基于学习进阶的小学科学探究活动设计与实施

尹伟

【摘   要】科学探究活动是学生建构科学概念、发展探究能力、增强科学素养的重要载体。《义务教育小学科学课程标准》针对学习内容设置了三个学段的学习目标，教材阶梯式的编排特点也更加凸显。教师可以基于学习进阶理念，对内容标准进行进阶式梳理，对探究活动进行进阶式设计和实施，提升探究活动的连续性和系统性，促进学生系统地建构科学概念，学习科学知识，逐渐形成探究能力。

【关键词】小学科学;学习进阶;探究活动;月相变化

科学探究活动是学生建构科学概念、发展探究能力、培养科学素养的重要载体。进阶式学习以前期的学习经验为后期学习的基础，层层递进，符合学生的身心发展规律。《义务教育小学科学课程标准》（以下简称《课程标准》）设置了三个学段的学习目标，教材的阶梯式编排特点也更加凸显。但在真实的课堂中，教师对探究目标缺少进阶式解读，对探究活动缺少进阶式的设计和实施，使得探究活动缺乏系统性、连贯性和层次性的现象仍然存在。如何化解这些问题？

相关学者指出：“学习进阶是对学生在各学段学习同一主题概念时所遵循的连贯、典型的学习路径的描述，一般呈现为围绕核心概念展开的一系列由简单到复杂、相互关联的概念序列。”基于学习进阶的小学科学课堂可以从对标准体系的进阶梳理、探究活动的进阶设计和实施三个过程系统推进，使学生的学习循序渐进，不断突破。

一、进阶梳理：科学标准体系的进阶式解读

设计与实施基于学习进阶的探究活动的前提是先对内容标准进行梳理，明确同一学习内容在各阶段不同维度的要求与目标，如科学概念、探究能力、科学态度和科学技术与环境等方面。

（一）进阶式建构，使科学概念更为系统

基于学习进阶的探究活动内容应以科学概念为载体。教师应对同一学习内容在不同阶段的学习目标进行整体解读，将进阶的特点体现在整体设计、分步实施、进阶建构上，从而让科学概念更系统。

教科版二年级上册《观察月相》和三年级下册《月相变化的规律》的具体内容在《课程标准》中表现为“13.3月球围绕地球运动，月相每月有规律地变化”。通过对照《课程标准》（如表1），可以发现二年级的学习目标侧重于描述现象，三年级的学习目标侧重于发现规律。

二年级上册《观察月相》和三年级下册《月相变化的规律》两课属于不同的阶段，但具有紧密的联系——观察月相变化的现象是描述月相变化规律的基础。通过对照《课程标准》，教师能够准确把握不同阶段的目标要求及所应建构的科学概念。实际教学中，教师可以先梳理概念的主干，再根据学生的学段要求分层增加学习内容，由此织成概念网，形成概念系统，从而帮助学生整体把握学习内容和要求。

（二）进阶式培养，使探究层次不断提高

教师在针对同一个学习内容设计探究活动时，应明确学生探究能力的发展水平，采用进阶式的培养方法，使学生的探究能力持续发展。

二年级上册《观察月相》和三年级下册《月相变化的规律》中，学生须分别经历不同的学习过程。二年级学生须在一个月内持续地观察、记录，获得月相变化的直接经验;三年级学生则需要在观察的基础上辨析月相变化的规律。前一阶段的重点是感官观察，后一阶段的重点是比较辨析。从能力培养上看，感官观察是比较辨析的基础，比较辨析是感官观察的发展。需要注意的是，科学探究能力的培养需在教师的指导下进行，不同学段指导的程度不同，教师要合理把握指导的度，依据由扶到放的规律进行指导。

（三）进阶式发展，促进科学观念的一致性

科学观念是学生对科学的态度以及对科学、技术与环境的认识。科学观念的形成意味着学生有进一步探究的兴趣，意识到科学技术的发展推动着社会进步。以进阶式的方式发展学生的科学观念，需要在不同的阶段让学生保持求知欲。

在二年级上册《观察月相》一课中，学生持续记录自己所观察到的月相，初步形成了长周期观察的科学习惯。在三年级下册《月相变化的规律》一课中，学生借助月相卡片判断月相变化的规律，但对结论还是模棱两可。对此，教师借助呈现月相变化的软件，快速演示月相的变化过程，并小结：新技术的应用，能够帮助我们更清楚地认识月相变化的规律。不论是月相卡片还是相关软件，这些工具和技术都在不断激发学生的学习兴趣，使学生保持求知欲。

二、进阶架构：科学探究活动的“进阶式”设计

基于学习进阶的探究活动注重积累前一阶段的学习材料，使之成为下一阶段学习的前概念。教师须从学生的前概念出发，在不同学段設计不同的探究活动。

（一）积累丰富的学材，用已有档案调动学生经验

教师应带领学生积累关于同一学习内容的不同学习材料，并将前一阶段的实验场景、记录等内容作为下一阶段的探究材料。

如C老师在上二年级《观察月相》前，将学生长周期观察的月相记录表拍成照片，做成“月相档案”，在教学三年级《月相变化的规律》时，月相档案成为学生辨析月相变化规律的主要材料，能够调动学生的观察经验。可见，用学习进阶理念设计课堂，能够充分强化同一学习内容前后的关联性。

（二）创设真实的情境，聚焦前后关联的探究主题

三年级《月相变化的规律》一课中，教师在课前收集了学生在二年级观察月相的场景照片，并以此作为下一步研究开展的情境背景。如教师以某学生在自家阳台上观察月相的场景为情境，让学生回忆当时观察月相的心情，并辨析当时的月相形状。这种情境真实、连续，紧密地联系了学生上一阶段的探究活动，能够更好地聚焦与《观察月相》紧密关联的研究主题：辨析月相变化的规律。

（三）架设多元的路径，明确概念建构的发展顺序

基于学习进阶的探究活动可依据概念发展的多种顺序，如“事实—概念—观念”或“观念—事实—概念”。因此，完善主要概念时，教师须根据内容和学生的实际情况，选择合适的顺序，用巩固旧知、建构新知的方式完成概念建构。

C老师和G老师同课异构《月相变化的规律》，C老师设计引导学生先观察月相，再根据观察结果辨析月相变化的规律，最后拓展月相变化的成因，从而建构“月球围绕地球运动，月相有规律地变化”的概念。G老师则根据学生观察的月相，先安排介绍月相变化的原因和模拟月相变化的方法，让学生根据模拟实验观察月相，再辨析月相变化的规律。

两位老师的设计体现了概念建构的不同顺序。他们围绕“月球围绕地球运动，月相有规律地变化”的具体概念，从复习觀察到的月相出发，分别按现象—规律—成因和现象—成因—规律的顺序引导学生建构概念，呈现了不一样的课堂效果。

三、进阶建构：科学探究活动的“进阶式”实施

在实施基于学习进阶的探究活动时，教师应利用体验性情境唤醒学生已有的前概念，并使用实验器材、观察结果等开展探究活动，引导学生建构新概念，再通过跨学段、跨学科融合的方式帮助学生巩固科学概念。

（一）以体验性情境唤醒前概念

基于学习进阶的探究活动能够充分调动学生的生活经验、已有的科学探究经验，用学生体验过的情境唤醒与主题关联的前概念。C老师在上二年级的《观察月相》一课时，先让学生齐读一年级语文课上学过的古诗《古朗月行》，从“白玉盘”引出月相的概念，引导学生观察月相。在上三年级《月相变化的规律》时，教师先出示二年级学生观察月相时的场景和记录单，聚焦主题：月相变化有什么规律？该做法旨在唤醒学生关于月相和月相变化规律的前概念，让两个相关联的主题学习更紧密。

（二）以连续性材料建构新概念

基于学习进阶的探究活动在不同学段开展时，都要注重材料的连贯性。教师在实验器材的选择使用上应尽量延续使用同一种材料或同一个器材;在教学同一内容时，应积累学生前一学段的观察记录、探究过程、情境和探究结果，将其作为下一学段的探究材料，并将学生前一学段建构的概念作为探究活动的依据。

G老师在上《月相变化的规律》时，将学生二年级观察月相的记录表照片呈现给学生：这是小朋友们在二年级时观察月相时记录的月相档案。同时引导学生：请大家仔细观察月相档案，看看一个月的月相变化有什么规律？学生通过观察月相档案后，发现月相的圆缺变化规律。之后，教师让学生继续观察一个月的月相，验证规律。

用二年级观察月相的月相记录表作为这节课的探究材料，既保证实证性，又帮助学生充分运用已有材料归纳月相变化的规律，建构新的概念。连续性材料的应用使得同一主题在不同阶段的探究活动更连贯、更系统。这就要求教师在整体把握教材体系的基础上，及时收集学生的学习材料，使之成为下一阶段的学习材料。

（三）以跨界融合巩固新概念

基于学习进阶的探究活动倡导跨界融合应用以巩固科学概念。跨界指的是跨学段和跨学科，是指在不同学段或不同学科中应用与主题相关的情境，从而巩固新建构的科学概念。

在教学《观察月相》一课的最后，教师出示一年级语文古诗《古朗月行》、课文《小小的船》，请学生根据已有情境判断“白玉盘”“弯弯的月儿”分别属于哪种月相;在学习《月相变化的规律》后，教师通过逆向设计，请学生判断“白玉盘”“小小的船”“镰刀”等形状的月相分别在什么时候出现。

通过与语文学科及不同阶段亲身经历的融合，学生巩固了在各个阶段中建构的概念。可以说，运用学生熟知的学习内容，既是对科学学科概念的巩固，也是对其他学科、其他学段的学习内容的巩固和强化。

基于学习进阶的小学科学探究活动从整体把握学习内容体系，强化学习内容的连贯性，探究活动的关联性和学习材料的一致性，促进学生的深度学习，提升科学概念建构的整体性和系统性。基于学习进阶的探究活动在小学科学教学中能得到广泛应用，如在生命科学、物质科学和地球与宇宙领域都能得到较好的应用。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育小学科学课程标准[M].北京：北京师范大学出版社，2017.

[2]刘晟，刘恩山.学习进阶：关注学生认知发展和生活经验[J].教育学报，2012（2）.

[3]孙悦，赵丽娜.中学化学“物质化学反应与能量”模块学习进阶的研究[J].黑河教育，2020（11）.

[4]郭庆.基于学习进阶理论的探究实验教学研究[J].物理教学探讨，2020（10）.

（浙江省杭州市求是之江第二小学   310000）