是一套好的科学教材所追求的目标，也是教材编写者需要不断研究的问题。